Le Mécanicien de chemin de fer

- - MÉCANICIEN
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  - LE MÉCANICIEN
  - DE
  - P A H
  - L.-Pierre GUÉDON
  - INGÉNIEUR DES ARTS ET MÉTIERS
  - LAURÉAT DE LA SOCIÉTÉ D’ENCOURAGEMENT POUR l/lNDUSTRIE NATIONALE ET DE LA SOCIÉTÉ DES ANCIENS ÉLÈVES DES ÉCOLES NATIONALES D'ARTS ET MÉTIERS (TRAVAUX SPÉCIAUX SCR LES LOCOMOTIVES)
  - DEUXIÈME ÉDITION ENTIÈREMENT REMANIÉE
  - PARIS (VIe)
  - DUNOD et E. PINAT, ÉDITEURS
  - 49, Quai des Grands-Augustins, 49
  - 1908
  - Tous droits réservés
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- - TABLE DES MATIÈRES
  - Pages.
  - Abréviations employées................................ ........ X
  - CHAPITRE PREMIER
  - APERÇU HISTORIQUE. DÉVELOPPEMENT. PUISSANCE CLASSIFICATION DES LOCOMOTIVES
  - Art. 1. Aperçu sur l’origine et le développement des chemins de
  - 1er et de la machine-locomotive...................... 1
  - a) Construction des chemins de fer......................... 1
  - b) Force expansive de la vapeur............................ 3
  - c) Propulsion des véhicules................................ 4
  - d) Ceorge Stephenson .... <................................ 7
  - e) La Fusée.............................................. 8
  - f) Les chemins de fer en France........................... 10
  - — 2. Classification et représentation des types de locomotives. 13
  - — 3. Locomotives d’express.......................... 14
  - a) Locomotives à essieux indépendants..................... 14
  - b) — à deux et trois essieux couplés............. 18
  - — 4. — non compound â deux essieux couplés.... 30
  - — 5. — à trois et quatre essieux couplés pour
  - trains de voyageurs, mixtes et de marchandises accélérés...................... 40
  - — 6. Locomotives à marchandises à trois ou quatre essieux
  - couplés................................................. 44
  - — 7. Locomotives-Tenders........................... lit
  - — 8. Voitures automobiles........................... 63
  - — 9. Locomotives étrangères (anglaises, belges, allemandes,
  - américaines)............................................ 67
  - — 10. Locomotives à câble et à crémaillère........... 79
  - — H. Traction électrique ...................................... 82
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- - VI
  - TABLE DES MATIÈRES
  - CHAPITRE II
  - NOTIONS SUR LA CHALEUR, SUR LES GAZ, LES COMBUSTIBLES, ETC.
  - Pages.
  - Art. 12. Calorique. Chaleur........................................ 85
  - — 13. Coel'licient de conductibilité. Coefficient de dilatation. 85
  - — 14. Capacité calorifique...................................... 88
  - — 15. Changement d’état des liquides et des vapeurs............. 89
  - — 16. Modes divers de propagation du calorique.................. 91
  - — 17. Formation de la vapeur.................................... 92
  - — 18. Vaporisation.............................................. 92
  - — 19. Ebullitions. Entraînements d’eau.......................... 93
  - — 20. Atmosphère. Pression atmosphérique. Pression des gaz.. 95
  - — 21. Gaz....................................................... 97
  - — 22. Loi de Mariotte........................................... 98
  - 23. Vapeur saturée............................................ 99
  - — 24. — surchauffée............................................ 100
  - — 25. Eléments des combustibles.............................. 102
  - — 26. Combustion............................................... 102
  - — 27. Pouvoir calorifique..................................... 105
  - — 28. Combustibles utilisés dans les locomotives............... 107
  - — 29. Forces (définition)...................................... 112
  - — 30. Puissance des machines................................... 114
  - — 31. Moment moteur............................................ 115
  - — 32. Force d'inertie....................................• 111
  - — 33. Gravité ou pesanteur..................................... 118
  - — 3 4. Indicateurs-enregistreurs des vitesses.................. 120
  - CHAPITRE III CHAUDIÈRE
  - Art. 35. Considérations générales................................. *23
  - — 36. Composition des chaudières............................... 127
  - — 37. Foyer.................................................... 127
  - — 38. Voûtes en briques..........................•....... ••• 131
  - — 39. Mode de chargement des foyers............................ 133
  - — 40. Foyer Wooten............................................. 135
  - — 41. — Tenbrinck............................................. 13®
  - — 42. Formation du foyer et de la boite à feu.................. 139
  - — 43. Métal des foyers..........................................
  - — 44. Entretoises.................. ............................ l^7
  - — 45. Corps cylindrique.......................................... 151
  - — 46. Tubes.................................................... 153
  - — 47. — à ailerons............................................ 15®
  - — 48. Dilatation des chaudières............................... 1®1
  - — 49. Circulation et vaporisation.............................. 161
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- - TABLE DES MATIÈRES VII
  - Pages.
  - Art. 50. Répartition de la vaporisation. Température des gaz.... 169
  - — 51. Enveloppes des chaudières................................ 110
  - — 52. Echappement............................................. 111
  - — 53. Souffleur............................................... 118
  - — 54. Appareils indicateurs de niveau d’eau................. 119
  - — 55. Manomètre............................................... 184
  - — 56. Injecteurs.............................................. 186
  - — 51. Pompes.................................................. 194
  - — 58. Réchauffage de l’eau d’alimentation..................... 194
  - — 59. Eau d’alimentation...................................... 198
  - — 60. Dôme et tuyaux de prise de vapeur. Régulateur........... 203
  - — 61. Soupapes de sûreté...................................... 209
  - — 62. Epreuves des chaudières................................. 213
  - — 63. Explosions des chaudières............................... 213
  - — 64. Chaudières à tubes d’eau................................ 216
  - — 65. Chauffage au goudron de houille......................... 218
  - — 66. Surchaulfeurs........................................... 221
  - CHAPITRE IV MÉCANISME
  - Art. 61. Mécanisme.............................................. 229
  - — 68. Cylindres et boîtes à vapeur........................... 231
  - — 69. Pistons................................................ 235
  - — 70. Garnitures des tiges de pistons........................ 236
  - — 11. Crosses de pistons. Glissières......................... 239
  - — 12. Bielles et manivelles.................................. 241
  - — 73. Stabilité des locomotives.............................. 247
  - — 14. Tiroirs................................................ 252
  - — 15. Tiroir à canal......................................... 254
  - — 16. Frottement des tiroirs................................. 256
  - — 17. Tiroirs à pression réduite............................. 258
  - — 18. Tiroirs cylindriques................................... 260
  - — 19. Fuites de vapeur par les tiroirs....................... 268
  - — 80. Graissage des cylindres et des tiroirs................. 269
  - — 81. Excentriques........................................... 215
  - — 82. Calage des excentriques................................ 218
  - — 83. Coulisses.............................................. 280
  - — 84. Appareils de changement de marche...................... 284
  - — 85. Changements de marche à vapeur et à air comprimé..... 281
  - — 86. Régulation du tiroir................................... 289
  - — 81. Admission.............................................. 293
  - — 88. Détente................................................ 294
  - — 89. Avance à l’échappement................................. 296
  - — 90. Echappement............................................ 297
  - — 91. Compression............................................ 291
  - — 92. Avance à l’admission.................................. 298
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- - VIII TABLE DES MATIÈRES
  - l’ag'us.
  - Art. 93. Marche à régulateur fermé................................ 300
  - — 94. Marche à contre-vapeur.................................... 303
  - — 95. Distribution à coulisse de Stephenson..................... 309
  - — 96. Coulisse de Gooch......................................... 311
  - — 97. Coulisse d’Allan.......................................... 313
  - — 98. Distribution de Walschaerts............................... 313
  - — 99. Distributions sans excentrique............................ 314
  - — 100. Graissage des mécanismes et des essieux....... ........... 315
  - — 101. Economie due aux pressions élevées........................ 318
  - — 102. Distribu bons perfectionnées.............................. 319
  - — 103. Distribution Bonnefond.................................... 321
  - — 104. Distribution Durant et Lencauchez......................... 328
  - — 105. Distribution Lentz à soupapes............................. 329
  - — 106. Distributions compound et Woolf.......................... 331
  - — 107. Locomotives compound à deux cylindres.................. 334
  - — 108. — — trois cylindres.................. 338
  - — 109. — — quatre cylindres. ............... 340
  - CHAPITRE V
  - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR. — EFFORT DE TRACTION ET PUISSANCE DES MACHINES LOCOMOTIVES
  - Art. 110. Utilisation de la vapeur dans les cylindres.......... 351
  - — 111. Détermination du travail de la vapeur dans les cylindres. 354
  - — 112. Travail de la vapeur à pleine pression................ 360
  - — 113. — détente de la vapeur............................ 361
  - — 114. — total de la vapeur agissant à pleine pression,
  - d’abord, puis par détente.................... 363
  - — 115. Effort de traction de la locomotive................... 365
  - — 116. Adhérence............................................. 369
  - — 117. Travail des locomotives............................... 370
  - — 118. Résistance à la marche des "wagons et des machines.. 371
  - — 119. — des machines...................................... 375
  - — 120. Puissance des locomotives............................. 380
  - — 121. Consommation de vapeur et de charbon.................. 382
  - CHAPITRE VI
  - VÉHICULE OU CHASSIS
  - Art. 122. Châssis......................................... 383
  - — 123. Suspension........................................ 389
  - — 124. Roues.............................................. 393
  - — 125. Bandages........................................... 398
  - — 126. Essieux..........................................
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- - TABLE DES MATIÈRES
  - IX
  - Pages.
  - Art. 127. Boîtes à huile............................................... 406
  - — 128. Dispositifs pour faciliter le passage des machines dans les
  - courbes................................................... 411
  - CHAPITRE VII TENDER ET FREINS
  - Art. 129. Véhicule......................................
  - — 130. Frein à main.................................
  - — 131. Freins continus..............................
  - — 132. Frein Westinghouse automatique ordinaire.....
  - — 133. Pompe de compression.........................
  - — 134. Frein à action rapide pour trains à grande vitesse
  - — 133. Robinet du mécanicien........................
  - — 136. Triple valve.................................
  - — 137. Disposition Westinghouse-Henry...............
  - — 138. Frein à vide.................................
  - 426
  - 431
  - 432
  - 433 435 440 443
  - 443
  - CHAPITRE VIII
  - CONSTRUCTION. — CONDUITE. — ENTRETIEN DES LOCOMOTIVES
  - Art. 139. Qualité des métaux entrant dans la construction des locomotives...........................................................
  - — 140. Construction et montage (chaudière, mécanisme et châssis).
  - — 141. Conduite.................................................
  - — 142. Avaries..................................................
  - — 143. Entretien................................................
  - — 144. Avaries et réparations des chaudières....................
  - — 145. Procédés de réparation en usage dans les dépôts..........
  - Additions................................................
  - Tableau I. Circonférences, surfaces, carrés, des nombres
  - 1 à 100...................................
  - Tableau II. Pression, température, chaleur de l'eau, etc.,
  - delà vapeur saturée.......................
  - Tableau III. Poids spécifique. Température de fusion de
  - quelques métaux...........................
  - Tableau IV. Effectif et parcours du matériel roulant.....
  - Tableau V. Décomposition des dépenses de traction et
  - d’entretien du matériel roulant............
  - Table alphabétique.......................................
  - 44 i 431 461 471 478 481 486 493
  - 496
  - 498
  - 499
  - 500
  - 501 503
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- - ABRÉVIATIONS EMPLOYÉES
  - m .............. mètre.
  - m2.............. — carré.
  - m3.............. — cube.
  - mm.............. millimètre.
  - mm2............. millimètre carré.
  - 1............... litre.
  - kg...;............ kilogramme.
  - km............... kilomètre.
  - g............... gramme.
  - at.............. atmosphère.
  - t tonne.
  - kgm.. kilogrammètre.
  - tm.... tonne-mètre.
  - chx... chevaux-vapeur.
  - c, cal. calorie.
  - 0/0.... pour cent.
  - Ry.... railway (chemin à rails)
  - Rr .... railroad (route à rails).
  - HP.... haute pression.
  - RP.... basse pression.
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- - ERRATA
  - Pages
  - 45 ligne 12, lire: construites en 1897 (au lieu de : 1887).
  - 53 - 25, — ont été transformées en B. 3.
  - 18 - 8, — s’élève (au lieu de : l'élève).
  - 108 - 7, — étroits, et profonds ou semi-profonds.
  - 145 la fig. est sens dessus dessous.
  - 172 lignes 25 et 28 : les lettres A et Iî doivent être inversées.
  - 175 ligne 20, lire : 3-ï cm'1.
  - 182 la fig. doit porter le ,V° 77.
  - 196 ligne 20, lire : Melcalfe.
  - 223 la fig. doit porter le Ar° 97.
  - 236 ligne 8, lire : amincies (au lieu de : aminées).
  - 246 - 19, — et les bielles d’accouplement doivent être (au lieu <
  - elles doivent être).
  - 259 - 6, — embrassé (au lieu de : embarrassé).
  - 278 - 1, il ne faut pas de virgule après: quand le piston est.
  - 285 — 30, changement doit être au singulier.
  - 287 - 27, coquille — —
  - 304 - 15, lire : 6,7 mm (au lieu de 67 mm).
  - 305 - H, — EC (au lieu de E’C).
  - 319 - 26, — 5,2 kg (au lieu de 82 kg).
  - 359 - 10, supprimer : en pointillé.
  - 381 - 25, il faut un point virgule après pièces.
  - 428 - 13, lire : tendeur (au lieu de : tender).
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- - LE MÉCANICIEN
  - DE CHEMIN DE FEll
  - CHAPITRE PREMIER
  - APERÇU HISTORIQUE. — DÉVELOPPEMENT PUISSANCE. — CLASSIFICATION DES LOCOMOTIVES
  - 1. Aperçu sur T origine et le développement des chemins de fer et de la machine-locomotive. — a) Les chemins de fer ont pris naissance en Angleterre, où, dès l’année 1630, les wagonnets utilisés an transport du charbon dans les mines roulaient sur des madriers nus, qu’on garnit de bonne heure de bandes de fer plat. Les premiers rails en fonte furent employés à Whitchaven en 1738; John Curr proposa, en 1776, un rail plat à bord intérieur en forme de cornière pour empêcher les roues de quitter la voie. Enfin, en 1789, W. Jessop munit les roues des wagons d’une collerette ou menlonnet, et employa des rails saillants.
  - On peut signaler aussi qu’en 1800 Benjamin Outram fit usage de dés de pierre, à la place de traverses, pour soutenir les rails ; ce système de pose fut employé en France sur la ligne d’Andrézieux à Saint-Étienne en 1823, et, en 1883, il existait encore en Bavière 500 kilomètres de voies ayant ce mode d’établissement. Dans les dés étaient chassés à force des cylindres de bois, dans lesquels on enfonçait les tirefonds ou les crampons maintenant les rails.
  - En 1810, on commença à remplacer les rails en fonte par
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- - 2 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - des rails en fer, et la substitution fut à peu près complète vers 1820.
  - Dès l'origine des locomotives, les voies eurent une largeur de 1,50 m d’axe en axe des rails ; on mesura ensuite cette largeur entre les bords intérieurs. La Conférence de Berne a fixé l’écartement minimum à 1,435 m en alignement droit et l'écartement maximum à 1,465 m dans les courbes. En France, cet écartement varie en ligne droite de 1,440 m (Ouest) à 1,450 m; au début des chemins de fer, et il y a peu d’années encore, on donnait un assez fort surécartemenl à la voie dans les courbes; aujourd’hui ce surécartement est faible, et il est môme nul à la Compagnie de l’Ouest : on a reconnu que, s’il favorise l’inscription des roues avant des machines, il n’offre que des inconvénients pour la stabilité de l’arrière de la locomotive.
  - En Angleterre, l'écartement normal est de 1,435m, et en Allemagne de 1,436 m. Aux États-Unis, c’est aussi la cote qui a prévalu depuis 1873; avant cette date et plusieurs années encore après, on y utilisait divers autres écartements : 1,524m, 1,676 m et jusqu’à 1,829m. En Angleterre, la voie du Créât Western Ry fut établie à la largeur de 2,135m en 1840 par l'ingénieur français Brunei; elle ne fut entièrement ramenée à l’écartement normal qu’en 1892. En Russie, en Espagne et en Irlande, la voie a des écartements respectifs de 1,523m, 1,736 m et 1,680 m.
  - La ligne de Sceaux (Paris à Limours) a été exploitée jusqu’en 1883 avec une voiede 1,75 m d’écarlemcntentreles bords des rails. Une voie large augmente la stabilité du matériel et présente des commodités pour donner une grande puissance aux machines.
  - Les voies et les ouvrages d’art ont été, les premières renforcées, les autres consolidés à mesure qu’augmentait le poids des machines; les rails qui avaient, lorsqu’ils étaient en fer, 5,50 m ou 6 m et pesaient 30 kg au mètre courant, ont aujourd’hui de 11 à 22 m (jusqu’à 24 m aux ponts métalliques et sous les tunnels), et leur poids au mètre courant s’élève
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- - APERÇU HISTORIQUE. — DÉVELOPPEMENT. — PUISSANCE 3
  - jusqu’à 48 kg- ; ils sont en acier dur présentant une résistance de 70 à 75 kg par millimètre carré de section et un allongement de 12 à 15 0/0; les traverses sont enfin plus rapprochées et mieux préparées, les éclisses renforcées et les attaches consolidées.
  - b) La force expansive de la vapeur a été reconnue et expérimentée par le célèbre physicien français Denis Papin, de Blois, qui, vers la fin du xvue siècle, construisit une machine consistant essentiellement en un cylindre en laiton épais de 2 pouces et 1/2 de diamètre (environ 68 mm), ouvert en haut et renfermant un piston ; celui-ci se soulevait sous l’action de la vapeur produite par un foyer mobile qu’on plaçait sous le cylindre, dans le fond duquel on avait introduit au préalable une certaine quantité d’eau ; quand ensuite on retirait le foyer, la vapeur se condensait dans le cylindre en y produisant le vide, et la pression atmosphérique, agissant sur le piston, le faisait descendre en entraînant un poids de 60 livres, qui lui était relié par des cordes.
  - Papin avait aussi construit précédemment la « marmite » qui porte son nom, et dans laquelle il put produire une pression supérieure à la pression atmosphérique, en la réglant par des soupapes encore de son invention.
  - La première machine a vapeur industrielle fut celle que l’Anglais Savery établit, en 1695, pour l’épuisement de mines de houille: c'était une sorte de pulsomètre à fonctionnement non automatique, où la vapeur agissait directement sur de l’eau contenue dans un récipient clos.
  - En 1705, Newcomen et Cawlay, associés à Savery, construisirent une machine d’épuisement basée sur le principe de Denis Papin; le piston était soulevé par la vapeur et, pour le faire abaisser ensuite, on injectait de l'eau dans le cylindre : la vapeur s’y condensait en y produisant le vide, et la pression atmosphérique, agissant sur le dessus du piston, le faisait descendre. Dans ce mouvement, un balancier commandé
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - par le piston soulevait une tige très pesante appelée maîtresse-tige, dont la descente ensuite mettait en action des pompes foulantes.
  - James Watt, ouvrier opticien, ayant eu à réparer un modèle de machine Newcomen, imagina d’effectuer la condensation de la vapeur, non dans le cylindre même, mais dans un récipient spécial, ce qui améliora considérablement le fonctionnement économique de la machine, car la vapeur n’eut plus à réchauffer les parois du cylindre après chaque période de travail. James Watt inventa aussi la machine à double effet, sur laquelle il employa aussitôt son ingénieux parallélogramme, et plus tard la transmission par bielle et manivelle, patentée en 1798 par Washbrough ; on lui doit encore la détente, puis le régidaleur centrifuge et Yindicateur de pression qui portent son nom.
  - En 1801, John Murray imagina le tiroir de distribution ai Y excentrique : jusque-là la distribution de la vapeur sur le piston était produite au moyen de robinets ou de soupapes qui, mus d’abord à la main, furent commandés ensuite par une poutrelle armée de chevilles d’entraînement. En 1781, Hornblower avait fait aussi patenter le mode de détente de la vapeur dans deux cylindres successifs qui porte le nom de Woolf, et que ce dernier appliqua, en 1804, à des machines à haute pression. Le système Compouniî a été employé par l’ingénieur Roentgen en 1830 à Rotterdam sur une machine de bateau; la première application de ce mode de détente en France est duc au constructeur Benjamin Normand, du llavre.
  - Enfin l’application en a été faite aux locomotives par M. A. Mallet, ingénieur français.
  - c) La propulsion des véhicules au moyen de la vapeur fut entrevue par Savery, puis par le Dr Robison, en 1759; mais rien ne fut exécuté avant Cugnot, qui, en 1709, construisit le premier véhicule à vapeur pratique. Ce véhicule pouvait
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- - APERÇU HISTORIQUE. — DÉVELOPPEMENT. — PUISSANCE 5
  - porter quatre personnes en marchant à la vitesse de 4 km par heure, mais son fonctionnement ne durait qu’un
  - Fardicr de Cugnot.
  - quart d’heure, temps après lequel on devait s’arrêter pour permettre à la pression de remonter. L’année suivante, Cugnot construisit un fardier (fïg. 1) destiné au transport des pièces d’artillerie ; on peut voir ce véhicule au Conservatoire des Arts et Métiers, à Paris.
  - Murdoch, élève et collaborateur de J. Watt, établit en 1784 un petit tricycle à vapeur d’un pied de haut (fîg. 2), dont la chaudière était chauffée au moyen d’une lampe à esprit-de-vin; ce petit modèle fonctionna sur les routes, et une fois avec une telle vitesse que son inventeur ne put le suivre à la course. Mais Murdoch ne tira aucun parti de son invention.
  - Enfin Richard Trevi-thicic, chef d’atelier dans une mine d’étain de Cornouailles et rival de Murdoch, établit en 1802 une diligence à vapeur à quatre places ; l’année suivante il construisit, dans l’établissement des forges de Penn-y-Darran, une locomotive
  - Fir,. 2. — Tricycle de Murdoch. A, chaudière; B, lampe; C, cylindre.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - a quatre roues égales et lisses, qui étaient actionnées par des engrenages que commandait un cylindre horizontal à double effet placé à l'avant de la chaudière. Sur l’arbre moteur était calé un volant de grand diamètre destiné à faire franchir au piston unique ses deux points morts. A son premier essai, cette machine remorqua plusieurs wagonnets contenant 10 t de barres de fer à la vitesse de 0 km environ à l’heure.
  - En 1808, Trevithick construisit une deuxième locomotive, qui fonctionna dans Euston, près de Londres, sur une voie circulaire de démonstration, où elle atteignit la vitesse de 20 km à l’heure ; elle n’avait aussi qu’un cylindre, dont l’échappement était dirigé dans la cheminée par une tuyère.
  - Les autres ingénieurs ou propriétaires de mines qui s'occupèrent de la construction de la locomotive à cette époque étaient persuadés que l’adhérence donnée par le poids de la machine était insuffisante pour faire avancer celle-ci, et à plus forte raison pour lui permettre de remorquer un train, et ils imaginèrent divers dispositifs pour suppléer à ce prétendu manque d’adhérence. Blenkinsop fît établir ainsi pour les mines de Middleton, en 1812, une locomotive à engrenages dont les dents venaient en prise avec celles d’une crémaillère disposée à plat sur la plate-forme de la voie, en dehors des rails deroulement. Les locomotives de Blenkinsop furent les premières à faire un service régulier, et elles servaient encore en 1834 au transport de la houille, remorquant en palier un train de 100 t à la vitesse de 8 km à l’heure. Elles avaient deux cylindres verticaux qui attaquaient l’essieu moteur par deux manivelles à 90°; les quatre roues, d’égal diamètre, étaient simplement porteuses. Lorsque l’échappement de la première machine, qui d’abord se faisait à l’air libre, fut disposé dans la cheminée, la machine put atteindre une vitesse double et traîner une charge plus forte.
  - Deux années après, Blackett et Kerley démontrèrent l’inutilité de la crémaillère en construisant deux locomotives qui
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  - APERÇU HISTORIQUE. — DÉVELOPPEMENT. — PUISSANCE
  - fonctionnèrent par la simple adhérence des roues motrices, convenablement chargées; ces machines étaient d’abord montées sur deux essieux : trop lourdes pour la voie, qui était en fonte, elles brisaient les rails, et on dut les monter sur deux châssis articulés de chacun quatre roues. Pour réduire le bruit de l’échappement, qui se faisait dans deux tuyères (une par cylindre) placées dans la cheminée, on interposa entre lès cylindres et les tuyères un silencieux consistant en un réservoir d’un assez grand volume, ce qui eut en môme temps pour effet de régulariser l’écoulement de la vapeur et par suite le tirage.
  - ci) George Stephenson, né le 9 juin 1781 à Wylam, près de Newcastle, avait commencé de bonne heure à travailler dans les mines de ce bassin houiller, où son père était chauffeur et conduisait une pompe d’épuisement.
  - A vingt ans, il était lui-môme mécanicien d’une machine d’extraction, et peu après il devenait inspecteur, puis ingénieur du matériel de la mine de Kellingworlh. Il s’attacha aussitôt à réduire les frais de transport du charbon de la mine au quai d’embarquement, et fît installer à cet effet des plans inclinés automoteurs, où une rame de wagons pleins, à la descente, remontait une rame de wagons vides. Il connaissait les travaux de Blackelt, et en 1813, après de longues études, il -entreprit la construction d’une locomotive qui fut essayée
  - le 23 juillet de l’année suivante. Elle avait deux cylindres verticaux [fig. 3) et les essieux étaient accouplés au moyen d’une
  - Fig. 3. — Première locomotive de Stephenson.
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  - chaîne; il y avait deux tuyères d’échappement, une par cylindre.
  - En 1813, Stephenson construisit une deuxième locomotive, où les essieux étaient accouplés par des bielles intérieures, puis en 1816 une machine à six roues qui étaient toutes accouplées, mais de nouveau par des chaînes. Stephenson étudia ensuite avec son fils Robert les locomotives du chemin de fer de Stocklon àDarlington, le premier qui fit un service public de voyageurs. La ligne, qui avait 103 km, fut inaugurée le 27 septembre 1825, et ce fut George Stephenson lui-meme qui conduisit la machine, qui s’appelait la « Locomotion ». En 1826, les Stephenson livrèrent pour la môme ligne la machine « Experiment », à six roues accouplées par des bielles extérieures. En 1826 également, le constructeur Wilson fournit pour ce chemin de fer une machine à quatre cylindres dont chaque paire commandait un essieu par deux manivelles à 90° ; il y avait deux changements de marche distincts, et le mécanicien pouvait à volonté envoyer la vapeur dans les deux paires de cylindres ou dans une seulement.
  - e) « The Rocket » (La Fusée), « chef-d’œuvre de simplicité et d’invention pratique », a dit M. Sévène, fut commencée en 1828 ; l’année suivante, elle prit part au concours du plateau de Rainhill, sur la ligne de Liverpool à Manchester. Portée sur quatre roues non accouplées (/<>/. 4), elle pesait 4,3 t en ordre de marche et elle put remorquer en palier un train du poids de 12,94 t à la vitesse moyenne de 22,4 km ; seule, elle atteignit 56 km. Elle était munie d'une chaudière tubulaire de 13,70 m2 de surface de chauffe et avait une puissance de 20 à 22 chx. « C’est de celte époque, dit Couche, que date véritablement la locomotive ; jusque-là l’ébauche était incomplète. »
  - En 1829, les Stephenson construisirent pour la ligne de Liverpool à Manchester la locomotive Planet (fig. 5), qui servit de modèle pour d’autres machines construites peu après
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  - pour la France et pour l’Amérique ; toujours à quatre roues, elle avait des cylindres intérieurs placés sous la boîte à fumée
  - Fig. 4. — La Fusée.
  - A, cylindre; B, échappement ; CD, bielle motrice.
  - et qui attaquaient l’essieu arrière, lequel était coudé ; la
  - Fig. G. — La Planel.
  - chaudière était timbrée à 4 at 1/4. Ils firent aussi une machine à trois cylindres, dont deux extérieurs à manivelles parai-
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  - lèles et de môme sens, et un intérieur d’un volume double placé dans l’axe de la machine et ayant sa manivelle à 90° des deux autres. Cette disposition supprimait entièrement le mouvement de lacet.
  - La détente commença à être employée en 1838 sur la ligne de Liverpool à Manchester au moyen de recouvrements extérieurs de 9,6 mm donnés aux tiroirs, ce qui réduisit la consommation de 25 0/0 en améliorant encore le fonctionnement mécanique et en permettant une plus grande vitesse de marche; l'année suivante, John Gray appliqua sur une machine de la môme ligne un dispositif de détente variable. Quant à la coulisse de Stephens on, elle paraît avoir été imaginée par William et Howe, tous les deux employés dans les ateliers de R. Stephenson, et appliquée pour la première fois en 1843. La coulisse de Gooch date de la meme année et la distribution de Walschaerts de 1844. On pouvait dès lors donner de la locomotive la définiLion suivante, qui est toujours actuelle: c’est une machine à vapeur sans condensation, horizontale, à deux, trois ou quatre cylindres, à changement de marche et à détente variable, 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 chemins de fer.
  - f) En France, la première voie ferrée industrielle fut celle d’Andrézieux à Saint-Étienne, qui, concédée en 1823 à l’ingénieur Beaumier, fut exploitée à partir d’octobre 1828. La voie était formée de rails en fonte qui s’appuyaient par leurs extrémités sur des dés de pierre ; la traction, au début, y était faite par des chevaux; l’usage de locomotives n’y fut introduit qu’en 1831.
  - En 1830, les chemins en exploitation en Europe et aux États-Unis étaient ceux de :
  - Stockton à Darlington (Angleterre) : longueur, 103 km ;
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  - Saint-Étienne à Andrézieux : longueur, 18 km;
  - Budweiss à Lintz (Autriche) : longueur, 63 km ;
  - Munck à Gliunck (États-Unis) : longueur, 44 km.
  - Les frères Seguin, industriels d’Annonay, établirent de 1830 à 1832 les lignes de Rive-de-Gier à Givors et de Givors à Lyon, pour le transport du charbon ; ils y employèrent la première année tous les moyens de traction : chevaux, machines fixes à câble et locomotives; le tronçon de Rive-de-Gier à Saint-Etienne fut terminé en 1833 et, la môme année, on établit un service normal de voyageurs et de marchandises entre Saint-Étienne et Lyon.
  - La ligne de Paris à Saint-Germain, ou plutôt au Pecq, construite par Elaciiat, fut inaugurée le 26 août 1837; la môme année furent également ouvertes à l’exploitation les lignes de Mulhouse à Thann, de Bordeaux à la Teste et de Montpellier à Cette. Les sections de Nîmes à Beaucaire, de Nimes à Alais et d'Alais à la Grand'Combe, du chemin de fer d’Alais construit par Talabot, furent ouvertes respectivement en juillet 1839, août 1840 et 1841 ; l’inauguration du premier tronçon eut lieu le 15 juillet, pour la foire de Beaucaire, et le train, composé de dix-huit voitures, fit ce trajet de 24 km en trente-six minutes.
  - La première grande ligne concédée en France fut celle de Strasbourg à Bâle (loi du 16 mars 1836) ; celles de Paris à Rouen et le Havre et de Paris à Orléans vinrent après.
  - L’industrie des chemins de fer prit une grande extension à la suite de différentes lois ou conventions, et notamment celles de 1842 (connues sous le nom de « Charte des chemins de fer »), de 1852, 1859, 1865 et 1883. — En 1838, il y avait 183 km de lignes ouvertes au trafic ; en 1889, il y avait 38.000 km de lignes d’intérôt général et 7.000 km d’intérôt local (chemins de fer secondaires ou sur routes et tramways), les locomotives du premier réseau étant au nombre de 10.180 et celles du second au nombre de 784. Les tableaux de la fin du volume donnent l’elïéctif et le parcours du matériel roulant
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  - sur les six grands réseaux et les chemins de fer de l’Étatr et la décomposition des dépenses de traction et d’entretien, du matériel roulant, pour l’année 1905.
  - Parmi les machines employées au début des chemins de fer, en France, on peut citer la Denis-Papin, à cylindres et. longerons extérieurs, dont le poids était de 9,5 t en ordre de marche ; la Gironde, qui avait G roues et pesait 15,5 L
  - Fig. 6. — Le Mammouth, de Stephenson.
  - La machine le Mammouth (fig. 6), construite en Angleterre en 1844 et reproduite par tous les constructeurs français à un très grand nombre d’exemplaires, pesait 22,3 t en charge; elle avait une surface de grille de 0,88 m2 et des cylindres de 0,38 m de diamètre et 0,61 m de counse.
  - A partir de 1845, les chemins de fer français ne firent plus appel aux constructeurs anglais pour la fourniture de leurs locomotives, qui avait été faite en grande partie jusque-là par Stephenson, Taylor, Sharp et Roberts, etc.
  - La première chaudière de Marc Seguin (le brevet en avait été pris en février 1828) fut montée sur une locomotive de la ligne de Saint-Etienne à Lyon en 1831 ; elle était timbrée à 4 at et munie de 40 tubes de 1 pouce (27 mm) de diamètre. La combustion était activée au moyen de deux ventilateurs qui refoulaient l’air sous la grille ; l’échappement
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- - APERÇU HISTORIQUE. - DÉVELOPPEMENT. - PUISSANCE 13 de la vapeur des cylindres dans la cheminée ne lut appliqué que dans la suite. Cette chaudière vaporisait jusqu’à 7,5 kg d’eau par kilogramme de combustible; elle était à retour de flammes, la cheminée se trouvant du même côté que le foyer. Stephenson avait modifié cette disposition dans la chaudière
  - Fig. 7. — Chaudière de Marc Seguin.
  - tubulaire dont il avait muni la Fusee, en plaçant la cheminée à l’extrémité opposée au foyer.
  - 2. Classification et mode de représentation des types de locomotives. — Cette classification s’opère d’après le nombre des essieux accouplés et le service des machines ; dans une description détaillée, on distingue deux classes : les locomotives à simple expansion et les compound, en envisageant encore à part les machincs-tendors. Dans cette vue d’ensemble, on distinguera les machines principalement d’après la nature de leur service : express, omnibus et mixtes, marchandises, services de banlieue et de gare.
  - Les divers types peuvent, par simplification, se représenter par des lettres et des chiffres facilement appropriés à la fonction des essieux. Le mode de notation indiqué par M. De-moulin est des plus simples. On commence l’énumération des essieux par l’avant dans l’ordre où ils se présentent, en employant la lettre B pour désigner un bogie, la lettre P pour un essieu porteur, fixe ou radial, et les chiffres 2, il, i, pour l’ensemble des essieux moteurs et accouplés. La représentation d’une locomotive à deux essieux couplés et à bogie
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  - et celle d’une machine à quatre essieux couplés et bissel sont donc respectivement, d’après ce mode de notation, B.2 et P.4, et celle d’une machine type Atlantic B.2.P.
  - 3. Locomotives d’express. — Ces locomotives comprennent, suivant les réseaux, quelques machines à essieux indépendants remorquant des trains légers, un certain nombre de machines à trois essieux couplés, affectées à la traction des trains exceptionnellement lourds, mais principalement des machines à deux essieux couplés.
  - a) Locomotives à essieux indépendants. — Ces machines, dites aussi à roues libres, ont été employées 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 notamment à l’adjonction dans la plupart d’entre eux de voitures de 2e classe, elles ont été remplacées un peu après 1870 — et meme bien avant sur les réseaux du Midi, de l’Ouest et de l’Orléans — par des machines à deux essieux couplés d'un plus grand poids adhérent permettant la remorque de trains plus lourds. Des machines à quatre roues couplées de 1,829 m de diamètre ont été employées aussi, dès 1858, sur le chemin de fer anglais « London and Nortli Western ».
  - C’est la machine Crainpton qui, parmi les locomotives à roues libres, a eu le plus de succès en France; elle a été employée, en effet, d’une façon exclusive par les Compagnies du Nord et de l’Est pour le service de leurs express, et le chemin de fer de Lyon l’a aussi largement utilisée; en Angleterre, au contraire, elle n’a reçu que peu d’applications: on y préférait la disposition longtemps classique où l’essieu moteur, placé vers le milieu de la machine, pouvait recevoir une charge sensiblement plus élevée.
  - La Cramplon était caractérisée principalement par la position de son essieu moteur à l’arrière du foyer (fig. 8) ; cette
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  - disposition, employée aux Etats-Unis par le constructeur Baldwin dès 1833, permettait de donner aux roues motrices un grand diamètre, tout en abaissant le centre de gravité de la machine, circonstance que l’on jugeait favorable.à la slabi-
  - “ Z.. .,,
  - Fig. H. — Locomotive Crampton.
  - lité. En réalité, cette stabilité était due surtout au grand empattement, à l’absence de porte-à-faux et à la position des cylindres vers l’axe vertical de pivotement de la machine, ne donnant lieu qu’à de faibles déplacements du châssis sous l’action de la vapeur.
  - Bien étudiée par la maison Cad, avec des organes parfaitement conditionnés, elle était très stable et avait, en outre, une faible dépense de combustible et d’entretien ; elle ne fut abandonnée que lorsque la charge des trains express dépassa 100 t, le faible poids (environ 10 t) porté par son essieu moteur en raison de sa position à l’arrière ne permettant pas d’aller sensiblement au delà. La surface de grille y atteignait 1,42m2.
  - De 1849 à 1859, 60 Crampton furent construites par la maison Cail pour la Compagnie du Nord, dont les express marchaient déjà en 1855 à 120 km sur les pentes de 5 mm; au Ie'' mai 1889, 34 d’entre elles étaient démolies après un parcours d’environ 900.000 km, et la moyenne des parcours de celles qui restaient en service atteignait. 1.125.000 km. La dernière, démolie en 1895, avait fourni depuis 1849, c’est-
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  - à-dire en quarante-cinq ans, un parcours total de 1.300.000 km. Après l’Exposition de 1889, ces machines n’avaient plus fait les grands express, et elles avaient été utilisées sur les lignes secondaires.
  - Au 1er janvier 1870, sur 115 machines à roues libres, le réseau de l’Est comptait 30 Crampton, construites de 1852 à 1856, et qui concouraient encore au service des express en 1878, leur poids adhérent ayant été sensiblement augmenté en lestant chaque corps de roues motrices. Leur effectif était déjà réduit à 26 en 1902. La Crampton n° 004 à chaudière Elaman qui, dans les essais de vitesse effectués sur le réseau Paris-Lyon-Médilerranée en 1890, avait atteint la plus grande vitesse dans le parcours machine seule, a été retirée du service peu après.
  - Les chemins de fer de Paris à Orléans, de l’OuesL et du
  - Fig. 9. — Locomotive à roues libres des Chemins de fer du Midi.
  - Midi employaient des machines à roues libres des types Polonceau, Buddicom et Gouin, où l’essieu moteur était placé entre les deux essieux porteurs. Longtemps après l’adoption de locomotives à deux essieux couplés, ces machines ont encore remorqué dos trains directs de faible charge sur des sections dites de niveau, c’est-à-dire ne comportant pas de rampes d’une inclinaison supérieure à 5 mm. A la fin de 1.906, le Midi avait encore en service 27 machines Gouin datant
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  - île 1856 {fig. 9), el l’Orléans 15 machines Polonceau construites en 1862.
  - La Compagnie de l’Ouest a utilisé ses dernièros Buddicom, construites vers 1845, à des services d’embranchement après les avoir tcndérisées {fig, 10). A l’origine, leur poids était de
  - Fig. 10. — Locomotive Buddicom des Chemins de fer de l’Ouest.
  - 24 t et leur timbre de 6 kg. Le parcours d’une de ces machines atteignait 1.310.000 km en 1900.
  - Les conditions principales d’établissement des machines à roues libres en service actuellement ou il y a peu d’années en France sont données dans le tableau ci-dessous.
  - COMPAGNIES SÉRIES des MACHINES SURFACE de GRILLE SURFACE de CHAUFFE TIMBRE DIAMÈTRE des CYLINDRES COURSE des PISTONS DIAMÈTRE des ROUES MOTRICES PC ADHÉRENT IDS TOTAL
  - m2 m m m kg kg
  - Midi... 1-40 1,33 105,35 7,5 0,430 0,560 2,090 14.000 31.800
  - Nord .. 122-133 1,424 95,40 6,5 0,400 0,550 2,100 10.500 29.800
  - Orléans 33-47 1,35 105,46 7,5 0,400 0,650 1,900 12.750 29.060
  - Ouest.. 131 0,87 53,68 6at 0,317 0,534 1,710 )) 23.900
  - Est.... 174-188 1,296 91,27 8 >» 0,400 0,500 2,300 10.275 27.275
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  - b) Locomotives à deux et trois essieux couplés. — Les caractéristiques essentielles de la locomotive moderne à grande vitesse sont la puissance et la souplesse.
  - La puissance nécessite d'abord un grand poids adhérent, puis une pression élevée à la chaudière, avec une surface de grille et une surface de chauffe étendues, enfin un fonctionnement très économique.
  - Le poids’adhérent dépend de la charge qu’on peut faire porter à chaque essieu et, par suite, de la solidité de la voie et des ouvrages d’art; les Compagnies ont consolidé ou même reconstruit tous les ouvrages anciens, et elles ont augmenté la résistance des voies par le rapprochement des traverses et le remplacement des rails en fer de 0,50 m pesant 30 kg au mètre courant par des rails en acier de 42 à 47 kg au mètre et de 11 à 25 m de longueur ; la charge par essieu a pu être portée ainsi à près de 18 tsur plusieurs réseaux, au lieu du chiffre maximum d'environ 12‘t admis en 1870 : cette charge peut d'ailleurs être d’autant plus élevée que les poids sur les essieux des machines varient moins en marche, ce qui conduit à employer, notamment, des contrepoids d’équilibre et des balanciers de répartition. On arrive ainsi à pouvoir obtenir dans les machines à deux essieux couplés un poids adhérent de 34 à 35 t, qui permet d’utiliser un effort de traction de près de 7.000 kg dans des conditions favorables du rail ou avec l'emploi de la sablière, et par suite de réaliser des démarrages très accélérés avec de fortes charges ; cependant, pour des trains particulièrement lourds ou circulant sur des lignes à déclivités voisines de 10 mm, cette adhérence est encore insuffisante, et on a construit pour le service de ces trains des machines à six roues couplées d’un poids adhérent supérieur à 45 et même à 50 t. L’accouplement de trois essieux est également utilisé sur les réseaux où la charge par essieu ne peut dépasser 15 à 10 t, ce qui est le cas pour la presque totalité de ceux de l’Europe centrale; en Angleterre, au contraire, où celte charge peut atteindre 18 et même 20 t, l'accouplement
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  - de deux essieux suffit pour les locomotives d’express de la plupart des lignes, et ce n’est que sur celles qui sont particulièrement accidentées que l’on accouple trois essieux. En Amérique, malgré une charge par essieu dépassant habituellement 20 t et s’élevant exceptionnellement jusqu’à 27 t, l’emploi de machines à trois essieux couplés devient de plus en plus général pour les trains de vitesse, parce qu’ils y ont fréquemment des charges de 500 à 000 t, inconnues encore en Europe.
  - La puissance nécessaire pour permettre la remorque des trains lourds actuels a nécessité l’emploi de grandes surfaces de grille et de chauffe, ainsi que d’un volume d’eau élevé ; la vaporisation totale qui en est résultée a elle-même demandé un plan d’eau étendu afin que le dégagement de la vapeur pût se faire librement : ces considérations ont conduit à élever beaucoup le corps cylindrique et à augmenter son diamètre et sa longueur. On est arrivé ainsi, en imitation de ce qui se fait aux Etats-Unis, à placer l’axe de la chaudière à une distance du rail supérieure à 2,50 m, qu’on aurait jugée dangereuse pour la stabilité il y a seulement trente ans : aujourd’hui cette élévation de la chaudière est reconnue inoffensive, eL on l’estime même plutôt favorable à la conservation de la voie.
  - Les longs châssis nécessaires {tour loger les quatre ou cinq essieux que comporLe ce genre de machines olï'rent, d’autre part, toute facilité pour donner au corps cylindrique la longueur qu’exige un grand volume d’eau et de vapeur. On a pu, par surcroît, obtenir une surface de chauffe indirecte élevée par la possibilité de loger dans le corps cylindrique ainsi agrandi un nombre important de tubes de grande longueur. Ouantà la surface de chauffe directe et à la surface de grille, elles ont été réalisées en faisant passer le foyer au-dessus de l’essieu arrière, porteur ou accouplé ; on a réalisé ainsi des longueurs de grille de 2,40 m à 2,5dm dans les machines du type B.2, et de 2,70 m à 5 m dans les machines B.2.P et B.3,
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  - avec des surfaces de chauffe totales de 200 m3 et plus.
  - La souplesse et la stabilité ont été réalisées par la suppression de toute masse un peu importante en porte-à-faux, et par l’emploi d’un bogie à l’avant, — puis par l’adoption de quatre mécanismes équilibrés réduisant les mouvements perturbateurs dus aux masses à mouvement relatif : bielles, manivelles et pistons, ou provenant de l’action de la vapeur sur les pistons, les glissières de têtes de bielles et celles des boîtes à huile.
  - Le fonctionnement économique a été le résultat de l’utilisation des très hautes pressions et du système compound combinés, qui, avec l’emploi de matériaux de plus en plus résistants, de sections réduites, ont donné une puissance disponible au crochet du lender sans cesse croissante et évidemment indispensable pour permettre l’augmentation parallèle du poids et de la vitesse des trains. Comparant, à propos de la puissance des locomotives compound à quatre essieux, les trains express en 1870 et en 1902 sur le réseau de l’Est, M. Salomon, ingénieur en chef du Matériel et de la Traction de cette Compagnie, a pu dire qu’on avait obtenu, dans ces trente-deux années, une augmentation simultanée de 30 0/0 pour la vitesse et de 140 0/0 pour la charge, et que la locomotive compound à deux essieux accouplés actuelle possède trois fois et demie la puissance de la Crampton de 1870 ; la consommation de combustible est passée seulement de 9 kg de coke de four (combustible de prix élevé) à 10,6 kg de poussier de houille avec appoint de houille tout-venant et de briquettes, par kilomètre.
  - La LOCOMOTIVE COMPOUND A DEUX ESSIEUX COUPLÉS ET A BOGIE
  - a été établie en 1892 par le Chemin de f.er du Nord (type du Housquet, à la suite d’essais commencés en 1886 sur la machine 701 ; ce type a été reproduit en 1896 parla Compagnie du Midi, qui l’a renforcé, et il a été copié ensuite dans ses dispositions essen tielles, avec seulement quelques changements de poids et de détails, par les autres Compagnies françaises : c’est aujour-
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- - Fio. H
  - Locomotive compound à deux essieux couplés des Chemins de fer de l’Ouest.
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  - d’hui le type le plus répandu de machine à grande vitesse. On doit noter que le chemin de fer de Lyon a commencé à employer le système compound à quatre cylindres en 1889, en conservant l’accouplement entre les essieux moteurs ; le type définitif, avec bogie, de cette Compagnie, date de 1894.
  - Le type général à deux essieux couplés et à bogie est caractérisé [fig. 11) par un grand écartement des essieux accouplés, entre lesquels descend le foyer en passant un peu au-dessus de l’essieu arrière, de manière à donner une longueur de grille de 2,24 m à 2,51 m; le foyer est uniformément du type Bclpaire avec grille inclinée et voûte courte; la chaudière, en acier, a un diamètre moyen de 1,40 m et son axe esta 2,50 m environ au-dessus du rail ; le timbre est de 14 à 16 kg ; les tubes, du système à ailettes, ont une longueur moyenne de 4 m, sauf dans les locomotives Paris-Lyon-Méditerranée, où elle ne dépasse pas 3,40 m.
  - Les cylindres HP, extérieurs et disposés immédiatement en avant des roues couplées, commandent l’essieu couplé arrière ; les cylindres BP sont intérieurs et placés entre les roues du bogie, et ils commandent l’essieu moteur avant, qui est coudé. Les manivelles de chaque groupe sont calées entre elles à 90°; celles d'un même côté dans les dernières machines sont à 180°, c’est-à-dire à l’opposé l’imc de l’autre, afin que les masses à mouvement relatif se rapportant à ces cylindres: manivelles, bielles et pistons, s’équilibrent aussi bien que possible entre elles. Le calage à 162°, essayé au début pour faciliter les démarrages et régulariser la pression dans le réservoir intermédiaire, n’est plus que rarement employé.
  - Ces machines comportent quatre mécanismes de distribution commandés par deux arbres de relevage qui permettent de faire varier à volonté les admissions respectives dans les deux groupes; on peut obtenir ainsi la meilleure répartition de travail et de chute de température dans les cylindres, suivant les diverses circonstances de marche ; le Paris-Lyon-Méditerranée, par exception, emploie une admission fixe d’en-
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- - Fig. 12
  - Locomotive Atlantic du Chemin de fer du Nord
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  - viron 60 0/0 aux cylindres BP, celle des cylindres HP étant seule variable. .Un seul volant de changement de marche avec deux vis placées côte à côte, en bout, ou l'une au-dessus de l’autre, commande le relevage des divers cylindres; les machines du Paris-^Lyon-Méditerranée-n’ont qu’une seule vis. Pour le démarrage, onjpeut envoyer de la vapeur vive à une pression maximum de <6 à 7 kg au réservoir, en dirigeant encore dans la cheminéeTéohappement des petits cylindres.
  - Le timbre de ces machines est de 14, 15 ou 16 kg; le poids total varie de 50 à 58 t, et la puissance de 960 à 1.250 dix, en la comptant à raison de 4 à 500 chx par mètre carré de grille.
  - La puissance de ce type de machines est limitée par la longueur de la grille, qui neipeut guère y excéder 2,50 m ; en rapprochant les essieux accouplés entre eux et du bogie à la fois, et en supportant barrière de la machine par un essieu porteur à petites roues, on peut prolonger plus facilement le foyer au-dessus de cet essieu et lui donner une longueur de 3,10m: on obtient ainsi le type « Atlantic » (fig. 12), qui paraît devoir être de plus en plus employé pour la traction des trains express et rapides à forte charge sur'les sections de niveau des grandes lignes. Essayé avec la disposition compound à quatre cylindres jpar.lc chemin de fer du Nord en 1900, il a été adopté depuis parile Midi, IbOrléans, les chemins de fer de l’État et le Paris-Lyon-Méditerranéc.
  - Ces trois derniers réseaux possèdent aussi des locomotives américaines de ce type à cinq.essieux, mais à simple expansion [fig. 13).
  - La puissance des locomotives françaises du type « Atlantic » (B.2.P) atteint 4.600 à ;1.800 chx indiqués, et leur poids s'élève jusqu’à 73 it ien ordre de marche ; le tableau de la page 31 donne les principales conditions d’établissement de ces machines.
  - On peut classer dans lia unôme catégorie les locomotives type B.3, c’est-à-dire à t trois essieux couplés et à bogie,
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- - APERÇU HISTORIQUE
  - 2b
  - ayant des roues d’un diamètre supérieur à 4,800 m, car elles sont affectées aux mômes services que .les machines B.2.P, celles-ci étant employées sur les sections de lignes, à profil facile, et les B.3 étant réservées pour les sections à plus fortes rampes. Le foyer, obligé de passer au-dessus de deux essieux à roues de grand diamètre, ne peut pas être aussi profond que dans le type B.2.P, mais on peut obtenir une adhérence plus grande avec une charge par essieu qu’on n’a pas toujours besoin de pousser jusqu’à la limite extrême tolérée. Les locomotives Paris-Lyon-Méditerranée de ce type (fig. 15) ont un poids adhérent de oOitet, un poids total en charge de 70,31, et celles de l’Est {fig. I l) des poids adhérent et total, respectifs, de o3iet 77 L Ces machines sont affectées au service des trains lourds et rapides surles sections des grandes lignes présentant de longues rampes de 6 à 8 mm ;
  - Fig. 13. — Locomotive Atlantic américaine des Chemins de fer de l’Etat et P.-L.-M.
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- - Fig. 14. — Locomotive conipound à grande vitesse, à trois essieux couplés, des Chemins de fer de l’Est.
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- - .3 CG?
  - j>5___Ui_ Chaud-.eile
  - Fig. lo. — Locomotive compound à grande vitesse, à trois essieux couplés, des Chemins de fer P.-L.-M.
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- - Fig. 16. — Locomotive type Pacific des Chemins de fer du Midi.
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- - Locomotive Pacific du Chemin de fer d’Orléans
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- - 30
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - sur le réseau de l’Est, elles permettraient de réduire de une heure le trajet de Paris à Belfort (443 km), ou bien de porter la charge à 400 t avec les horaires des machines à deux essieux couplés.
  - Le tableau de la page 32 indique les trains les plus rapides que ces locomotives remorquent sur les divers réseaux. Les types semblables tendent à s’uniformiser d’une Compagnie à une autre, et les puissances normales sont très sensiblement proportionnelles aux surfaces de grille. Il y a quelques différences en pratique, selon la nature et la qualité du combustible brûlé et le degré de serrage de l’échappement habituellement admis sur chaque réseau.
  - Imitant ce qui se fait en Amérique, plusieurs Compagnies françaises (le Midi, l’Orléans, l’Etat, le Paris-Lyon-Médiler-ranée) ont mis en construction à la fin de l’année 1906 des compound type « Pacific « (fig. 16 et 17), à bogie, trois essieux couplés et essieu porteur, destinées à la remorque des trains rapides et express lourds sur les diverses sections des réseaux; ces machines sont munies d’un foyer débordant de 4 m2 ou 4,27 m2 de surface de grille; leur puissance atteint 2.000 dix.
  - Les machines du Midi ont des roues de 2,04 m et sont destinées à la traction des trains express et rapides; celles de l’Orléans ont des roues de 1,85 m et remorqueront les express sur les lignes à fortes déclivités du centre.
  - 4. Parmi les locomotives non compound à deux essieux couplés de construction relativement récente qui assurent encore un service de trains de vitesse sur les divers réseaux, on peu! noter les machines B.2 ù chaudière Ela-man de la Compagnie de l’Est, les machines P.2.P à distribution Bonnefond et les B.2 à tiroirs cylindriques des chemins de fer de l’Etat, les « Outrance » du Nord, les machines P.2.P à foyer Tenbrinck de l’Orléans, les B.2 du Paris-Lyon-Médi-lerranée provenant de la transformation de machines P.2.P,
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- - LOCOMOTIVES COMPOUND A GRANDE VITESSE A DEUX ESSIEUX COUPLÉS ET A ROGIE
  - RÉSEAUX SÉRIES des MACHINES SURFACE de GRILLE SURFACE de CHAUFFE TIMBRE DIAMÈTRE des CYLINDRES COURSE des LISTONS DIAMÈTRE des ROUES M PO ADHÉRENT IDS TOTAL
  - Est 2401-32 2,52 207,51 TtM5 350-550 640 2 ,050 34.000 58.000
  - Etat 2701-6 2,05 157,66 15 340-530 650 2,130 )) ))
  - Midi 1751-74 2,46 173 14 350-550 640 2,160 32.800 54.000
  - Nord 2158-2180 2,30 1-79,23 15 340-530 640 2,114 31.010 50.460
  - Orléans 1-23 2,46 193 13 350-550 640 2,130 33.500 55.000
  - Ouest 501-60 2,30 1 34 14 340-530 640 2,040 32.460 51 .300
  - P.-L.-M C 61-180 2 m 190 15 348-540 620 2,140 33.460 55.450
  - LOCOMOTIVES TYPE “ ATLANTIC ” A DEUX ESSII :ux couplés, ROGIE ET ESSIEU PORTEUR
  - Etat 2900 3,25 194,70 15 438 660 2,170 32.600 63.000
  - 2951-60 3,10 242,40 16 360 600 6 50 2,040 35.600 66.500
  - Nord 2641-60 2,74 208,52 16 340-560 6 40 2,150 32.000 64 .000
  - Orléans 3000 3,10 239,40 16 360-600 040 2,040 35.600 66 .500
  - P.-L.-M -Û1I29ÏHW 0 2,93 221,17 16 340-540 650 2,000 » ))
  - — 2991-3000 3,25 194,70 15 438 660 2,1$) 32.600 63.000
  - LOCOMOTIVE S A GRANDE VITESSE A TROIS ESSIEUX COUPLÉS ET A ROGIE ic
  - Est 3103-32 3,16 235 l'O 360-590 680 2,090 51.900 74:350
  - Ouest 2701-50 c 2,45 200,98 15 350-550 640 1 ,940 45.980 65.590
  - P.-L.-M 2601 — 221,17 16 340-540 050 2 ,000 50.550 70.700
  - LOCOMOTIVES COMPOUND TYPE “ PACIFIC A TROIS ESSIEUX COUPLÉS, ROGIE ET ES SIEU PORTEUR
  - Midi |5oo1» 11 4,00 261 16 370-620 640 2,0 40 54.000 89.500
  - Orléans 4501-10 4,27 257 ,25 16 390-640 650 1,850 54.000 90.500
  - APERÇU HISTORIQUE. — DÉVELOPPEMENT. — PUISSANCE
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - APERÇU HISTORIQUE. — DÉVELOPPEMENT . — PUISSANCE
  - 33
  - TRAINS EXPRESS ET RAPIDES
  - NUMÉROS DURÉE DU PARCOURS DURÉE |>l’ PARCOURS VITESSE
  - COMPAGNIES TRAJETS des TRAINS DISTANCES totale Arrêts déduits commerciale Arrêts déduits maxima autorisée OBSERVATIONS
  - [Belfort-Paris 30 km 443 h i 6 08 h b 48 km 7? 2 km 75,7 km 1 Longues rampes de 6 mm. Les machines à grande vitesse 3103-32 peuvent (rainer 400 t à ce train, ou gagner lh sur le trajet avec la charge des machines 2400 (tr. 57), qui est de 250 t.
  - Paris-Epernay * . 29 141 ,4 1 41 » 84 84 120
  - P;i ris-Belfort,* 37 443 5 24 )) 82 82 1
  - i Rnvnn-Paris . 98 563 7 25 7 07 80,9 83,4 100 Plus long parcours sans arrêt : Chàtean-du-Loir à Chartres (230 km), charge des trains 150 à 220 t. Rampes de 10, 12 et 15 mm. Locomotives à distribution Bonnefond. Longues rampes de 15 mm, courbes de 500 m.
  - Etat i Nantes- Bordeaux 109 379 5 34 5 20 68 71 90
  - Thouars-les Sables-d’Olonne. 87 152 2 3b 2 24 59 63 <
  - Bordeaux-IIendave Sud-Express Sud-Express 121 i) 233 3 21 3 14 69,5 72,1 120 La charge des trains remorqués par les machines B2 est de 175 t à la vitesse de 100 km et de 3001 à 80 km ; les machines B.2.P sont sensiblement
  - Mirlî Dav-Hordeanx 147,6 476 1 48 » 82 83,5
  - 1 UmvlflmiY-flfit.tft . 7 31 6 45 63,3 70,5 100 plus puissantes.
  - Paris-Calais 298 3 20 » 89,4 89,4 Une tolérance de 5 km esL accordée sur la vitesse maximum de 120 km. La charge de ces différents trains s'élève parfois entre 250 et 300 t ; ils sont remorqués par des machines des séries 2101-80 et
  - —- Boulogne 7 254 2 49 » 90,2 90,2
  - Nord 1 — Lille 315 251 2 50 2 42 88,86 93 , 120
  - 1 — Saint-Quentin 179 154 1 35 )) 97,3 97,3 2041-00, qui traînent sur rampe de ;i mm des trains de 200 t à la vitesse : les premières de 00 km et les secondes de 100 km.
  - — Feignies 109 230 i 2 32 2 28 90,8 93,2
  - , — Jeumont 179 238 1 2 35 2 32 92,1 93,9 1
  - 1 Paris-Bordeaux Sud-Express 34 582 i * 6 42 6 24 86,9 90,9 Les Irains rapides de Paris à Bordeaux et de Paris à Nantes sont assurés par des machines B.2. P. Aux essais elles ont remorqué 352 t à la vitesse
  - Orléans. .< Bordeaux-Paris 582 7 01 6 47 82,9 85,8 120 i
  - Paris-Nantes 7 425 5 19 5 03 79,9 84,2 69,6 soutenue de 112 km en palier, en développant près de 1.900 chx sur les pistons.
  - i Mon tau b an - P ar i s 122 666 ' 10 04 9 34 66,2
  - Le Havre-Paris 102 228 2 45 2 37 82,9 87,1 j 120 La charge de certains trains de marée venant de Dieppe et du Havre dépasse 350 l.
  - Ouest....' (Rouen-Paris 140 1 34 ï) 89,4 89,4
  - Paris-Brest 505 624 10 20 9 25 60,4 66,3 100
  - Paris-Nice Côte d’Azur Rapide 7 1.087 i' 13 45 12 58 79,1 83,8 Ces trains sont remorqués, suivant les déclivités
  - P.-L.-M..' — Marseille 862 1 12 14 14 41 70,5 73.8 120 des sections, par des machines Atlantic ou des machines B.3.
  - — Tarascon Barcelone Express 764 O CO 1 9 46 72,3 78,2
  - N.13. — Les lignes de Calais, du Havre, de Paris à Marseille, de Paris à Orléans comprennent chacune une longue rampe de 8 mm d’inclinaison, la ligne de Paris au Mans une rampe de 6 à 8 mm, celle de Paris-Belfort des rampes de 6 mm et celles de Bordeaux à Cette et de Bordeaux à Bayonne des rampes de 5 mm. Les lignes de l’Etat comportent des rampes de 10, 12 et jusqu’à 15 mm. Les pertes de temps pour les démarrages, les arrêts et les ralentissements ont été déterminées et vérifiées expérimentalement par M. Desdouits pour diflërentes sortes de trains et divers profils. Les locomotives réalisant leur puissance maximum, la perte de temps pour le démarrage en palier de trains rapides et peu chargés est de 1 minute, de 1 min 1/2 pour les trains rapides relativement chargés ou les trains express à forte charge, et de 2 minutes pour les trains difficiles, démarrés en rampe modérée. Les arrêts des trains de voyageurs de toute nature effectués dans les gares, cëst-à-dire en palier, donnent lieu à une perte de temps de 1 /2 minute, et les arrêts des trains mixtes et de marchandises effectués* en palier, également, et au moyeu des freins à main, de 1 minute. Enfin, le ralentissement à la vitesse de 50 km, de trains express marchant à une vitesse de régime de 70 km avec une charge de 180 t, est de 1/2 minute, et le ralentissement à la vitesse de 30 km de 1 minute. En pratique, ces diverses pertes de temps sont souvent doublées ; toutefois il n’est généralement compté, aux divers trains express et rapides, que 1 minute seulementpour les démarrages, 1 minute pour les ralentissements ci l 1 /2 minute ou 1 minute pour les arrêts.
  - 3
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- - Fig. 18. — Locomotive à distribution Bonnefond des Chemins de fer de l’Etat.
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- - APERÇU HISTORIQUE. — DÉVELOPPEMENT. — PUISSANCE 35
  - enfin les machines à deux essieux couplés et essieu porteur du Midi (P.2).
  - Les machines Fiaman tiennent du type Crampton par la position de l’essieu moteur à l’arrière du foyer et par celle des cylindres vers le milieu du corps cylindrique ; l’axe de la chaudière y est également placé très bas (2,064 m). La disposition Fiaman est caractérisée par l’emploi de deux corps cylindriques reliés par des cuissards; le corps inférieur renferme le foyer et les tubes, et il est entièrement rempli d’eau ! le corps supérieur contient de la vapeur et aussi une certaine quantité d’eau, variable suivant les conditions de marche. — Les locomotives Fiaman, construites au nombre de 40, ont assuré de 1890 à 1900 la traction des trains express lourds du réseau de l’Est; on a déjà commencé à les démolir.
  - Les locomotives à distribution Bonnefond des Chemins de fer de l’État \fig. 18) sont attachées aux dépôts de Nantes et de Châ-teau-du-Loir et remorquent principalement les express de Nantes à Bordeaux du tableau ; très libres en raison de leur faible compression, elles atteignent facilement la vitesse de 80 km que permet le mouvement de déclic des tiroirs d’admission, et avec leur timbre de 13 kg elles sont aussi très économiques, dépensant seulement 8 kg environ de briquette par train-km.
  - Les locomotives B.2 à tiroirs cylindriques système Ricour, du même réseau, ont été construites en 1898 ; la surface avant de l’abri et celles de la porte de boîte à fumée et de la traverse avant sont inclinées de manière à réduire la résistance de l’air, qui devient considérable dans la marche à grande vitesse.
  - Les u Outrance n à bogie du Chemin de fer du Nord(/?^. 19), dont la construction remonte à l’année 1877 et qui dérivent d'un type plus faible, à essieu porteur, créé en 1871 et ayant remplacé les Crampton, sontàcylindresintérieurs et foyer partiellement supporté ; très stables et relativement puissantes avec leur foyer Belpaire de 2,38 m2 de surface de grille, leurs
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - tubes courts et leur timbre de 10 kg (porté à 12 kg en 1899), elles remorquaient des trains de 20 voitures à deux essieux à la vitesse moyenne de marche de 65 km à l’heure sur les
  - Fig. 19. — Locomotive Outrance du Cliemin de fer du Nord.
  - lignes de Calais, de Lille et de Belgique, comportant de longues rampes de 3 et 5 mm: avec un train de 209 l, la rampe
  - Fig. 20. — Locomotive P.2.P ù. grande vitesse du Chemin de fer d’Orléans.
  - de 3 mm de Saint-Denis à Survilliers était montée à 60 km. — Ces machines sont utilisées aujourd’hui à la traction des trains express ou directs et des trains de banlieue.
  - Les machines du type à bogie des Chemins de fer de
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  - APERÇU HISTORIQUE. — DEVELOPPEMENT. — PUISSANCE
  - l’Ouestcréé on 1888, relativement légères pour leur puissance, stables et douces avec leurs cylindres intérieurs, leur foyer supporté et leur bogie à déplacement transversal, sont employées sur les grandes lignes, où elles remorquent les trains express ou directs à charge modérée.
  - Les machines à deux essieux porteurs encadrant les essieux moteurs, type créé en 1873 au Chemin d’Orléans [fig. 20) et employé aussi par les Chemins de fer Paris-Lyon-Méditerranée, mais avec un mécanisme de distribution intérieur, ont assuré longtemps et avec succès le service des trains de vitesse sur ces réseaux; elles remorquaient notamment avec beaucoup de régularité les trains rapides de la ligne de Bordeaux, chargés souvent à 200 t, à une vitesse moyenne de plus de 80 km. Le « Sud-Express », chargé seulement à 125 t, mais tracé à 05 km, était remorqué par des machines semblables munies de la distribution à quatre tiroirs cylindriques et rotatifs Durand et Lencauchez, particulièrement libres en raison de leur faible compression.
  - Les machines B.2 du Paris-Lyon-Méditerranée provenant de la transformation de machines du type P.2.P sont, employées à la traction des trains à voyageurs et directs. Ces machines, dont on a en môme temps remplacé les tubes lisses par des tubes à ailettes, se sont montrées nettement supérieures à celles dont elles provenaient : leur stabilité sur la voie a été augmentée et on a pu leur faire aborder de plus grandes vitesses.
  - Les locomotives 1600 (Jig. 21), à deux essieux couplés et essieu porteur, du Midi, sont établies suivant la disposition Crampton, avec les roues motrices à l’arrière du foyer et les cylindres disposés extérieurement vers le milieu du chAssis. Les dernières de la série, timbrées à 12 kg, ont été récemment transformées en compound à deux cylindres ; leur fonctionnement économique s’est trouvé notablement amélioré, leur consommation de charbon et d’eau ayant été réduite d’environ 20 0/0.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Les Chemins d’Orléans, de Lyon et de l’Etat ont fait l’acquisition, en 1900, de locomotives américaines Baldwin des types Ten-Wheel et Atlantic. Ces machines sont à simple expansion et à tiroirs cylindriques ; les cylindres sont extérieurs, ainsi que les tiroirs; ceux-ci sont commandés au moyen d’un arbre
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  - Fig. 21. — Locomotive à deux essieux couplés et essieu porteur du Chemin de fer
  - du Midi.
  - de renvoi par un mécanisme de distribution Stephenson intérieur.
  - Ces machines n’ont pas le fini de conception et d’exécution des locomotives françaises, et elles demandent un entretien plus onéreux; le mécanicien y est placé à gauche, comme dans les machines françaises de construction récente, le tender est porté par deux bogies et muni d’une écope de prise d’eau en marche.
  - Le Chemin d’Orléansa muni, en 1906, cinq de ces américaines d'un surchauffeur système Schmidt, dans lequel la vapeur est portée à une température de 270 à 350°, suivant les circonstances de marche. Aux essais effectués entre Paris et Orléans, à deux trains de voyageurs tracés à la vitesse normale de 60 km et en remorquant des charges comprises entre 290 et
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- - APERÇU HISTORIQUE. — DÉVELOPPEMENT. — PUISSANCE 39
  - '368 t, deux de ces machines oui dépensé 20,8 0/0 de moins d’eau el 16,6 0/0 de moins de combustible que la machine non transformée mise dans le môme roulement.
  - Le tableau suivant donne les principales conditions d'établissement des locomotives des divers réseaux, affectées spécialement au service des trains express, qui viennent d'être passées en revue.
  - LOCOMOTIVES A GRANDE VITESSE NON COMPOUND A DEUX ESSIEUX COUPLES ET A ROGIE OU ESSIEUX PORTEURS
  - SÉRIES w Cd 3 t sa- ar W Œ et}' .3 f- û :J: w O Cn H w g ce 3 H _ H POIDS
  - COMPAGNIES des MACHINES rT J S -0 s g g C2 •Ü3 «J ce £ S 13 * —
  - C/3 ZD t- en H Q § Q I AbllÉKENT TOTAL
  - m- m*- kg mm mm m kg kg
  - Est 801-40 2,415 180,21 12 500 660 2,090 32.780 55.830
  - (B.2)
  - 2601-20 1,92 120,28 13 440 650 2,020 27 .000 43.100
  - Etat (P.2.P.) 2751-54 2,01 158,10 14 440 650 2,020 29.800 50.700
  - Midi (B.2) 1635-38 114,28 12 430 600 1,980 31.000 44.000
  - 1,71
  - (P.2) 2,100
  - Nord. .. 2861-2911 2,31 99 ,35 10 432 610 28.600 43 .000
  - (B.2) 2,040
  - Ouest.... 901-960 1,78 141 11 460 660 26.150 42.150
  - Orléans. (B.2) 77-86 (P.2.P.) 1,62 142,84 15 440 650 2,000 26.650 45.100
  - P.-L.-M.. B 111-400 2,24 141,53 11 500 620 2,000 30.540 49 .680
  - Les autres locomotives à deux essieux couplés, de construction plus ancienne, établies avec essieu porteur disposé à l’avant ou à l’arrière de la machine, les cylindres et le foyer se trouvant souvent en porte-à-faux avec la première disposition, sont aujourd’hui en partie démolies; mais un assez grand nombre ont été conservées et sont affectées à des services divers de voyageurs sur des lignes de banlieue ou d’embranchements, ou môme sur des parties faciles de grandes lignes, où, en raison de l’excellence de leur construction, elles feront sans doute
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - encore un long service ; elles ne présentent plus toutefois qu’une sorte d'intérêt rétrospectif, et nous ne nous y étendrons pas davantage.
  - 5. Locomotives à trois et quatre essieux couplés pour trains de voyageurs, mixtes et de marchandises accélérés.—Dans celle catégorie, oit rencontre des machines àsimple expansion de construction généralement ancienne et des locomotives compound récentes ou provenant de la transformation de machines simples.
  - Les machines à six roues couplés étaient, il y a une dizaine d’années, presqueloules à adhérence totale, olon les employait aux services les plus divers : trains omnibus et mixtes, services de renfort, de banlieue, d’embranchements, de gares, etc. Le type le plus répandu en était la machine dite du « Bourbonnais », datant de 1855, à roues d’environ 1,600 m, à cylindres extérieurs et mécanisme île distribution intérieur, foyer en porte-à-faux, timbre de 7 à 9 kg, surface de grille de 1,300m2 et poids total de 40 t en charge.
  - Elles étaient affectées principalement à la remorque des trains omnibus et, mixtes, et remorquaient une charge d’environ 175 t à la vitesse nominale de 45 km sur des lignes comportant des rampes de 15 mm.
  - Le Chemin d'Orléans a mis en service en 1885 des machines à trois essieux couplés plus puissantes, à roues de 1,500 m et essieu porteur à l’avant, du poids de 53 t en charge, destinées à la remorque des trains de voyageurs sur ses lignes d’Auvergne présentant des rampes de 20 à 30 mm et des courbes de 250 m de rayon. Les boîtes à huile de l’essieu d’avant sont munies de deux jeux de plans inclinés permettant un double déplacement : transversal et longitudinal, de cet essieu.
  - Les locomotives du type B.3à trois essieux couplés et à bogie, si en vogue actuellement sur tous les réseaux, ont commencé être employées en France parla Compagnie du Midi en 1896, puis par l’Ouest en 1897. Ce type, qui comporte des roues
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  - accouplées'd’un diamètre variant de 1,600 m à 1,750 m, est employé par quelques Compagnies indifféremment pour des services de trains express lourds ou de trains de marchandises directs sur les grandes lignes.
  - Les machines de la Compagnie du Midi sont de deux types, ayant chacun une destination spéciale : celles de la série 1300* à roues accouplées de 1,750m, assurent la remorque des trains directs delà ligne de Bayonne à Toulouse, qui a une longueur de 168 km et comprend dans un sens une rampe de 31 mm d'inclinaison etde 12 km de longueur, sur laquelle était précédemment établi un service de renfort,, et 50 km de rampes de 10, 12 et 15 mm; et dans l’autre sens une longueur cumulée de 30 km de rampes de 10, 12 et 15 mm également.
  - Les machines delà série 1400, à roues accouplées de 1,600m, ont remplacé, sur la ligne de Béziers à Neussargucs, qui présente des rampes exceptionnelles de 27 à 33mm par mètre sur une longueur de 90 km, soit sur un tiers du parcours, et des rampes allant normalement jusqu’à 18 mm sur les autres parties, les machines du type 800 à six roues couplées de 1,600 m et du poids de 38 à 40 t, qui assuraient précédemment ce service. Ces dernières machines ne pouvaient remorquer sur les sections comportant des rampes de 27 à 33 mm qu'une charge de 65 t à la vitesse de 25 km à l’heure, à la montée comme à la descente, et on était obligé d’établir un service de renfort sur celles de ces sections où le trafic était important. Sur les autres sections, les machines 800 remorquaient une charge d’environ 130 t à la vitesse nominale de 50 km.
  - Les machines 1400 remorquent 100 t à la vitesse effective de 30 km sur les parties en rampe de 33 m, et elles réalisent la vitesse de 80 km avec la même charge sur les parties faciles de la ligne ; dans les parcours à déclivité maxima de 18 mm, la charge peut être portée jusqu’à 180 t; les principales conditions d’établissement de ces machines sont données plus loin. La figure 22 montre des locomotives de même diamètre de roues motrices de la Compagnie P.-L.-M.
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  - Les locomotives les plus récentes de ce type de la Compagnie de l'Est ont des roues accouplées de 1,750 m et des tiroirs cylindriques ; elles ont remorqué aux essais des trains express de 350 L tracés à la vitesse de 70 km sur des lignes à longues rampes de 6 mm, et des trains de marchandises directs de 840 t à 40 km.
  - Les machines semblables du Chemin de fer du Nord remorquent les trains de houille et de coke du Pas-de-Calais et du Nord sur Paris et Laon, qui sont chargés à 950 t et tracés à
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  - Fig. 22. — Locomotive compound mixte, à trois essieux couplés et à bogie, des Chemins de fer P.-L.-Mi
  - une vitesse de 50 à 60 km ; entre Valenciennes ou Busigny et Hirson, où se trouvent des rampes de 10 et 11 mm de grande longueur, la charge s’élève encore entre 490'et 600 t, la vitesse étant réduite à 30 km.
  - La Compagnie du Midi a lait transformer, en 1898, en compound à deux cylindres, des machines de sa série 1800, auxquelles on a ajouté en même temps un essieu bissel à l’avant (fig. 23), poursupprimer le porte-à-faux des cylindres et augmenter la stabilité. La chaudière a été remplacée et le timbre porté à 15 kg au lieu de 10 kg. Dans ces conditions, la puissance de ces machines a été augmentée de 25 0/0 sans dépense supplémentaire de combustible, et elles ont pu remorquer aux essais un train de voyageurs de 260 t à la vitesse nominale de
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- - Locomotive compound P.3 transformée, des Chemins de fer du Midi
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  - 75 km sur une ligne à déclivités de 3, 4 et 5 mm, et un train de marchandises de 700 t sur rampe de 5 mm à une vitesse soutenue de 35 km. Ces machines se sont montrées, enservicer plus économiques de 7 0/0 environ que les compound à quatre cylindres de meme diamètre de roues motrices et timbrées à 14 kg, de la môme Compagnie.
  - Les Chemins de fer d’Orléans, de l’Etat et de l’Est ont aussi en service depuis peu des machines semblables, provenant de la transformation de machines à trois essieux couplés, mixtes ou à marchandises.
  - On peut noter que des locomotives à huit roues couplées ont été utilisées par le Chemin de Lyon pour remorquer des trains de voyageurs sur des lignes à très fortes rampes ; le service de ces trains est fait aujourd’hui par des machines à bogie et à six roues couplées de i ,650 m ou 1,500 m, ces dernières provenant de la transformation de locomotives à huit roues couplées. La Compagnie a en construction pour ce service des locomotives à huit roues couplées et à bogie. De son côté, la Compagnie d’Orléans a en service depuis 1904, sur ses lignes d’Auvergne, présentant des rampes de 25 mm, des machines à huit roues couplées de 1,550 m de diamètre et à bissel, qui remorquent les trains de voyageurs; sur profil facile, leur vitesse peut atteindre 65 km.
  - 6, Locomotives à marchandises à trois ou quatre essieux couplés. — Les machines anciennes à trois essieux couplés (ce type paraît dater de 1854) sont à cylindres intérieurs ou extérieurs en porle-à-faux de l’essieu ou des roues avant, et à foyer en porte-à-faux également; le diamètre des roues est «le 1,350 m à 1,650 m, celui des cylindres de 0,430 m à 0,480 m, le timbre de 8,5 kg à 10 kg, elle poids total de 35 à 40 t. Les machines de ce type de la Compagnie d’Orléans remorquent des charges de 200 à 500 t, suivant le profil, à des vitesses variant de 20 à 30 km.
  - Depuis 1882, le Chemin de Lyon possède des machines à
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  - DÉVELOPPEMENT. — PUISSANCE
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  - six roues couplées de 1,500 m et roues porteuses de 1,200 m sous le loyer, pesant 51 t en charge, qui ont été établies pour remorquer à la vitesse de 25 km une charge, de 400 t sur rampes fictives (' ) de 5 mm, et une charge de 230 t sur rampes de 10 mm.
  - Sous l’impulsion des services de l'exploitation des divers réseaux, les ingénieurs de traction ont dû étudier des types de machines à marchandises capables de remorquer des charges de 500 à 800 t, sur des lignes à rampes de 5 à 8 mm, aux vitesses nominales de 35 à 45 km. Les locomotives à cvlindres
  - extérieurs, six roues couplées de 1,60 m et bogie, des Chemins de fer de l’Ouest, construites en 1887 et dont on a parlé à l’article précédent, sont ainsi affectées au service des trains
  - de marchandises lourds accélérés. Très étudiées, elles se sont montrées cependant inférieures comme économie de combustible aux compound à quatre cylindres, de diamètre de roues un peu plus grand, du môme réseau, timbrées il est vrai ;'i 14 kg au lieu de IL kg.
  - On a vu que les machines 1H00 transformées du Chemin de fer du Midi ont pu remorquer 700 t à 35 km sur une rampe de 5 mm; les compound à quatre cylindres et à six roues couplées de 1,720 m des Chemins de fer de l’Est ont remorqué de leur côté, à un train de 40 km de vitesse nominale, une charge de 840 t sur la ligne de Paris à Belfort, comportant de longues rampes de 6 mm.
  - Le Chemin de Lyon emploie également, pour remorquer les trains de marchandises à marche accélérée sur ses lignes à profil facile, des machines compound àbogicet six roues cou-
  - 0) Les rampes fictives comprennent les résistances que les courbes apportent, comme les rampes elles-mêmes, à la marche des trains. Si on admet qu’une courbe de 500 m de rayon oppose à la marche d’un train une résistance de 1 kg par tonne, égale à celle d'une rampe de 1 mm, et que celte courbe se trouve en même temps en rampe de 4 mm, la résistance totale du train à la marche sera la même que s’il gravissait une rampe de 5 mm en ligne droite. La rampe fictive de cette portion de ligne est alors de 5 mm.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - plées de l,G50m de diamètre {fig. 22), puissantes et susceptibles de grandes vitesses. Ces diverses machines peuvent ainsi dégager rapidement les gares encombrées tout .en permettant, grâce à leur allure accélérée, de fixer la marche des trains de
  - Fig. 24. — Locomotivfi compound à marchandises, à trois essieux couplés et à Irogie, des Chemins de fer P.-L.-M.
  - manière à ne pas gêner la circulation des express à longs parcours et â arrêts espacés.
  - La première locomotive à quatre essieux couplés et à adhérence totale a été employée en France par le Chemin de fer du Midi, en 1835 ; de même, cette Compagnie a été la première à mettre en service dans notre pays des machines type « Consolidation » à quatre essieux couplés, et à essieu bisselà l’avant.
  - Les machines à quatre essieux couplés à roues de 1,200 m à 1,300 m, sont employées par toutes les Compagnies françaises, celle de l'Ouest exceptée, pour remorquer les trains de marchandises sur les lignes à fortes rampes.
  - Sur le réseau de l’Etat, les machines à huit roues couplées (fig. 25) pèsent 54 t et remorquent aux vitesses nominales de 25 à 30 km à l’heure une charge de 350 t sur des sections à longues rampes de 15 mm, jusqu’à 480 t en rampe de 10 mm et 7001 en rampe de 5 mm ; leur surface de grille est de 2,08 m2 et leur timbre de 10 kg. Le foyer est en porte-à-faux, les Ion-
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  - gérons ayant un surécartement à partir du dernier essieu pour pouvoir lui donner une plus grande largeur. Ces machines, qui étaient relativement très puissantes au moment de leur cons-
  - Fig. 25. — Locomotive à huit roues couplées, à adhérence totale, des Chemins de 1er de l'Etat.
  - %
  - traction, font un excellent service, demandant peu d’entretien; malgré les grandes dimensions des cylindres et leur timbre de
  - 10 kg, le changementde marche se manœuvre avec une grande facilité, grâce à leurs tiroirs cylindriques.
  - Les locomotives Woolf à quatre cylindres en tandem du Chemin de fer du Nord, de 52 t de poids adhérent, timbrées
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  - Locomotive compound à quatre essieux couples et à essieu hissel, type Consolidation, des Chemins de fer du Midi
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  - h 12 kg-, remorquent sur les rampes de 12 mm une charge de 675 l à la vitesse nominale de 20 km, et 9001 à 15 km; les locomotives à simple expansion de ce réseau, pesant 44 t et timbrées à 10 kg, ne remorquent sur le môme profil que 518 t à 15 km.
  - Le Chemin de Lyon emploie, pour remorquer les trains de marchandises, sur les sections à profil facile de ses grandes lignes, des machines à huit roues couplées de 1,500 m dont la charge est de 600 t à 30 km sur rampes fictives de -1,75 mm et de 336 t à 50 km sur rampes fictives de 4 mm.
  - Les machines de ce type construites depuis 1893 sont du système compound à quatre cylindres (fig. 26) commandant, ceux extérieurs, le troisième essieu, et ceux intérieurs, le second essieu. La Compagnie possède aussi des compound ayant les quatre cylindres disposés transversalement sur la môme ligne, en avant des premières roues, et commandant tous h* second essieu; le diamètre des roues est de 1,300m.
  - Les machines à quatre essieux accouplés, à roues de 1,400 m et essieu bissel à l’avant, représentées sur la figure 27, ont été construites en 1901 par la Société alsacienne pour le service de la ligne de Béziers à Neussargues de la Compagnie du Midi. Les quatre cylindres sont, placés sur une môme ligne transversale entre l’essieu porteur avant et le premier essieu couplé, mais ils actionnent deux essieux différents : le deuxième essieu couplé est commandé par les cylindres à haute pression, qui sont intérieurs, et le troisième essieu couplé par les cylindres à basse pression, qui sont extérieurs; le quatrième essieu couplé est placé sous le foyer.
  - Ces machines sont très puissantes comme surface de grille et de chauffe, ce qui leur permet de marcher un temps suffisamment long avec admission directe de vapeur vive détendue au réservoir, pour les démarrages des trains dans les gares dont la sortie est immédiatement, en rampe. Dans les essais, un train de 453 t a été remorqué à la vitesse de 36 km sur profil à rampes maximum de 13 mm, et une charge de 207 t à 18 km sur
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- - Fig. 28. — Locomotive compouncf à huit roues couplées et à bogie, type Mastodon, des Chemips de fer P.-L.-M
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  - profil en rampe de 33 mm. Comparées aux machines à huit roues couplées à adhérence totale, à simple expansion et iim-hrées à 9 kg, qu’elles ont remplacées, ces locomotives ont une puissance supérieure de 42 0/0, et elles dépensent un tiers en moins de combustible par tonne remorquée.
  - Ce type de locomotive, développement normal de la machine à quatre essieux à adhérence totale, est appelé à se répandre ; déjà les Chemins de 1er de l’Etal ont des machines exactement semblables, et la Compagnie d’Orléans a aussi des machines du meme type, mais à plus grande surface de grille et à roues de 1,350 m, qui assurent indifféremment le service de trains de voyageurs ou de marchandises sur ses lignes à fortes déclivités ; elles peuvent remorquer en rampe de 10 mm une charge de 400 t à la vitesse nominale de 03 km, et en rampe de 23 mm 250 t à 20 km.
  - Les machines à quatre essieux couplés et à bogie, série 4700 {fty. 28), du Chemin de Lyon, dont nous avons dit quelques mots plus haut, se construisent au nombre de 150; leur poids à vide est de 68,2 t.
  - Les principales conditions d'établissement des machines à trois et quatre essieux accouplés que l’on vient d’énumérer sont données dans le tableau de la page suivante.
  - Les locomotives à trois et quatre essieux couplés à adhérence totale de construction un peu ancienne, tendérisées pour la circonstance, sont aussi utilisées comme machines de gare.
  - 7. Loeomotives-tenders. — Ces machines sont employées comme machines de gare, de banlieue et d’embranchement, services pour lesquels elles présentent de grands avantages : réduction de longueur permettant de les tourner sur les plaques des gares, facilité de marche dans les deux sens évitant le retournement au terminus, augmentation d’adhérence par le supplément de poids provenant des approvisionnements. On les utilise aussi parfois pour remorquer les trains de marchandises sur de faibles parcours.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Les machines de gare sont à adhérence totale et à deux, trois ou quatre essieux couplés, selon l’importance du trafic; leurs approvisionnements sont faibles et leurs roues de petit diamètre.
  - Ces machines ne présentent aucune particularité intéressante.
  - LOCOMOTIVES A TROIS ESSIBUX COUPLÉS ET BOGIE (OU ESSIEU PORTEUR) POUR TRAINS A VOYAGEURS, MIXTES ET A MARCHANDISES ACCÉLÉRÉS.
  - COMPAGNIES SÉRIES DES MACHINES SURFACE DE GRILLE 1 SURFACE DE CHAUFFE ! TIMBRE 1 DIAMÈTRE des CYLINDRES COURSE DES PISTONS DIAMÈTRE DES ROUES accouplées PC ADHÉRENT IDS TOTAL
  - m2 m2 kg mm mm m kg kg
  - Est 3521-80 (ILS) 2,56 206,88 10 350-550 640 1,750 49.100 68.000
  - Etal.... 3711-30 (B.3) 2,42 187,97 15 350-550 640 1,750 » 60.500
  - Midi.... 1301-12 (B.3) 2,43 194,91 14-15 350-550 640 1,600 42.700 56.500
  - • • « . i 801-(P.3) 2,15 176,24 15 450-680 650 1,610 41.500 53.800
  - Nord ... 3121-70 (B.3) 2,38 177,29 15 350-530 640 1 ,750 42.470 58.570
  - Orléans. 1801-31 (P.3) 1,74 174,65 11 480 600 1,500 39.100 51.500
  - Ouest... 5501-25 2,45 194,00 14 350-550 640 1,750 42.500 60.300
  - P.-L.-M. 3401-3(550 (B.3) 2,27 189,51 15 340-540 650 1,650 43.830 59.930
  - LOCOMOTIVES A TROIS, QUATRE ET SIX ESSIEUX COUPLÉS
  - ( EN DEUX GROUPES) POUR TRAINS A MARCHANDISES *
  - Etat.... 4001-40 (K T\ 2,08 195,31 10 540 650 1,270 53.300 53.300
  - Midi..., 4001- (P-4J 2,81 256,21 15 390-600 650 1,400 64.600 71.000
  - Nord ... 4101-20 (4.T) 2301-4 (B.3) 2,08 127,06 12 380-660 650 1,300 51.700 51.700
  - Ouest... 2,60 163,87 12 490 ou 510 660 1,680 44.500 59.500
  - Orléans. 5001-12 (P.4) 3,10 239,40 16 390-600 650 1 ,550 65.700 73.900
  - P.-L.-M. 3211-3300 (4.T) 2,37 155,66 15 360-540 650 1,500 41.760 51.130
  - 4700- (B-4) 3,00 248,80 16 380-600 650 1,500 )) 76.500
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  - Les machines de banlieue et d’embranchement sont des types les plus divers : P.2, — 2.P, — B.2, — 2.B, — P.2.P, — B.2.B,— 3.T,— P.3, — B.3, — P.3.P, — B.3.P, — B.3.B, r— 4.T, — B.4, suivant la nature de leur service,.la longueur du trajet, les facilités d’approvisionnement et de retournement, la vitesse, la charge, le profil, etc. Plusieurs présentent des dispositions nouvelles intéressantes.
  - Le type P.2, qui date de 1856 et qui fut construit pour le chemin de fer de Versailles R.D., tend à disparaître, et on ne le trouve plus que sur le Nord et l’Ouest; le type 3.T, à trois essieux ù adhérence totale, est employé par l'Ouest sur la ligne « Auteuil-Saint-Lazarc » ; le type 3.B, où les caisses à eau et à charbon sont soutenues par un bogie, était, il y a peu de temps encore, utilisé par le Chemin de fer du Nord sur la Petite-Ceinture de Paris.
  - La Compagnie de l’Est a fait construire de 1880 à 1894, pour le service de sa ligne de Vincennes et de sa grande banlieue, 130 machines 3.P pesant 57,5 t en charge, capables de remorquer à la vitesse-type 55 des trains de 24 voitures, dont 22 à deux étages offrant 1.700 places et pesant 280 t; utilisées à des trains de marchandises, elles remorquent 450 L à 20 km sur rampe de 10 mm. Afin de leur permettre d’atteindre sans fatigue pour les voies des vitesses d’environ 90 km et de les employer à la remorque des trains directs, cinquante de ces machines ont été transformées en B.2 en 1898-1899 ; leur essieu accouplé d’avant a été remplacé par un bogie et s’est substitué lui-même à l’essieu porteur arrière. D’autres machines ont été transformées en machines P.3.P [fig. 29) à trois essieux couplés compris entre deux bissels.
  - Les machines B.2 à cylindres extérieurs du Chemin de fer du Nord, construites en 1892, sont employées sur la section de Lille à Valenciennes, où elles remorquent 20 voitures à 45 km.
  - La Compagnie d’Orléans a mis en circulation en 1895, sur la ligne de Sceaux, des locomotives-tenders à six roues cou-
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - plées qui remorquent à la vitesse nominale de 50 km des trains d’une composition normale de 220 t. La ligne de Sceaux comprend dans Paris une rampe de 1.600 m de longueur et d'une inclinaison de 15 mm, entièrement en souterrain; pour ce parcours, la vapeur d’échappement est dirigée dans les caisses à eau, de façon à ne pas embuer l'air du tunnel; pour la meme raison, les machines brûlent du coke. Au sommet du tunnel, l’eau des caisses est trop chaude pour pouvoir servir à l'ali-
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  - Fig. 29. — Locomotive-tender à trois essieux couplés compris entre deux bissels, des Chemins de fer de l’Est.
  - mentation par les injecteurs, et on la renouvelle à la première gare d’arrêt.
  - Les Chemins de fer de l’Ouest ont fait construire en 1897 un type de machinc-tender à six roues couplées de 1,540 m et bogie [fig. 30), pour lignes d’embranchements; ce type est puissant et susceptible de fournir de longs parcours sans réapprovisionnement, par suite de la grande capacité des soutes à eau (7 m3) et à combustible (2.500 kg). Ces machines se sont montrées très stables jusqu’aux plus grandes vitesses (118 km à l’heure) ; quelques-unes sont munies d’un dispositif de condensation de la vapeur d’échappement pour la traversée des tunnels.
  - Des machines du même type, mais à quatre cylindres en
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- - Locomotive-tendcr à trois essieux couplés et à bogie des Chemins de fer de l'Ouest.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - tandem fonctionnant suivant le mode eompound, ont (Hé construites en 1904 sur les plans du Chemin de 1er du Nord pour la Petite-Ceinture de Paris. D’un poids supérieur à 63 t en charge, avec 47 t de poids adhérent, une surface de grille de 2,35m2, un timbre de 16 kg et une admission directe de vapeur vive aux grands cylindres, ces machines ont une très grande puissance de démarrage', comparable à celle des locomotives électriques, ce qui est de la plus grande importance; pour obtenir une vitesse commerciale relativement élevée, avec des trains à arrêts très fréquents, comme ceux de la Ceinture. Dans les démarrages ultra-accélérés, la puissance
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  - Fin. 31. — Locomotive-tender de grande banlieue, à deux essieux couplés compris entre deux bogies, du Chemin de 1er du Nord.
  - développée sur les pistons dépasse 1.000 chx avec un train de poids relativement faible : 138 t.
  - La mise en service de ces machines a permis de gagner 12 minutes sur un horaire de 67 minutes de marche, soit environ 20 0/0, par une accélération des démarrages ; cette accélération nécessite une augmentation du travail au crochet de t raction des machines de 75 0/0.
  - Dans certaines gares à grand mouvement, il peut être gênant d’opérer le retournement des machines de banlieue à chaque voyage, et cela peut aussi occasionner un parcours
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- - Fig. 33. — Locomotive-tender compound, à quatre essieux couplés et à bogie, delà Grande-Ceinture de Paris.
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- - APERÇU HISTORIQUE. — DÉVELOPPEMENT. — PUISSANCE
  - haut-le-pied ei une perle de temps importants à la fin de la journée. Ces considérations ont amené le Chemin de fer du Nord à créer en 1900, pour ses lignes de la grande ban-lieu de Paris, un type de machine à deux essieux accouplés et à deux bogies pouvant circuler dans les deux sens sans retournement. Ces machines {fig. 31) peuvent, en raison de leur grand empattement, réaliser des vitesses élevées ; leur approvisionnement de charbon suffit pour le service de la journée, et celui d’eau est lui-même assez important pour un long parcours. Les appareils do manœuvre sont tous en double et disposés bien à la main des agents sur les deux plates-formes.
  - Les Chemins de fer de l’Est ont fait construire en 1906, dans la même intention, des machines-lenders à trois essieux couplés encadrés entre deux bogies. Ces machines [fig. 32), destinées aussi à un service de grande banlieue, ont un poids adhérent de 47 l et un poids total de 90 t, avec des approvisionnements rcs-
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - pectifs d’eau et de charbon de 8 m3 et de 3 t; elles sont du système compound à quatre cylindres et ont des tiroirs cylindriques; leur timbre est de 10 kg, leur surlace de grille de 2,57 m2 et le diamètre des roues motrices de 1,580 m. Le Chemin de fer de Lyon a des machines semblables en construction.
  - Le Chemin de fer de la Grande-Ceinture de Paris a mis en circulation en 1901, sur la section à grand trafic de Juvisy à Versailles, comportant des rampes de 15 mm et des courbes-de 300 m, des machines-tenders à quatre essieux couplés et à bogie {fig. 33), d’un poids adhérent de 61 t et d’un poids total en charge de 81 l, qui remorquent 550 t en rampe de 10 mm et 430 t en rampe de 15 mm. L’emploi de ces puissantes machines a amené une réduction kilométrique de 30 0/0 dans la dépense de combustible par rapport aux locomotives à six roues accouplées qu’elles ont remplacées; elles ont quatre cylindres travaillant en compound, un timbre de 15 kg et un très grand rapport de la surface de chauffe à la surface de grille, circonstances qui ont, de leur côté, produit une réduction de la dépense de combustible de 25 0/0 par rapport aux anciennes machines (4,48 kg au lieu de 5,62 kg par 100 tonnes kilométriques).
  - Le Chemin de fer du Nord amis en service, en octobre 1905, deux puissantes locomotives a deux bogies moteurs, de chacun trois essieux couplés et un essieu porteur {fig. 34), d’un poids adhérent minimum de 82 t et d'un poids total en charge de 102 t.
  - A toutes les vitesses, jusqu’à celle de 84 km à l’heure, atteinte facilement en remorquant du matériel à voyageurs, et qui, pour une machine à roues de 1,455 m, correspond à la vitesse de 120 km des locomotives des trains rapides, la stabilité est remarquable et parfaitement comparable à celle des voitures à bogies.
  - Sur les rampes de 10 mm par mètre échelonnées sur un parcours de plus de 15 km, avec une charge de 1.000 t; sur les rampes de 12 et de 13 mm (présentant, comme celles
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  - de 10, de nombreuses courbes en forme d’S), avec une charge de 800 t, la vitesse n’est jamais descendue au-dessous de 20 km à l’heure, l’effort développé au crochet du tender s’étant élevé ù près de 13.000 kg.
  - Sur ces différents parcours et pendant tous les essais, la production de la chaudière a toujours été suffisante, même dans certains points particulièrement difficiles.
  - Al >rôs huit mois de service, la tuyauterie articulée de la machine 0122 était restée parfaitement étanche. Les conditions principales d’établissement de ces machines sont données ci-dessous.
  - En 1005, la Compagnie a commandé à la Société alsacienne 16 machines semblables, destinées à remplacer sur la ligne de Valenciennes-Hirson des machines à six roues couplées de poids sensiblement aussi élevé avec le tender, et qui ne remorquaient que 500 t en rampe de 10 mm, tandis que les nouvelles machines en remorqueront normalement de 800 à 050.
  - LOCOMOTIVES-TENDERS POUR TRAINS DE VOYAGEURS ET DE MARCHANDISES
  - SÉRIES Ed S « £ « 2 S e £ a a EH Cd rr> CG H et •M S g , * W O £ » Ca r te w CC j-, ce H “g •U c POIDS
  - MACHINES ^ *© -CC a « "= < & T=> - LJ s “ §•
  - zfi LJ U C/J H S ° •"a ce Q w ° >—1 a AÜHKRENT TOTAL
  - înî m2 mm mm m kpr kg
  - Etat 0230- 1,006 37,80 12 300 400 1,320 19.445 30.600
  - Est (3.P) 3901-20
  - 2,57 WF li) 350-550 640 1,580 47.210 90.222
  - (B. 3. B)
  - 601-80 1,82 128,53 11 460 600 1,420 42.350 55.660
  - (3.P)
  - Nord O OC 1 bî 1,57 85,00 10 420 600 1,664 29.300 42.300
  - (B.2)
  - 2251-80 1,91 120,25 12 430 600 1,664 32.000 62.930
  - (B.2.B)
  - 6121-38 3,00 244,55 16 400-630 600 1,455 72.000 102.000
  - Ouest (3.P.P.3)
  - 3701-45 1,80 131,66 12 460 600 1,540 43.900 58.900
  - Pt0 Ceinture (B.3)
  - B1-65 2,35 139,00 16 350-540 600 1,600 47.i85 63.185
  - Gdo Ceinture (B.3) 4001 -5 2,27 203,35 15 370-570 650 1,440 61.100 81.200
  - (B.4)
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- - 02
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Comme locomotives-tenders intéressantes pour trains légers, on peut citer les locomotives-fourgons à deux essieux couplés et deux essieux porteurs (fig. 35) des Chemins de fer de l'État. Construites à partir de 1882 avec un timbre de chaudière de 12 kg, élevé pour l’époque, et un diamètre de roues accouplées de 1,320 m, ces machines remorquent des trains
  - A J-’epcZén^ur^ _çO~3_t çf/2. l£L Q£* ^ _
  - Fig. 35. — Locomotive-fourgon des Chemins de fer de l’Etat.
  - composés normalement de 4 à G voilures sur les lignes d’embranchement de Chinon à Port-Boulet, Port-de-Piles et Richelieu, et sur la section Tours-Chinon de la grande ligne de Tours aux Sables-d'Olonne. Celles à quatre essieux sont particulièrement stables aux plus grandes vitesses tolérées. Elles sont munies de tiroirs cylindriques qui sont très étanches, en n’occasionnant cependant qu’un faible frottement; les segments de ces tiroirs atteignent des parcours de 300.000 à 500.000 km; les articulations du mécanisme de distribution ne prennent elles-mêmes qu’une faible usure, et ces machines sont ainsi indéréglables. Les foyers étaient munis, au début, de tubes d’eau supportant une voûte en briques longue, en forme de V; la paroi avant de l’abri est aussi disposée en coupe-vent, et la porte de boîte à fumée forme avec les caisses à (‘au une partie arrondie et continue pour diminuer la résistance de l'air à la marche. Une communication existe entre le fourgon et la plate-forme du mécanicien pour permettre au conducteur
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  - d'avoir accès sur coite plalo-lbrme en cours de roule, en cas d'accident ou d’indisposition survenue au mécanicien, afin de pouvoir arrêter le train.
  - Ce type de machine-fourgon a été créé en Autriche vers 1880, sous les deux formes à roues libres el à deux essieux couplés.
  - 8. La voiture automobile, circulant seule ou remorquant une ou deux autres voilures, est l'expression la plus réduite du train léger. La première voiture automobile de chemin de 1er a été mise en service en Angleterre, sur « l'East Counties », en 1847 ; abandonnée peu après, sa construction a été reprise vers 1872, aux États-Unis, et aujourd’hui elle semble entrée définitivement dans la pratique des chemins de fer de tous les pays.
  - En France, la Compagnie du Nord a mis en service en 1897, entreCreilel Beauvais,une automobileposlale renfermanl aussi un compartiment pour les voyageurs et pouvant remorquer deux autres voitures à une vitesse de plus de 40 km à l’heure. Le générateur, qui était du système Serpollef, a été remplacé depuis par une chaudière Turgan, à tubes d’eau partant d’un collecteur supérieur el formant deuxgroupes qui comprennent la grille entre leurs extrémités inférieures ; le moteur, à deux cylindres et à distribution Stephenson, est disposé sous le plancher de la caisse de la voiture, et il actionne un arbre intermédiaire ou faux-essieu relié à l’essieu d’avant par des
  - roues dentées et des chaînes.
  - »
  - Le môme type de chaudière, mais d’une puissance de 100 dix, a été appliqué aussi à deux autres voilures automobiles du môme réseau (fîg. Ilfi) ; cette chaudière est montée, avec les appareils d’alimentation et de conduite, sur un truck à quatre roues portant aussi le mécanisme, lequel comporte deux cylindres travaillant en eompound et attaquant directement l’un des essieux par des bielles. Ce truck, qui constitue ainsi une véritable petite locomotive, est placé au centre de la voiture et articulé aux parties extrêmes, constituant les comparli-
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- - —f-~
  - XqIqM.l JLj .J 5j}.
  - CotTre couvert, forme par châssS mobiles a treillis, pour le transport des bagage:
  - C-^iîicàuriiccinici&u \ _ __ i ‘ rfS5£T^
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  - Fig. 86. — Voiture automotrice à vapeur du Chemin de fer du Nord
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  - inenls à voyageurs cl le fourgon,'au moyen d’un attelage spécial. 11 peut être assez facilement séparé de ces parties pour la visite et l’entretien habituels aux jours de lavage. Les compartiments à voyageurs présentent à leur partie supérieure et dans le sens de la marche avant un dégagement qui permet au mécanicien, surélevé sur un escabeau, de surveiller facilement la voie et les signaux. Ces voitures sont affectées
  - à un service de navette dans la banlieue de Valenciennes; leur disposilion symétrique évite de les retourner aux points d'arrivée, et elles peuvent faire ainsi un service intensif; leur marche est tracée d'autre part à la vitesse de (H) km. Le poids <le ces voitures en charge complète est d’environ 40 L et le nombre de places de 82.
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  - Fig. 37. — Voilure automotrice à vapeur des Chemins de fer d’Orléans.
  - A, truck moteur; 13, chaudière; C, essieu moteur; D, cabine du mécanicien ; Ë, pivot d’articulatioi
  - de la voiture sur le truck.
  - Ce système de truck moteur articulé est appliqué aussi aux dernières automotrices à vapeur du Chemin de fer d’Orléans [fig. 137) ; mais ce truck est disposé ici à l’avant de la voiture, ce qui facilite l’accouplement et le déeouplement dans le cas de réparation ou de remplacement (on peut avoir à cet effet un truck de rechange), mais oblige à retourner la voiture aux (ins de parcours.
  - La chaudière, timbrée à 20 kg, est du système Purrey à petits éléments et produit de la vapeur surchauffée à une température parfois de plus de 400° ; son alimentation en eau
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- - «G
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  - est automatique. Le combustible, qui est du coke de cornue» à gaz, est chargé au départ dans une trémie à fond incliné, cl il descend de lui-même sur la grille, qui est également inclinée ; un seul agent suffit ainsi pour la conduite.
  - Les cylindres du moteur, au nombre de quatre et disposés deux à deux en tandem pour travailler à double expansion suivant le mode Woolf, sont venus de fonte avec leurs deux boîtes à vapeur, les glissières des têtes de bielles et les-paliers de l'arbre moteur; sur les deux extrémités de .cet arbre sont calées des roues dentées qui transmettent le mouvement à l’essieu arrière du truck au moyen d’autres roues dentées de même diamètre et de chaînes. La distribution s’effectue au moyen d’un mécanisme de Stephenson à détente variable. Le moteur est entouré d’un carter fermé dans lequel on verse une certaine quantité d'huile où barbotent les têtes des bielles et les contre-manivelles; le graissage des articulations cl des pièces frottantes s’effectue par projection de cette huile.
  - La Compagnie d’Orléans possède 10 automotrices de ce type, attachées à la section de Tours, et qui ont été mises en service le -1er juillet 1900 sur différents embranchements. Leur vitesse peut atteindre jusqu’à près 'de 80 km, et leur puissance 200chx. Avec leur surchauffe élevée, leur consommation d'eau est relativement très faible, et comparable à celle des locomotives eompound.
  - La Compagnie Paris-Lvon-Médilerranée a en conslruc-t ion des automotrices semblables ; ce réseau possédait déjà des voitures Purrey, mais à chaudière lixée à l’avant des voitures et mécanisme disposé en dessous du plancher de la caisse, comme dans les tramways. Le générateur est moins puissant que dans les nouvelles automotrices, et le moteur est muni d’une distribution à changement de marche et à détente taxe à un seul excentrique à calage variable, sans coulisse.
  - Le Chemin de fer de Lyon emploie encore des automotrices système Serpollet, dont le générateur est chauffe au pétrole, et
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  - le Chemin de fer du Nord possède aussi une voilure Purrey ; on commence enfui à appliquer le moteur à essence, dont le fonctionnement est aujourd’hui très satisfaisant, à des voitures automotrices et môme à des locomotives.
  - 9. Locomotives étrangères. — Les machines à roues libres ont joui longtemps d'une grande faveur en Angleterre, où elles sont encore employées sur quelques grands réseaux pour la remorque des express moyennement chargés ; on n’en a plus construit toutefois depuis 1902, la charge croissante des trains e x i g e a n t, c o m m e e n 1 ’ r a n c e, l'emploi de machines à quatre et six roues couplées.
  - La ligure .‘38 représente une locomotive à roues libres de la Compagnie du « Midland », qui figurait à l’Exposition de Paris de 1900. L’essieu moteur y est compris entre un bogie à déplacement latéral à l’avant et un essieu porteur
  - Fig. 38. — Locomotive à essieux indépendants du Midland Ry.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - fixe à l'arrière. Le poids sur l’essieu moteur atteint 20 t.
  - Les locomotives d’express sont la plupart à quatre roues couplées et à bogie. Les types Atlantic et Ten-Wheel commencent à être employés sur quelques réseaux ; on essaie aussi le foyer débordant et divers systèmes compound à trois et quatre cylindres.—Les essieux couplés sont rarement disposés à l’avant dans les machines à grandes roues motrices; on préfère caler la voie devant ces roues, qui pourraient avoir tendance à faire écarter les rails s’ils n’étaient pas assez solidement fixés, par les roues moins chargées et plus mobiles d’un bogie ou d’un essieu à déplacement. Cependant cette disposition a été employée par la Compagnie du « London-Brighton », qui possède des locomotives de vitesse à roues couplées de 1,980 m disposées à l’avant de la machine, les roues porteuses étant placées sous le foyer. L’essieu d’avant, s’il est rigide, ayant besoin d’être assez fortement chargé pour éviter les déraillements, on peutobtenir ainsi un plus grand poids adhérent qu’avec la disposition inverse; il est en outre possible de donner une grande longueur au foyer sans porte-à-faux sensible et tout en rapprochant le plus possible entre elles les roues couplées afin de faciliter leur inscription dans les courbes.
  - Des machines à grande vitesse à deux essieux moteurs non accouplés, commandés par quatre cylindres travaillant à simple expansion, ont été construites en assez grand nombre dans ces dernières années en Angleterre; le « London and North Western » possède dix machines B.2à quatre cylindres de 0,356 m équivalant à deux cylindres de 0,508 m. Le « Great Western » et le « London and South Western » ont aussi des machines B.2.P et B.3 à quatre cylindres égaux, de construction toule récente ; les dernières sont exceptionnellement puissantes, leurs quatre cylindres ayant un diamètre de 0,406 m correspondant, dans les machines à deux cylindres, à un diamètre voisin de 0,58 m. Leur surface de grille est de 2,95 m2, celle de chauffe de 253,60 m2, et le timbre de 12,30 kg ;
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- - Locomotive à essieux indépendants du Great Western Ry,
  - Fig. 39
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- - Fig. 40
  - Locomotive à quatre cylindres, non compound, du London and South Western Ry
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  - 112 tubes sont disposés dans le foyer et réunissent les parois latérales ; l'alimentation est assurée par deux petits-chevaux Duplex, l’eau d’alimentation étant réchauffée à une température d’environ 80° par une dérivation de la vapeur d’échappe. ment de la machine. D’un poids adhérent de 52,50 t, ces machines remorquent des trains express de 280 à 500 t sur la ligne « Salisbury-Exeter », qui comporte de longues rampes continues d'une inclinaison de 14 mm.
  - Plusieurs des Compagnies qui possèdent ces machines à quatre cylindres égaux les ont mises en comparaison avec, des machines compound identiques, à l’exception de la distribution, et aussi du. timbre, qui est plus élevé dans les compound.
  - Les grands express anglais ont des vitesses comparables à celles de nos trains les plus rapides; avec une charge d’environ 200 I, des distances de 150 à 200 km sont franchies sans arrêt à des vitesses commerciales de 00 à 95 km. Sur le «Créât Western Ry », la dislance de Londres à Plymoulh (396 km) est franchie journellement, sans arrêt, en 4,25 h, soit à la vitesse commerciale de 90 km, et celle de Londres à Exe-ter(31i km) en 3,25 h, soit à 91 km; ce dernier train a été remorqué par une compound à quatre cylindres type français, à une vitesse de 95 km, avec une charge de 2751.
  - Des voitures automotrices à vapeur, ou du système dit pétroléo-électrique, sont employées en assez grand nombre sur plusieurs réseaux anglais.
  - Les chemins* de eer de l’État relge, qui, jusqu’à 1896, avaient employé d’une façon générale le foyer Belpaire à large grille débordant au-dessus des roues pour brûler des menus, puis un châssis extérieur avec les roues accouplées comprises entre des roues porteuses, dans les locomotives à grande vitesse, ont adopté depuis, pour ces machines, les dispositions générales du « Caledonian Ry », c’est-à-dire des cylindres intérieurs, un bogie, un foyer profond descendant entre les longerons et brûlant de la briquette, enfin des tubes courts; les machines R.2 et B.3 construites depuis 1900 ont toute-
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  - LE MÉCANICIEN I)E CHEMIN DE EEIl
  - fois un foyer moins profond, passant par-dessus l’essieu arrière.
  - Le compoundage et la surchauffe y sont aussi assez employés,, ainsi que la disposition;» quatre cylindres égaux, qui a été mise en parallèle avec la disposition eompound, à quatre eylindi’es également.
  - Parmi les machines les plus récentes de ce réseau, on peut signaler les machines B.3 à roues couplées de l,!)80in, avec emploi de la surchauffe et de quatre cylindres égaux disposés en batlerie et attaquant le premier essieu accouplé. Los tiroirs sont cylindriques ; les cylindres sont munis de soupapes de-rentrée d’air pour la marche à régulateur fermé et «le soupapes de sûreté. La chaudière, de grand diamètre, a son axe à 2,800 m du rail, la surface de la grille est de 3 m2, celle de chauffe de 194 m2, et le poids à vi«le de 76 t.
  - Les machines allemandes récentes présentent- diverses particularités intéressantes. Le type B.2 eompound à deux ou à quatre cylindres y est encore très employé, mais on lui substitue sur plusieurs réseaux les types «Atlantic » ou B.3,et même les types B.2.B ou B.3.P.
  - Les locomotives à foyer débordant à surface de grille atteignant jusqu’à 3,87 m2 et 4,50 m2, suivant les types, pèsent respectivement 74,82 t et 84 t, avec des poids adhérents respectifs de 32 t ou 45 t, la charge par essieu étant limitée entre-15 et 16 I ; pour cette dernière raison, le type B.3 a plus de-chance de se répandre en Allemagne que les types B.2.P ou B.2.B.
  - La surchauffe paraît préférée, sur l’Etat prussien; au mode eompound pour diminuer la consommation de vapeur et de-charbon ou augmenter la puissance. Les eompound à deux cylindres étaient très employées il y a dix ans pour tous les types de machines; on leur préfère maintenant les types à quatre cylindres, placés généralement en batlerie, avec les mécanismes de distribution liés. Le système articulé del’ingé-nieur français A. Mallet est aussi fréquemment utilisé {ftg. 41).
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- - Fig. 41. — Locomotive compound articulée, système Mallet, des Chemins de fer de l’Etat bavarois
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  - LE MECANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Les tiroirs cylindriques sont très employés, quelques machines récentes ont des tubes Serve.
  - Les établissements Mafï'ei, de Munich, ont établi en 1002, pour l’État badois, des machines B.2.P coinpound à quatre cylindres en batterie, munies d’un foyer-débordant de 3,87 ni2 de surface de grille. En brûlant de la briquette, ces machines ont remorqué sur une rampe continue de 3,3 mm un train de 200 t à la vitesse de 105 km. Le même réseau possède aussi des locomotives B.3.P à lover débordant de 4,50 m2 de sur-faèc de grille et du poids total en charge de 82,501. Le châssis est du type américain à barres, et les roues accouplées ont un diamèLre de 1,830 m.
  - L’État bavarois possède de son côté un grand nombre de machines B.2.Pet B.3compound à quatre cylindres et munies d’un foyer débordant ,étudiées pour remorquer : les premières, 230 ta la vitesse de 120 km cnpalieroude 70 km en rampe continue de 10 mm, et les secondes, qui ont des roues motrices d’un diamètre moindre (1,870 m au lieu de 2 m), 300 t à la vitesse de 100 km en palier ou de 00 km en rampe de 10 mm. Enfin, à l’Exposition de Nuremberg figurait une locomotive B.2.B du même constructeur, compound à quatre cylindres, à surchauffe et à foyer débordant de 4,70 m2 de surface de grille. La puissance de celle machine est évaluée à 2.500chx, soit 530 chx par m2 de grille.
  - Les trains allemands n’ont pas des vitesses de marche bien élevées ; cependant la vitesse de 100 km est réalisée sur les parties faciles des lignes de Berlin-Hambourg et Berlin-Cologne. La vitesse commerciale sur ces lignes ne dépasse pas 85 km.
  - Les locomotives américaines sont toujours poussées à leur extrême puissance; elles sont ainsi assez vite usées et, plutôt que de leur faire subir de grosses réparations ou des modifications importantes, on les remplace par des machines plus puissantes ou d’un modèle plus récent. Les types actuels sont très divers [fig. 42), et ils ont reçu des désignations
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  - dont plusieurs sont couramment employées en France.
  - La machine à roues libres, bogie et essieu porteur (B.l.P), très peu employée en Amérique, n’y a pas reçu de désignation spéciale. On peut noter que Baldwin construisit, en 1848, une locomotive à grande vitesse ayant la disposition Crampton, c’est-à-dire l’essieu moteur placé à l’arrière du foyer et les cylindres entre le bogie (remplaçant l’essieu avant de la Crampton) et l’essieu milieu.
  - La machine B.2, à quatre essieux couplés et à bogie, porte le nom de type « Américain ». Ce type paraît avoir été établi pour
  - O non MogtU n o n Q O fritte
  - O ci c c O ÙOTLschda'.icn n o 0 q d û Mikp.dc
  - O O O O Q Q Oécaood o o o c c c C Santa Fc
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  - o" C C c ,G Fen Wlieel o' 0 q q a Pacific
  - Cl. c c c c c Mastoricm l f.u'br-
  - Fig. 42. — Diagramme des principaux types de locomotives américaines.
  - la première fois par James Brooks, de Philadelphie, en 1836 ; il devient insuffisant et ne se construit presque plus aujourd’hui.
  - La machine P.2.P à deux essieux couplés compris entre deux essieux porteurs est dénommée Columbia, et (die a été construite en 1803 par Baldwin comme locomotive à grande vitesse.
  - Le type Atlantic B.2.P, à deux essieux couplés compris entre un bogie et un essieu porteur, a commencé à se construire au commencement de 1893 ; il est employé avec le foyer débordant, qui permet de porter la surface de grille à 3 m2.
  - Le type Mogul P.3, à essieu porteur à l'avant et t rois essieux couplés, est beaucoup plus ancien; Baldwin a construit une machine de ce genre en 1832, mais l’essieu porteur était placé à l’arrière des cylindres. Le vrai type Mogul, à essieu porteur
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - en avant des cylindres, date de 1867. Ce type est assez en faveur en France actuellement pour les machines mixtes et à marchandises rapides.
  - Le type Ten-Wheel (ou dix roues), à trois essieux couplés et à bogie (B.3), est encore antérieur, car il a été établi en 1847 par le constructeur Norris, de Philadelphie; il est employé avec le foyer Wooten, dans lequel on brûle de l’anthracite et qui présente une surface de grille dépassant fréquemment 6m2.
  - Le type Prairie [fig.43), à trois essieux couplés compris entre
  - 6 60
  - Fig. 43. — Locomotive américaine type Prairie (P.3.P).
  - deux essieux porteurs (P.3. P), date de 1871 ; il est actuellement employé comme machine à très grande vitesse sur l’un des réseaux les plus étendus des Etats-Unis, le « Lalce Shore ». Les
  - Fig. 44. — Locomotive type Pacific (B.3.P).
  - locomotives les plus récentes de ce type ont un poids adhérent de /o t (25 t par essieu) et une surlace de grille de plus de 5m2. Le «Northern Pacific Rr» possède aussi 20 locomotives Pacific récentes, mais à roues accouplées de 1,600m et poids
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  - adhérent de 68 t. Une locomotive semblable, munie d’un foyer débordant, a été construite en 1903 en Autriche pour une ligne à rampes de 20 mm et à courbes de rayon descendant jusqu’à 400 m, où la vitesse maximum de marche est de 80 km. Cette machine, à roues motrices de 1,720m, a une puissance de 1.600 chx.
  - Le type « Pacific » (fig. 41), à trois essieux couplés compris entre un bogie et un essieu porteur' (B.3.P), permet aussi d’employer le foyer débordant; certains ingénieurs estiment que ce type constituera la locomotive puissante de l’avenir.
  - Le tableau ci-dessous donne la charge et la vitesse des principaux trains express des États-Unis.
  - TRAJET DISTANCES e: r1; o "O *W o ‘O £ e ^ < «j O * S 5 cd y 'j2 e ^ O O 0USERVATI0NS
  - km h km
  - Philadelphie-Atlanlic-City 9 i- 0,52 108 Charge du train jusqu’à 330 t.
  - New-York-Buffalo (Empire 90 0,56 96 — 400 t. Charge du train, 170 t. Nombre d'arrêts,4.
  - State Express) 707 ,2 8,15 85,8 Charge moyenne du train,
  - New-York-Chicago Vingtième siècle express.. 1.578 18 87,7 225 t; nombre d'arrêts, 12.
  - 1 .457 18 81 Les trainsexpress ordinaires comportent généralement
  - Chicago-San-Francisco... 3.895 69,30 55,4 10 voitures, 501) t et ont une vitesse commerciale de 75 km.
  - Les locomotives ci-dessus sont toutes des machines à voyageurs; leur poids total en charge va de 63 à 103 t, et leur poids adhérent (en dehors des B.LP) de 43 à 73 t; la surface de grille atteint 3,50 m2 à 6 m2, et celle de chauffe 210 m3 à 360 m2 ; le diamètre des roues motrices varie de 1,700 m à 2m suivant la vitesse, le profil et la charge.
  - Les locomotives-tenders sont peu employées aux États-Unis. Les voitures automobiles y sont au contraire très en faveur; elles sont à vapeur surchauffée ou bien du système dit pétroléo-électrique, où un moteur à essence actionne directe-
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - ment une machine électrique génératrice, qui fournit le courant à des moteurs calés sur les essieux. Ces voilures sont montées sur deux bogies; leur poids atteint jusqu’à GO t et leur puissance 200 dix.
  - Les machines à marchandises sont la plupart du type Consolidation (établi par Baldwin en 1866), lorsque les lignes ne. présentent pas de déclivités dépassant 10 mm; leur poids total
  - Locomotive type Consolidation (P.4).
  - l'élève jusqu’à 1001 en charge, la surface de grille atteint couramment 5 m2 et la surface de chauffe 340 m2 [figAo). Le corps cylindrique a un diamètre voisin de 2 m, et son axe s’élève parfois à 3 m au-dessus du rail ; la charge remorquée par ces-machines sur profil facile atteint 1.600 L à 36 km, et sur rampe-de 12,3mm 1.000 t à 27 km.
  - Le type Mastodon est à bogie à l’avant et à quatre essieux couplés (B.4), et le type Mikado à quatre essieux couplés-compris entre deux essieux porteurs (P.4.P); ils ne diffèrent donc qu’assez peu de la machine Consolidation, et ils sont très peu employés. 11 en est de même du type Decapod, à cinq essieux couplés et essieu porteur (P.3), et du type Decapod Santa-Fé, à cinq essieux couplés compris entre deux essieux porteurs (P.3.P), qui sont réservés pour les lignes de montagnes ; le poids de ces dernières machines en charge s’élève jusqu’à 133 t et celui de leur lendcr à 73 t. Le « Baltimore and Ohio» a mis en service en 1904 une machine articulée système Mallet à six essieux, dont le poids en charge est de 132 t et les surfaces respectives de grille et de chauffe de 6,16 m2 et
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  - APERÇU HISTORIQUE. — DÉVELOPPEMENT. — PUISSANCE
  - 520,40 m2; col le machine a pu remorquer un train de 2.150 t à la vitesse de 14,6 km sur une rampe de 17 mm se trouvant en courbe de 220 m. Pendant ses quatre premiers mois de service, elle a parcouru 21.700 km sans avarie ni arrêt. — Des machines plus puissantes, d’un poids atteignant jusqu’à 186 t en charge, avec deux groupes de quatre essieux couplés ou de trois essieux couplés et un essieu bisscl, viennent d'être construites pour YErië Rr et le Gréai Northern.
  - Comme caractères essentiels des locomotives américaines on peut noter cpie les chaudières sont toujours très volumineuses; dans la plupart, le corps cylindrique a la l'orme dite waggon-top, dans laquelle la dernière virole est tronconique. son plus grand diamètre se raccordant avec la boîte à feu (Voir ftg.Ao). Les foyers sont des types débordant ou Wooten, à très grande surface do grille; la surface de chauffe dépasse 300 m2. Le système compound est employé sous diverses formes : à deux cylindres dans beaucoup de machines Consolidation, et à quatre cylindres, des types Vauclain et Coles, dans les machines à voyageurs. La surchauffe paraît devoir prendre une grande extension sur plusieurs réseaux. Le châssis est uniformément du type à barres ; la chaudière repose à l’avant sur le massif en forme de selle des cylindres.
  - D’après M. de Parville, une locomotive avec moteur à essence de pétrole, du poids de 96 t, aurait été mise en construction à la lin de l’année 1906, aux Etats-Unis, en vue d’effectuer sans aucun arrêt.intermédiaire et en 60 h. seulement, au moyen de deux équipes de mécaniciens et de chauffeurs se relayant, le trajet de New-York à San-Erancisco, qui demande actuellement six jours pleins.
  - 10. Locomotives à câble et à crémaillère. — Un grand nombre de lignes présentant des déclivités de 25 à 30 mm sont exploitées en France par des locomotives à simple adhérence; la ligne de Paris à Saint-Germain par le Pecq présente même une rampe de 35 mm, et celle d’Enghien à Montmorency une
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- - «0
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - rampe de 45 mm; d'autre pari, des lignes de chemin de 1er à voie étroite comportent des rampes de 80 à 90 mm (ligne électrique du Favet à Clminonix de la Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée, où il suffit d'employer des moyens de freinage puissants pour la descente). Toutefois, pour ne pas trop alourdir la locomotive on cas de charges assez importantes à remorquer sur des rampes supérieures à 35 ou 40 mm ne pouvant être franchies avec l’aide de la vitesse acquise, on a été conduit à employer à diverses époques plusieurs dispositions intéressantes.
  - L’une des plus simples, qui a été souvent utilisée en Angleterre dans la construction des lignes nouvelles, consistait à transformer la locomotive en machine fixe, en imitation de ce qui s’était fait antérieurement dans les mines, et aussi sur la ligne de Givorsà Rive-de-Gier, vers 1830. Al’Exposition de Paris, en 1878, figurait une locomotive anglaise munie d’une <Iis-position de ce genre, consistant en un treuil avec cable en fil d’acier placé à l’arrière du ’ châssis et dont le tambour était actionné par deux cylindres à vapeur spéciaux. Lorsque, dans ce mode d’exploitation, la locomotive s’arrêtait sur une rampe par défaut d’adhérence ou de puissance, on serrait les freins des wagons du train, on dételait la machine et on fixait au crochet du premier wagon le câble du treuil, qui se déroulait dans la marche en avant de la locomotive. Lorsque le sommet de la rampe était atteint ou que le câble était entièrement déroulé, on abaissait deux pinces situées de chaque côté de la machine et qui, sous l'action de pistons à vapeur, saisissaient fortement les rails ; on mettait ensuite le treuil en marche et le câble, en s’enroulant sur le tambour, montait le train. On répétait cette opération autant de fois qu’il était nécessaire, puis on reprenait la marche normale après avoir enroulé le câble sur le tambour et accroché directement la locomotive au train.
  - Ge système ne peut évidemment trouver son application dans l’exploitation régulière îles chemins de fer ; on préfère employer, dans les cas où l’adhérence donnée par la locomotive
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  - est insuffisante, des locomotives à crémaillère, qui peuvent être d’un poids relativement léger par rapport à l'effort de traction à produire.
  - On a vu que la crémaillère avait été employée par Blcn-kinsop en 1812, pour remédier à une insuffisance présumée de l'adhérence; en 1847, Baldwin construisit une locomotive qui, en plus des deux cylindres ordinaires, comportait deux autres cylindres verticaux placés sur les côtés de la chaudière ; ceux-ci actionnaient un arbre horizontal qui portait en son milieu un pignon pouvant être mis en prise avec une roue dentée de diamètre double, engrenant avec une crémaillère placée dans l'axe de la voie : ce mécanisme était utilisé pour le passage d'une rampe de 58 mm par mètre.
  - Des locomotives à crémaillère ont été employées par Riggenbacii, en 1870, sur le chemin de fer de Vitznau au Righi, en Suisse, lequel présente des rampes de 250 mm par mètre ; les roues ne servaient qu’à porter la locomotive, et la vitesse ne pouvait dépasser 7 km à l’heure ; la crémaillère consistait en une sorte d’échelle couchée à plat entre les rails.
  - Le système Abt comporte l’utilisation simultanée de l'adhérence et de la crémaillère. Les locomotives sont munies de deux mécanismes spéciaux ayant chacun leurs cylindres propres : le mécanisme intérieur donne le mouvement à un pignon à axe horizontal qui engrène avec une crémaillère posée à plat 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, les deux mécanismes fonctionnent à la fois. Une application de ce genre a été faite en France pour relier la gare à la ville de Langres. La ligne a une longueur de 1.475 m, et ses extrémités présentent une différence d’altitude de 132 ni. Les déclivités varient de 20 à 175 mm par mètre ; la crémaillère est employée sur deux tronçons de 423 et 580 m, qui pré-
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - sentent des rampes supérieures à 30 mm; dans les antres-parties, la machine fonctionne par simple adhérence.
  - 11. Traction électrique. — La traction électrique a été réalisée pour la première fois en France, en 1881, par Siemens à l’Exposition d’électricité de Paris ; le courant était produit dans une usine et amené dans une ligne aérienne par des fils de cuivre d’où il passait dans la voiture au moyen d’une prise de-courant à archet.
  - En 1892, M. IIeilmann construisit la première locomotive électromotrice; le courant, produit au moyen d’une dynamo génératrice actionnée par une machine compound à deux cylindres, d’une force de 600 chx, disposée sur la plateforme du châssis, était envoyé dans huit moteurs électriques, montés sur les essieux. La puissance aux jantes était de 400 chx. Intercalée dans' un service de trains rapides entre Mantes et Argenteuil, cette machine se montra plus économique que les locomotives ordinaires de la ligne, dépensant seulement, à la fin des essais,3,750kg de charbon par kilomètre pour un tonnage moyen de 70 t.
  - Les premières locomotives électriques a alimentation extérieure ont été employées par la Compagnie de l’Ouest entre sa gare de Saint-Germain et celle de Saint-Germain-Grande-Ceinture. Ce système s’est beaucoup répandu depuis, et il est notamment utilisé par le Chemin de fer d’Orléans sur sa ligne de Paris-Orsay à .Juvisy-Brétigny, dont la première section a été ouverte à l’exploitation en 1900, et par celui de l’Ouest sur la ligne de Paris-Invalides à Versailles R. G, qui a été inaugurée le 1er juillet 1901. La traction est faite sur la première ligne au moyen de locomotives à deux bogies de deux essieux pesant 45 t et d’une puissance normale aux jantes de 600 et 700 chx (pouvant atteindre sansinconvénierit 1.500 chx dans les démarrages), remorquant 1501 à la vitesse nominalede50km, et île fourgons automoteurs d’une puissance sensiblement moindre; et, sur la seconde, au moyen de locomotives de 52 t
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  - remorquant 100à 150 t à la vitesse de 50 km en rampe de 8 mm, et de deux voitures automotrices comprenant entre elles une voiture remorquée et formant ainsi des trains de trois voilures.
  - Sur la ligne à voie de 1 mètre du Fayel à Chamonix, qui comporte des rampes atteignant jusqu’à 90 mm, les trains sont formés d’un fourgon à l’avant duquel se tient le mécanicien, et de quatre voitures automotrices dont les appareils de manœuvre sont commandés, du fourgon, au moyen d’un servomoteur à air comprimé.
  - Le courant est fourni économiquement sur celte ligne par deux usines hydro-électriques, et la traction y est ainsi réalisée à un prix moindre qu’elle ne le serait par des locomotives à vapeur; sur les lignes de Paris, de l’Ouest et de l’Orléans, le courant est produit dans des usines à vapeur, et, malgré la perfection de l’installation et un coût du cheval-heure à l’usine de seulement 6 centimes, le prix de revient du kilomètre-train atteint 0,60 fr environ, amortissement non compris, tandis que, dans des conditions à peu près identiques (Petite-Ceinture de Paris), il n’est que 0,51 fr avec les locomotives à vapeur. L’amortissement de l’installation de la traction électrique est, d’autre part, plus do trois fois plus élevé que celui d’une installation à vapeur de môme puissance ; aussi la traction électrique sera-t-elle sans doute, d’ici longtemps encore, réservée à l’exploitation de lignes de faibles longueurs ou en tunnels, dans les banlieues denses des grandes villes, ou à celles de lignes de montagnes pouvant être assez économiquement exploitées grâce à l’utilisation de puissantes chutes d’eau.
  - Les frais d’installation et de conduite sont réduits à leur minimum avec le système appliqué par la maison de Dion-Bouton à des voitures automotrices de l’État hongrois : un moteur à pétrole à deux ou quatre cylindres actionne une dynamo génératrice dont le courant est envoyé dans deux moteurs électriques montés sur les essieux. Ce système ne nécessite ni usine ni canalisations ; les inconvénients du moteur à pétrole, au point de vue des démarrages et des change-
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - ments de vitesse, sont supprimés par l’emploi d’une commande électrique; ses autres avantages: encombrement et poids réduits, facilité d’installation et de conduite, subsistent, au contraire, et ce système peut ainsi être adopté dans certains cas spéciaux.
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- - CHAPITRE II
  - NOTIONS SUR LA CHALEUR, SUR LES GAZ LES COMBUSTIBLES, ETC.
  - 12. Le calorique est dû à un mouvement vibratoire très rapide des atomes des corps. La chaleur est l’effet meme de cette cause, c’est donc du mouvement (suivant une hypothèse plus récente, ce serait de Y électricité).
  - La chaleur se propage en ligne droite et dans tous les sens avec une très grande vitesse et avec une intensité variant 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 émissif; la chaleur émise ou rayonnée par les corps varie avec leur température et avec leur nature ou leur état de poli. Le pouvoir absorbant d'un corps, c’est-à-dire la proportion de chaleur qu’il laisse pénétrer dans sa masse, diminue quand sa dislance au foyer de chaleur ou l’inclinaison de sa surface par rapport à ce dernier augmentent.
  - 13. 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, celui du cuivre est de 360 environ et celui du fer de 60 seulement, soit 6 fois moindre. Cette différence est sans importance pour le choix du métal des parois du foyer et des tubes des chaudières, car
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - c’est surtout la transmission de la chaleur des gaz au métal qui s’opère avec difficulté. La transmission de la chaleur du métal à l’eau se fait avec plus de facilité ; une surface de 1 m2 de paroi de foyer en cuivre de 15 mm d’épaisseur laisse passer par heure une quantité de calorique suffisante pour vaporiser 300 kg d’eau ; la différence de température des faces externe et interne, si ces deux surfaces sont propres, est
  - . t , . 040 X 300 X 0,015 , ,
  - seulement alors de-------^rr-------> soit 8°. Pour des tubes
  - 360
  - à fumée en acier de 2 mm d’épaisseur vaporisant 50 kg d'eau
  - par mètre carré de surface et par heure, la différence
  - j i x , , r , , 640 X 50 X 0,002
  - de température des laces du métal est de--------— -—?
  - soit un peu plus de 1°. Les dépôts calcaires serrés et fins de faible épaisseur n’apportent pas non plus une grande résistance à la transmission de la chaleur; mais, avec la suie, les dépôts spongieux et l’huile, cette résistance est très grande et capable ou de réduire beaucoup la transmission du calorique au métal, siledépôt est interposé entre lesgazetce métal, ou de produire une élévation dangereuse de sa température, si le dépôt d'huile ou de calcaire existe entre le métal et l’eau.
  - La chaleur a aussi pour effet 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 sous l'influence d’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 jusqu’à son point de fusion. Dans la pratique, on considère ce coefficient comme constant. Voici les coefficients de dilatation linéaire de quelques corps entre 0 et 100°, c’est-à-dire les quantités dontl mdc longueur de ces corps se dilate pour une augmentation de température de 1°.
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- - .-NOTIONS SUR LA CHALEUR, SUR LES GAZ, LES COMBUSTIBLES 87
  - Fonte de fer......
  - Acier non trempé Fer doux forgé...
  - Fil de fer........
  - Cuivre rouge......
  - Cuivre jaune......
  - mm 0,011100
  - — 0,010791
  - — 0,012205
  - — 0,014401
  - — 0,017373
  - — 0,018782
  - Une chaudière en acier de 8 m de longueur (fui se trouve à mie température de 10° au moment de l’allumage se dilate, lorsque la pression atteint la kg, correspondant à une tempé-;rature de 2009, de
  - 0,0108 X 8 X (-00 — 10 ou 190) = 16,4 mm.
  - Le coefficient de dilatation de l’eau va en augmentant avec l’accroissement de température, môme entre 0 et 100°. C’est à la température de 4° que l’eau occupe le plus petit volume pour un môme poids, et, par conséquent, c’est à cette température que sa densité est la plus grande : c’est à la température de 4° que 1 litre d’eau pure pèse 1 kg. Au-dessus elle se dilate, et au-dessous également; son augmentation de volume est relativement élevée lorsqu’elle se transforme en glace, et sa congélation dans un tuyau qu’elle emplit déjà peut faire boursoufler •ou fissurer ce tuyau. La dilatation est une force qu’il est difficile de maîtriser, et il vaut mieux composer avec elle en lui donnant le moyen de s’exercer librement.
  - 1
  - La dilatation moyenne de l’eau est de - ,./wi de son volume ' 2.o 00e
  - pour une augmentation de température de 1°; pour une augmentation de 190° (égale à celle que subit l’eau d’une eliau-•dière qui se trouve à la température de 10° au moment de l’allumage et qu’on chauffe jusqu’à 200°, correspondant à une jpression de Jo kg), l’eau se tuméfie de :
  - .r|ô(j X 190 ~ J30 environ ou 7,5 0/0.
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- - 88 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Si le volume de l’eau de la chaudière est de G.OOO 1 à rallumage, il augmentera, lorsque la pression aura atteint 15 kg (si on néglige de déduire le volume de l’eau transformée en vapeur, et qui ne serait d’ailleurs que de 25 1 pour un volume de la chambre de vapeur de 3 m3, et de tenir compte aussi de la dilatation de la chaudière, dilatation qui se fait suivant sa longueur et qui correspond à un volume d’eau de 12 1 environ), ce volume augmentera, disons-nous, de
  - M X 6.000 = 450 1.
  - Si les dimensions moyennes de plan d’eau sont de 8 m et de 1 m, ce volume correspondra à une hauteur de :
  - 0,400 m- __ q qîj0 m gQj^ mm.
  - 8 mJ
  - 14. Mesurer une quantité de chaleur, c’est trouver combien de fois elle en 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 de 1 kg d'eau pure.
  - On appelle capacité calorifique, ou chaleur spécifique d'un corps, le nombre de calories nécessaires pour élever de 1° la température de 1 kg de ce corps. La chaleur spécifique du fer est égale à 0,114 c, celle du cuivre rouge à 0,095 c, celle de la vapeur d’eau saturée à 0,475 c et celle de la vapeur surchauffée à 0,60 c en moyenne.
  - Tout corps 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.
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- - NOTIONS SUR LA. CHALEUR, SUR LES GAZ, LES COMBUSTIBLES 89
  - 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 ù 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°. D’autre part, 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° : 1 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°, soit 80 c.
  - La quantité de chaleur qu'un poids déterminé d’un corps 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 un poids d'eau de 100 kg, dont la chaleur spécifique est de 1 unité, absorbera pour passer de 15° à 100° un nombre de calories égal à
  - 100 x 1 X (100 — 15 ou 85) = 8.500 c.
  - En descendant de 100° à 15°, cette eau cédera la môme quantité de chaleur, soit 8.500 c.
  - 15. Le changement d’état d’un liquide en vapeur, et réciproquement d’une vapeur en eau ou en un autre liquide, s’effectue également à température constante. On appelle chaleur latente de vaporisation d’un liquide le nombre de calories que l’unité de poids (soit 1 kg) de ce liquide absorbe pour passer
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - de l’état liquide à celui de vapeur saturée 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 saturée à cette température de 180°. Dans cette transformation, l’eau est d’abord portée de 0° à 180°, puis transformée en vapeur à la môme température. La première opération nécessite, pour 1 kg d’eau, une absorption de 182 c ; pour la seconde, qui s’applique au changement d’état, elle exige le nombre de calories qui représente la chaleur latente de vaporisation pour cette température, soit 479 c;le total donne :
  - 182 + 479 —- 661 c.
  - Pour vaporiser à la pression de 15 kg, et à la température correspondante de 200°, 1 kg d'eau a 10°, cette eau doit d’abord être chauffée à 200°, opération qui nécessite une absorption de 194 c; sa vaporisation s’effectue ensuite à la température constante de 200° et exige une seconde absorption de chaleur qui est égale à 464 c; le total est donc de 658 c et la vapeur renferme 668 c au-dessus de 0°. On remarquera (pie, pour produire le changement d’état de l’eau, il faut 464 : 204 = 2,27 fois plus de chaleur que pour son éehauffement.
  - On trouvera à la lin du volume une table donnant, avec quelques autres indications, les valeurs de la chaleur totale et de la chaleur latente de vaporisation de l’eau pour différentes températures comprises entre 100 et 200°.
  - On remarquera, en parcourant ce tableau, que, pour une môme différence de pression de 1 kg, la température de la vapeur s’accroît de moins en moins au fur et à mesure que cette pression s’élève: ainsi, de 1 à 2 kg, la différence de température est d’environ 15°, tandis qu’elle n’est que d’un peu plus de 4° de 9 à 10 kg, et de moins de 3° de 15 à 16 kg. — La
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  - chaleur de l’eau augmente proportionnellement à la pression, la chaleur de vaporisation décroît au contraire avec cette pression, et la chaleur totale n’augmente finalement que d’une très petite quantité (d’après la loi de Walt, reconnue depuis inexacte, cette chaleur totale serait môme constante). Le travail d’un poids de vapeur augmentant au contraire beaucoup avec sa pression, on s’explique que les hautes pressions soient économiques et qu’elles aient été employées à mesure que leper-mettaient les progrès de la métallurgie et de la construction mécanique.
  - 16. Quand des corps en présence possèdent des températures différentes, ces températures tendent à s’égaliser par le fait de la propagation du calorique ; cette propagation se produit par un ou plusieurs des quatre modes suivants : par rayonnement, par contact, par conductibilité intérieure, par circulation.
  - On a vu que le rayonnement est la propriété que possèdent les corps d’émettre de la chaleur ; celle 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 d’un corps le plus ou moins de facilité avec laquelle il 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 iubulaire 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 même charbon et des mômes gaz.
  - Le métal de ces parois se laisse lui-même traverser par le calorique en vertu de sa conductibilité intérieure ; enfin l’eau
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - de la chaudière s’échauffe par 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, bourrage de laine de scories, de manière à entraver la transmission du calorique de leur surface à l’air extérieur; on 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.
  - 17. 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 se forme nécessairement au-dessus de la surface libre de toute masse d'eau une atmosphère de vapeur, et le vide 11e 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 même du liquide.
  - Enfin, lorsque l’eau se vaporise d’une façon tumultueuse, 011 dit qu’il y a ébullition.
  - 18. Vaporisation.— Quand on expose une chaudière contenant de l’eau à la chaleur d’un foyer, le calorique qui se
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  - 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 qui est un peu entravée par l’air existant entre 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 ja proportion de 1/20 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 môme temps par l’action du foyer, la température de l’eau, et par suite la tension de la vapeur, devient stationnaire quand cette tension est devenue égale à celle de l’atmosphère.
  - 19. Les ébullitions se produisent dans les chaudières lorsqu’on les soumet à un feu très vif donnant lieu à une vaporisation abondante et qu’en môme temps, par suite d’un débit trop grand, la pression qui règne au-dessus de la surface libre de l’eau tend à devenir inférieure à celle de la vapeur qui se forme 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 vapèur 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-locomotives, entraîne avec elle des particules liquides
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  - en plus ou moins grande quantité : cela tient à ce qu’elle ne peut pas toujours se dégager librement, donnant lieu ainsi,, surtout vers les côtés du ciel du foyer, à des accumulations ou chambres de vapeur ; lorsqu’elle se dégage enfin, elle produit de petites explosions. Ce sont ces dégagements violents qui déterminent le plus souvent les ébullitions et les projections d’eau. Dans les chaudières bien établies, avec un plan d’eau et des dégagements de vapeur suffisants, les entraînements d’eau sont faibles et n’excèdent pas généralement 3 à5 0/0. Un entraînement d’eau de 3 0/0 ne donne lieu qu’à une perte directe de calorique d’environ 1 1/2 0/0, mais cette eau augmente les condensations de la vapeur dans les cylindres par le refroidissement des parois, en augmentant leur humidité, et elle peut devenir ainsi la cause d’une seconde perte plus importante. Une certaine quantité d’eau entraînée avec la vapeur nuit aussi à l’obtention de vapeur très surchauffée : il importe donc d’avoir de la vapeur aussi sèche que possible, ce qu’on ne peut obtenir qu’avec une chauffe bien régulière.
  - Les entraînements d’eau peuvent aussi être produits par l’accumulation de boues dans la chaudière ou par un emploi excessif dedésincrustants. Lorsque le feu estvi veulent poussé, l'eau se meut rapidement en produisant des courants qui se choquent, les boues sont agitées et la vapeur qui se forme les entraîne aux cylindres ; ces boues étant très humides produisent l’effet d’une véritable projection d’eau, et elles rayent de plus les cylindres, les tiroirs et les tiges. Un entraînement de cette nature est reconnaissable à la seule inspection des tiges et des presse-garnitures, qui sont alors recouverts d’une couche épaisse de boue.
  - Quand une eau est privée d’air, ce qui est le cas pour une chaudière précédemment en feu qu’on laisse éteindre, puis qu’on rallume à nouveau sans avoir renouvelé l’eau ni fait rentrer de l’air en ouvrant le régulateur ou les robinets de jauge, elle ne se vaporise aussi que très lentement au début et
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  - sa température vient à dépasser de quelques degrés celle de la vapeur : on dit alors que l’eau est surchauffée. Mais brus-quement la vapeur sc dégage de la masse de l’eau en projetant des gouttelettes de cette dernière vers la partie supérieure de la chaudière : ce phénomène, cfui ne peut occasionner de danger que dans les chaudières timbrées à quelques kilogrammes, ce qui n’est pas le cas,des locomotives actuelles, s’explique par les considérations suivantes.
  - Lorsque l’eau renferme, comme d’habitude, de l'air en dissolution, cet air se sépare, pendant la vaporisation, sous forme de petites bulles qui détruisent en partie la cohésion du liquide; la vapeur a ainsi la facilité de se former au sein même 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.
  - 20. L’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 qu’on a évaluée à 60 km environ.
  - La gaz dont est formée l’atmosphère se nomme l’air; 100gr d’air se composent de 23 gr d’oxygène et de 77 gr d’azote ; l’air confient 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°, 1,23 gr; l’air est donc
  - l^us flue l’eau' a cette température.
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  - Le baromètre àc Torricelli sert à mesurer la pression de l’air. Il consiste [fig. 46) en un tube de verre droit A de 85 cm de longueur, fermé à Tune 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 alors le liquide descendre dans le tube jusqu’à ce que sa surface ef soit à une dislance de 76 cm environ de la surface cd du mercure de la cuvette.
  - A ce moment la surface gf du tube située sur le môme plan horizontal que la surface cd de la cuvette supporte seulement la pression d’une colonne de mercure de 76 cm, 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 cm 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 cm2 de base et de 76 cm de hauteur qui pèse
  - 0,0001m2 X 0,76
  - X 13.600 kg (poids du mètre cube de mercure) = 1,033 kg.
  - Ainsi donc, toute surface de 1 cm2 (qu’elle soit horizontale, verticale ou inclinée), située à la surface de la terre, supporte de la part de l’atmosphère une pression de 1,033 kg.
  - 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 10,33 m qui donne aussi un poids de 1,033 kg par centimètre carré de base.
  - En mécanique, le mot atmosphère s’emploie pour désigner une pression de 1,033 kg par cm2 ; ainsi, lorsqu’on dit que la vapeur a une tension de 3 ou de 4 at, cela signifie qu’elle
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  - exerce sur toutes les surfaces avec lesquelles elle est en contact une pression de 3 fois ou de 4 fois 1,033 kg par centimètre carré.
  - Dans les locomotives, l’évaluation des pressions de la vapeur, au lieu de se faire en atmosphères, se fait depuis 1865 en kilogrammes par centimètre carré ; on dit que la vapeur a une tension de 9 ou de 10 kg, lorsqu’elle exerce sur chaque centimètre carré de surface avec lequel elle est en contact une pression de 9 ou de 10 kg. Une pression de 1 kg correspond
  - . • , 1 968 „ ,
  - ainsi a , . = ——d atmosphère.
  - 1,033 1.000 1
  - On distingue 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 kg que lorsque la pression de la vapeur est supérieure de 1, 2, 3 kg à la pression atmosphérique.
  - Pour avoir la pression absolue, on ajoute une atmosphère ou 1,033 kg à la pression effective. Les manomètres indiquant la pression absolue partent, au repos, du chiffre 1,
  - 21. Gaz. — On appelle gaz ou 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, on 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 des opérations du laboratoire ; les seconds peuvent passer à
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  - l’état liquide par une compression ou un refroidissement : telle est la vapeur d’eau.
  - On appelle pression d'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 meme surface: pour une surface double ou triple, la pression totale exercée est deux ou trois fois 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 môme unité.
  - Dans le cas d’un piston de machine à vapeur d’un diamètre de 44 cm soumis à une pression de 9 kg par centimètre carré,, on trouve ainsi que la pression totale qu’il supporte est égale;
  - à sa surface
  - 3,14 X 44a 4
  - ou 1.520 cm2 multipliée par 9, pression
  - supportée par cm2 = 13.680 kg, soit près de 14 t. Les parois latérales des foyers des locomotives Atlantic du Chemin de fer d’Orléans, qui ont une surface d’environ 50.000 cm2 chacune, supportent, lorsque la pression est au chiffre du timbre, soit 16 kg, une pression de 800.000 kg ou de 800 t ; chacune des entretoises qui relient ces parois à la boite à feu supporte une pression de plus de 1.000 kg.
  - 22. Loi de Mariotte. — Lorsqu’une 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 pression d'une masse de gaz donnée varie en raison inverse de son volume, pourvu que sa température reste constante.
  - Ainsi, s’il existe dans un vase 50 1 de gaz à la pression de
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  - 10 kg et que l’on porte le volume de ce gaz à 100 1 en soulevant par exemple un piston, sa pression s’abaissera à 50
  - 10 kg X = 5 kg, si la 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 résultat est donné par l’opération :
  - 1° kg X 2g = 2° kg.
  - Lorsque la vapeur se détend dans les cylindres des machines locomotives, elle ne se comporte pas toutàlaitainsi,parceque sa température va alors en diminuant; toutefois la différence est peu sensible, et on considère habituellement que cette détente s’opère suivant la loi de Mariottc.
  - Si, dans les trois phases que l’on vient de considérer, on multiplie le volume occupé par le gaz par la pression correspondante, on obtient les résultats suivants : 50 X 10 = 500, 100 X 5 = 500 et 25 X 20 = 500, qui montrent que le produit du volume d'une masse gazeuse par la pression correspondante est le même, quelle que soit cette pression.
  - Fig. 47.
  - Vapeur saturée.
  - 23. Vapeur saturée. — Soit un vase fermé par un piston et contenant une certaine quantité d’eau (fig. 47).Si, entre le niveau de cette eau et la surface inférieure du piston, il existe un espace libre abcd, contenant ou non de l’air, et qu’on chauffe le liquide ou bien 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
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  - exemple, celte conversion finira toujours, au bout d’un certain temps, variable d’ailleurs avec ce degré, par cesser de se produire, 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 50° de température.
  - 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 aussitôt et sa densité doit nécessairement diminuer : par conséquent l’espace en question ne contient plus autant de vapeur qu’il le pourrait relativement à sa température primitive, il cesse donc d’être 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 à 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 Mariotte et deGuy-Lussac luisonldoncapplicables, mais seulement 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.
  - 11 résulte de là que la plus grande pression que peut posséder une vapeur à une température déterminée est la pression de saturation correspondant à cette température. Aussi cette pression s'appelle-t-elle la tension maximum relative à latem-péralure donnée.
  - 24. Vapeur surchauffée. — On appelle vapeur surchauffée toute vapeur séparée de son liquide générateur et portée à
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  - 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 1 at de tension absolue, cette tension ne monte qu’à 1,06 at, c’est-à-dire
  - n’augmente que des —- de sa valeur primitive, tandis que de
  - la vapeur saturée possédant aussi 1 at de tension absolue et portée de 100° à 121°, tout en ne cessant pas d’être maintenue à saturation, vient à posséder 2 at de pression. Elle éprouve donc une augmentation de 1 fois sa valeur primitive.
  - 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.
  - La vapeur surchauffée jouit de la propriété de se condenser en moins grande quantité que la vapeur saturée, propriété qui a une grande importance dans les machines à vapeur.
  - Dans les locomotives, la vapeur qui sort de la chaudière pour se rendre aux cylindres se surchauffe un peu, si elle est sèche à l’avance, 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°. Elle se surchauffe aussi, mais d’une très faible quantité également, et seulement si elle est bien sèche à l’avance, lorsqu’elle se détend sans produire aucun travail, par exemple lorsqu'on la lamine par une ouverture très faible du régulateur.
  - Cette surchauffe n’est guère appréciable, la vapeur étant rarement sèche dans les locomotives ; mais on a commencé depuis peu à employer des surchauffeurs qui élèvent la tem-
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  - pérature de la vapeur de plus de 100° au-dessus de son point de saturation. L’augmentation de rendement de la vapeur qui en résulte est d’autant plus grande que la surchauffe est plus élevée.
  - 25. Éléments des Combustibles. — Les principaux corps qui entrent dans la composition des combustibles sont le carbone et Vhydrogène.
  - Le carbone et Vhydrogène sont des corps qui jouissent de la propriété de s’unir à l’oxygène de l’air en produisant de la chaleur et de la flamme.
  - C’est le carbone qui forme la partie essentielle du charbon de terre; il y entre, en effet, dans une proportion qui atteint 93 0/0 pour l’anthracite et 50 à 90 0/0 pour les autres espèces de houilles.
  - 26. Combustion. — Le carbone peut former, en s’unissant à l’oxygène de l’air, deux combinaisons distinctes :
  - L’acide carbonique, lorsque la combustion est complète, et l’oxyde de carbone, lorsqu’elle est incomplète.
  - L’acide carbonique se forme lorsque le carbone est mis, à une température suffisamment élevée, en présence d’une quantité d’air également assez grande. Un kilogramme de carbone s’unit alors à 2,75 kg, exactement, d’oxygène, pour former 3,75 kg d’acide carbonique; la chaleur dégagée par cette combinaison est de 8.000 cal environ. S’il y a, en rapport avec le carbone, de l’air en excès, cet excès d’air ne se décompose pas, et 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 l’oxyde de carbone; dans ce cas, 1 kg de carbone ne s’unit qu’à la moitié de la quantité précédente d’oxygène, soit 1,375 kg, et la chaleur dégagée par cette combinaison n’est plus que de 2.400 cal,
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  - c’est-à-dire qu’elle est inférieure de 5.600 cal environ à la chaleur dégagée lorsqu’il y a formation d’acide carbonique et combustion complète.
  - On voit par là l’importance qu’il y a à transformer entièrement en acide carbonique le carbone renfermé dans les combustibles.
  - Voici comment s’opère la combustion du carbone dans un foyer de locomotive.
  - Si l’air arrive en grande quantité sous la grille et 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 rencontre en s’élevant, et se transforme alors en partie en oxyde de carbone.
  - Cette transformation ferait perdre, on l'a 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 ces deux transformations successives est de 8.080 cal, 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 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 obstruée en partie par les mâchefers ou les •cendres, il se formera de l’oxyde de carbone par insuffisance
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  - 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 conduire son train à l’heure, le mécanicien chargera davantage son loyer,, 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 le mécanicien devra encore 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 do courir.
  - Idhydrog'ene existe, dans les combustibles, sous deux états : uni à l’oxygène sous forme d'eau, et au carbone sous forme cl 'hydrocarbures.
  - La combustion complète d’un kilogramme de ces hydrocarbures produit 12.000 cal environ, en donnant lieu à la formation d’acide carbonique et d’eau. Gomme la houille en contient une quantité assez considérable, 20 à 30 0/0 environ, il importe de ne pas les laisser s’échapper intacts ou imparfaitement brûlés dans la cheminée.
  - 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-même soit à une température très élevée, sans cela la combustion ne se ferait qu’incom-plètement.
  - 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
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  - sans brûler dans les gaz de la combustion, et il forme de la fumée et de la suie, si on le laisse tomber en dessous de la température rouge avant de le mélanger à l’air ; maintenu, au contraire, à celte 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 on a vu que, lorsqu’il y a de l’air en excès dans un foyer, cet air emporte en pure perte dans la cheminée la chaleur qu’il a enlevée aux gaz.
  - Diverses dispositions ont été employées pour augmenter la température des foyers et y introduire rationnellement l’air nécessaire à une combustion complète et économique : on examinera les principales au chapitre suivant. La température des foyers est aussi d’autant plus élevée que la combustion par mètre carré de grille y est plus intense ; dans les essais récents effectués aux Etats-Unis, cette température a varié de 780 à 1.280°, suivant le type de la chaudière, l’allure du foyer et les divers moments de la combustion. D'autres expérimentateurs ont trouvé des températures maxima plus élevées.
  - 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 l’azote qui est un gaz neutre et n’intervient dans le phénomène de la combustion que pour modérer son activité. On y rencontre aussi quelquefois un peu de soufre, qui, en présence d’eau ou d’humidité, attaque les parois du foyer, les fêles d’cntreloises, les extrémités des tubes et la plaque tubulaire de boîte à fumée; et toujours des cendres ou des mâchefers dans une proportion qui atteint, pour le combustible qu’on brûle dans les locomotives en France, 6 à 12 0/0 et jusqu’à lo 0/0.
  - 27. Le pouvoir calorifique d'un combustible est la quantité totale de chaleur que chaque kilogramme de ce coin-
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  - bustible produit en brûlant complètement; on l’évalue en calories. Lorsqu’on dit que le pouvoir calorifique d’une houille est de 7.500 cal, on entend par là que 1 kg de cette houille pourrait, entre autres, 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 à 100° par la combustion complète d’un kilogramme de ce combustible.
  - On sait que 1 kg d’eau à 0° exige 637 cal pour se transformer en vapeur à 100° (Voir le tableau n° II de la fin du Traité); 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 de 7.500 : 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°, 11,8 kg d’eau prise à 0°.
  - Les chaudières-locomotives absorbent, d’après les expériences faites par les Compagnies de l’Est et de Lyon, 65 à 85 0/0 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 de bon combustible, 1 kg vaporise habituellement 8,5 Ag d’eau à la pression de 10 kg ; ce chiffre peut descendre à 7 kg lorsqu’on brûle 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 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’oxygène de l’air mis en présence du combustible se
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- - NOTIONS SUR LA CHALEUR, SUR LES GAZ, LES COMBUSTIBLES 107 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, mélangée aux gaz de la combustion.
  - La capacité d’air théorique d’une houille moyenne est de 8 à 10 m3, et sa capacité pratique, dans les locomotives, de 12 à 15 m3, c’est-à-dire que, pour que 1 kg de combustible y brûle complètement, il faut injecter dans le foyer 12 à 15 m3, soit 15 à 18 kg d’air.
  - 28. Les combustibles utilisés dans les chaudières-locomotives sont le bois, le charbon de bois, la tourbe, la houille, les lignites, le coke, les briquettes, le pétrole et les goudrons.
  - Au début des chemins de fer, en France (sauf tout à fait à l’origine), on ne brûlait dans les locomotives que du coke de four, qu’on chargeait sur une épaisseur d’environ 10 cm; certaines locomotives étaient encore chauffées au coke en 1864. La houille en morceaux a commencé à être employée vers 1850 ; on a construit ensuite des foyers à plus grande surface de grille pour y brûler du tout-venant et des menus, avec seulement une faible proportion de gros ou de briquettes, employés principalement pour l’allumage et pour faire un bon fond au départ. Dans les premières voitures automotrices Serpollet, on a de nouveau employé du coke de four, tandis que c’est, du coke de gaz ou de cornues qui est utilisé dans les voitures Purrey et aussi dans certaines machines do gare ou de banlieue, pour éviter la production de fumée. Des goudrons de houille sont employés dans les locomotives d’express B.2 des Chemins de fer de l’Est, concurremment avec la houille; des résidus d’huile sont utilisés dans quelques machines de banlieue de l’Ouest ; enfin les automotrices Serpollet du Paris-Lyon-Méditerranée brûlent du pétrole.
  - La conduite des trains lourds et à vitesse forcée d’aujourd’hui exige de bon combustible pouvant vaporiser par kilogramme 7,5 1 à 8 1 d’eau ; les menus, qui ne vaporisent guère
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- - 108
  - LE MÉCANICIEN LE CHEMIN DE FER
  - que 6 1 d’eau environ par kilogramme, ne sont employés en grande proportion qu’aux trains moins durs, et les Chemins de fer de l’État belge, qui en faisaient un usage général et presque exclusif avant 1900, ne les utilisent plus que dans les machines à marchandises, les ayant remplacés dans celles à voyageurs par de la briquette, qui est brûlée dans des foyers étroits ou profonds et semi-profonds.
  - La houille se divise en houille proprement dite, ou charbon bitumineux, et en anthracite ou charbon de pierre. La houille proprement dite a une couleur noire généralement brillante; elle se casse par lamelles et par plaques. Elle renferme une certaine quantité de bitume, espèce d’huile épaisse formée surtout de carbone et d’hydrogène, qui lui donne la propriété de tacher les doigts et rend la flamme du charbon éclairante.
  - La houille contient en moyenne 83 parties de carbone, 5 d’hydrogène, 8 d’oxygène et 4 de cendres.
  - La houille proprement dite comprend elle-même trois variétés : les houilles grasses, les houilles dures ou compactes et les houilles maigres ou sèches. Les meilleures se rencontrent, en France, à Anzin, à Commentry, à Àlais et à Rive-de-Gier; leur pouvoir calorifique varie de 7.000 à 8.500cal.
  - Le tout-venant est le charbon tel qu’il est extrait de la mine; il est obtenu aussi par un mélange en proportion variable de gailletterie et de menus.
  - Les menus sont les portions de la houille qui passent à travers un crible dont les barreaux peuvent être écartés de 1 jusqu’à 5 cm. Le crible peut comporter des trous ronds ou bien des barreaux en long, ou encore des barreaux en long et en travers.
  - Les cendres peuvent être ou très fusibles (elles coulent alors entre les barreaux), ou réfractaires (elles ont dans ce cas une couleur blanche), ou d’une nature intermédiaire: ce sont ces dernières qui sont les plus gênantes, car elles forment sur la
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- - NOTIONS SUR LA CHALEUR, SUR LES GAZ, LES COMBUSTIBLES 109
  - grille une couche pâteuse qui bouche les interstices et empêche le passage de Pair. On estime généralement que les houilles qui produisent cette sorte de cendre ne peuvent être utilisées dans les locomotives ayant besoin d’une vaporisation intense. Le point de fusion des cendres paraît compris entre 1.000 et 1.500°.
  - Les houilles contiennent une proportion de cendre d’autant plus grande que les morceaux en sont plus divisés; dans les menus, cette proportion peut aller jusqu’à 20 0/0, et elle se réduit à -4 0/0 dans les charbons en roche.
  - Pour obtenir un combustible à la fois peu coûteux et d'une grande puissance de production, les Compagnies effectuent des mélanges auxquels on donne une homogénéité suffisante en formant les tas par couches successives de combustibles des différentes provenances choisies. Au Chemin de fer du Nord, ce mélange s’effectue par tiersdes qualitésci-après:houilledemi-grassc, houille à coke, houille àgaz. La livraison auxmachines comprend 70 à 75 0/0 de fines de 1 à 4 mm et 30 à 25 0/0 de tout-venant ou de gailletterie. Les allumages se fontau moyen de briquettes, dont on donne aussi une certaine proportion aux locomotives de certains services particulièrement durs.
  - Aux Chemins de fer de l’Est, le combustible donné aux mécaniciens se compose de briquettes à 8 0/0 de cendres au maximum, et de menus et fines maigres de différentes provenances, sans tout-venant.
  - L'anthracite est compact et grisâtre, il renferme très peu de matières bitumineuses et ne salit pas les doigts. 11 comprend environ 90 parties de carbone, 3 d’hydrogène, 4 d’oxygène et d’azote et 3 de cendres et de mâchefers. 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 presque pas de cendres ; son pouvoir calorifique atteint 8.600 cal ; sa
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- - HO LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - capacité d’air est de 14 m3. Il existe abondamment aux États-Unis; en France, on n’en rencontre guère que dans le département de l’Isère.
  - 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.
  - Les agglomérés ont généralement la forme de paralléli-pipèdes rectangles que l’on nomme briquettes ; leur poids varie de 4 à 10 kg. Au Chemin de Lyon, on emploie aussi des agglomérés ayant la forme de cylindres allongés.
  - Les agglomérés sont formés de houille en poussière agglu-tinéesous une forte pression à l’aide d’un ciment, qui est lui-même 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 de 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 0/0 de charbon maigre, de 22 0/0 de charbon gras et de 8 0/0 de brai sec donne des briquettes très appréciées. Fabriqués dans ces conditions, les agglomérés ne se ramollissentpas à la chaleur de 50° et conservent une bonne cohésion si on la leur a donnée au moulage. Le malaxage, ou mélange du charbon avec le brai 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, mais qui n’est en aucun cas inférieure à 40 ou 50 kg par centimètre carré, afin que la briquette ne perde pas 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 boîte à fumée. Elle se réduit aussi partiellement en poussier quand on la charge
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- - NOTIONS SUR LA CHALEUR, SUR LES GAZ, LES COMBUSTIBLES 111
  - 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 régulière 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 coite, employé presque exclusivement jusque vers 1855 sur les locomotives, provient de la carbonisation de menus de houilles grasses ou demi-grasses ; son pouvoir calorifique est généralement moins élevé que celui de la houille, car les matières volatiles éliminées par la calcination sont composées en grande partie d’hydrocarbures combustibles. Le pouvoir calorifique du coke de four peut aller cependant jusqu’à 8.000 cal quand la teneur en cendres est faible; lorsqu’on l’emploie à l’alimentation des foyers, cette teneur ne dépasse pas ordinairement 6 à 8 0/0 ; dans les cokes métallurgiques, elle atteint souvent 10 à 12 0/0. La densité du coke de four est de 0,460 en moyenne.
  - Le coke de gaz ou de cornue provient de la distillation en vase clos de houilles grasses et sèches à longue flamme, renfermant jusqu’à 28 et 30 0/0 de matières volatiles. Ce coke est très poreux; son poids à l’hectolitre est de 40 à 42 kg ; éteint à l’étouffée ou débarrassé complètement de son eau d’extinction, il a un pouvoir calorifique de 6.500 à 7.500 cal.
  - Le coke demande une température élevée pour entrer en combustion; il a un grand pouvoir rayonnant et, à poids égal, il peut vaporiser à peu près la même quantité d’eau qu’une houille de moyenne qualité.
  - L’emmagasinement du coke demande plus de soins que celui de la houille, car il doit être soustrait à l’action de l’air cl de la pluie, et mis sous des hangars couverts.
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- - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - H2
  - Le coke est employé dans tous les pays pour l’alimentation des locomotives de gare et de banlieue, et aussi pour celle des voitures automotrices, où cette alimentation est généralement automatique. Aux États-Unis, le «Boston and Maine Rr « emploie le coke de cornues sur toutes ses locomotives à voyageurs et y trouve certains avantages ; le prix n’en est pas plus élevé que celui de la houille, la consommai ion non plus, et la conduite du l'eu en est plutôt plus facile : il fait seulement, un peu plus de cendre que la houille.
  - Les goudrons de houille et les résidus de 'pétrole sont employés sur un très grand nombre de locomotives en Russie et aux Etats-Unis; on en fait aussi un certain usage en Autriche, en Angleterre et en France. Leur composition est en moyenne la suivante :
  - Carbone........................... 87 parties
  - Hydrogène......................... 11,a
  - Oxygène........................... d,5
  - Ils ont un pouvoir calorifique très élevé, qui dépasse parfois 12.000 cal, et vaporisent par kilogramme de 9 à 12 1 d’eau.
  - 29. On donne le nom de force à toute cause qui modifie ou tend à modifier l’état de mouvement ou de repos d’un corps. Cette action se produit avec une certaine intensité et suivant une direction qui est le plus souvent celle du déplacement imprimé au corps ; dans ce cas ou encore lorsque la direction de la force est parallèle au chemin parcouru {fig. 48), le travail effectué par la force eslégal au produit de l’intensité, exprimée en kilogrammes par le chemin parcouru, exprimé en mètres; ainsi un effort de 100 kg, produit sur une distance de 2m, donne un travail de200kgm. Les forces sont comparables à des poids, et 1 kgm représente aussi le travail qui est produit par l’élévation d’un poids de 1 kg à 1 m de hauteur, ou un travail équivalent; une tonne métrique représente un travail 1.000 fois plus grand et vaut donc 1.000 kgm.
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  - Lorsque la direction de la force est oblique par rapport au •chemin parcouru, c’est par la projection cd{fig. 49) du chemin parcouru sur la direction de la force qu’il faut multiplier l’intensité pour avoir le travail.
  - c ______ ce_______________ à_______f
  - F c &
  - Fig. 48.
  - Force agissant parallèlement à la direction du chemin parcouru.
  - Fig. 49.
  - Force agissant obliquement au chemin parcouru.
  - Pour qu’il y ait travail, il faut qu’il y ait à la fois effort exercé et chemin parcouru ; si la résistance opposée au déplacement du corps est plus grande que l’effort exercé, il n’y a pas chemin parcouru ni, par suite, travail effectué.
  - Les corps peuvent se trouver soumis à l’action de deux ou d’un plus grand nombre de forces agissant, soit dans la même direction, soit dans des directions différentes, et avec des intensités égales ou différentes également. Ces forces peuvent être remplacées par une seule force qu’on appelle résultante, dont l’intensité et la direction varient avec celles des forces composantes. Lorsque ces dernières ont même sens et même direction, la résultante est égale à la somme des composantes, et à leur différence quand elles sont de sens contraire.
  - Lorsque les forces sont concourantes, c’est-à-dire que leurs directions font entre elles un angle inférieur à 180°, leur résultante est représentée en grandeur et en direction par la diagonale du parallélogramme construit avec des droites proportionnelles à l’intensité de ces forces (fig. 50). Ce principe est connu sous le nom de parallélogramme des forces, et il est applicable aussi aux vitesses. Inversement, une force ou une vitesse données peuvent être décomposées en deux ou plusieurs autres de grandeur et de direction déterminées.
  - On appelle couple {fig. 51) un système de deux forces parai-
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- - 114
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - lcles, égales et de sens contraires, appliquées à deux points différents d’un corps. Un couple ne peut être remplacé par une résultante, ni équilibré par conséquent par une seule force ; mais il peut l’être par une infinité d’autres couples. On démontre qu’un couple appliqué à un corps solide et en repos ne saurait déplacer son centre de gravité, d’où il résulte
  - 0.
  - Fig. 50.
  - Fig. 51. Couple.
  - Parallélogramme des forces.
  - qu’il ne peut imprimer à ce corps qu’un mouvement de rotation autour d’un axe passant par son centre.
  - 30. Quand une machine produit un effort constant, en marchant encore à une allure constante, on dit qu’elle fonctionne en régime. On appelle puissance d'une machine le travail maximum en l’unité de temps qu’elle peut produire normalement sans être trop poussée ; ainsi les locomotives compound type Atlantic du Chemin de fer d’Orléans ont une puissance indiquée d’environ 1.800 chx. Dans les machines fixes, la puissance nominale correspond généralement au fonctionnement le plus économique du moteur.
  - Le cheval-vapeur représente un travail de 75 kgm effectué-en une seconde ; la puissance des machines s’exprime donc aussi en chevaux par seconde. On rapporte parfois le travail à une autre unité de temps, l’heure par exemple : un cheval-heure est le produit d’un cheval, ou75kgm, par3.000 secondes, ut vaut ainsi 270.000 kgm ou 270 tin.
  - On distingue enfin la puissance indiquée et la puissance
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- - NOTIONS SUR LA CHALEUR, SUR LES GAZ, LES COMBUSTIBLES H 5
  - effective ; la première se rapporte au travail effectué dans les cylindres ou sur les pistons, et la seconde au travail transmis à l’arbre ou l’essieu moteur ou à la jante des roues. Ce second travail, dans les locomotives développant leur maximum de puissance, est les 0,88 environ du premier ; ce chiffre représente le rendement organique de la machine.
  - Chaque fois qu’il v a travail accompli, il se manifeste une disparition correspondante de calorique, et vice versa; il va ainsi équivalence entre le travail et la chaleur. L’unité de chaleur est la calorie, celle du travail est le kilogrammètre ; le rapport entre ces deux quantités est fixe et égal à 425 (on 426), c’est-à-dire qu’une calorie équivaut à 425 kgm : ce dernier nombre est donc l'équivalent mécanique de la calorie (on dit de la chaleur).
  - 1
  - Inversement, 1 kgm équivaut à de calorie, et ce rapport est dénommé Y équivalent calorifique du travail.
  - 31. On appelle moment d’une force par rapport à un point le produit de cette force par la perpendiculaire abaissée du point sur la direction de la force : cette perpendiculaire a reçu le nom de bras de levier. Le moment d’une force par rapport à un plan est le produit de la force par la perpendiculaire abaissée du point d’application sur le plan.
  - L’effort exercé par la vapeur sur chaque piston d’une loeo-
  - T
  - Fig. 52. — Moment moteur.
  - motive, diminué du frottement des segments, de la garniture de la lige et des glissières, est transmis par la bielle AB {fig. 52) au bouton de manivelle B correspondant ; en ce
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- - 116
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - point, il se décompose en deux autres forces, Tune T (ou T') tangente à la circonférence décrite par le bouton, et qui tend à faire tourner l’essieu; l’autre dirigée suivant le rayon B O, et qui se trouve détruite par les chocs et les frottements des coussinets et de la boîte à huile. Le moment de rotation de l’un des cylindres, abstraction faite de frottements d’une faible valeur, est égal au produit T X r de la force tangen-tielle T par le rayon r de la manivelle, et celui de l’autre cylindre au produit T' X ?" de la force tangentielle correspondante par le rayon r également : le moment total de rotation de l’essieu est ainsi : T X r -f- T' X r ou (T -f- T'j X r.
  - Ce moment, pour chaque cylindre considéré isolément, est maximum quand la bielle est tangente au cercle décrit par le bouton de la manivelle et, par conséquent, perpendiculaire à
  - Fig. ü3. — Moment maximum.
  - celte dernière {fig. 53), et il est minimum (et nul) quand la manivelle est horizontale, en avant ou en arrière ; il varie à tout instant dans un tour de roues, en passant deux fois par un maximum et deux fois également par un minimum. Le moment moteur total varie constamment aussi, mais dans une moins grande proportion. Le maximum correspond à la position des manivelles représentée sur la figure 52, et il se trouve égal, déduction faite des frottements, à P (pression effective sur le piston) X r X 1,5, pour une admission de vapeur pendant toute la course des pistons; cette position des manivelles est donc celle qui est la plus favorable pour les démarrages; le minimum se produit quand l’une des manivelles est sur le point de devenir horizontale, et il est sensi-
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- - NOTIONS SUR LA CHALEUR, SUR LES GAZ, LES COMBUSTIBLES 117
  - blemenl égal àPX)“. L’emploi de deux manivelles à 90° régularise donc considérablement l'effort moteur sur l’essieu, et d’autant plus que l’admission sur les pistons se rapproche davantage de 50 0/0 : le système compound, qui comporte de grandes admissions à toutes les allures, est avantageux sous ce rapport. L’emploi de trois ou quatre cylindres commandant un même essieu donne encore un moment de rotation plus régulier.
  - 32. On appelle force d’inertie la résistance qu’un corps oppose à tout changement à son état de mouvement ou de repos. Cette force agit comme résistance dans le cas où le corps est au repos, et comme puissance quand le corps est en mouvement. La force vive, ou mieux la puissance vive d’un corps en mouvement, est le demi-produit de sa masse M par le carré de sa vitesse V, soit 1/2 MV2 ; la masse M est égale p
  - elle-même au rapport -- du poids P du corps à la gravité g,
  - qui est égale à 9,81, chiffre que l’on arrondit souvent à 10; la
  - 1 P
  - formule ci-dessus devient alors'X j^XV2. La force vive
  - d’un train (locomotive comprise) de 300 t ou 300.000 kg, marchant à régulateur fermé à une vitesse de 72 km par heure ou de 20 m par seconde, est ainsi, approximativement, de
  - 300.000 X 400 2 X 10
  - = 6.000.000 kgm
  - ou 6.000 tm; si ce train offre à la marche une résistance moyenne de 5 kg par tonne (soit 1.500 kg pour l’ensemble) entre la vitesse de 72 km et l’arrêt complet, on voit que cet arrêt se produira, sans l’application des freins, après un parcours de
  - 6,000.000 kgm _
  - 1.500 kg ~ 4-UUU
  - m.
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- - 118 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Le temps d’arrêt sera donné par la formule
  - dans laquelle F est la force résistante (1.500 kg ici), v la vitesse en mètres par seconde, g la gravité, et t le temps en secondes ; on en tire
  - P X v _ 6.000.000 10 F — 15.000
  - = 400 secondes ou 6 minutes 2/3*
  - l’effort moteur moyen qu’il faut appliquer à un train de poids donné, et partant du repos, pour que sa vitesse atteigne un chiffre fixe, après un temps également donné. Si l’on veut que, pour le train considéré de 300 t, la vitesse soit de 72 km après un temps de marche de 6 min 2/3 ou 400 sec, on voit que l’effort moyen à lui appliquer devra être de
  - 6,000.000
  - 4.000
  - m 1.500 kg, soit 5 kg par tonne.
  - Cet effort varie suivant le temps et la durée d’application, et on le déduit par rapport à celte durée en considérant le travail que nécessite l’accélération ; pour la vitesse de 20 m par seconde, obtenue à partir du repos, le travail à appliquer à chaque kg du poids du corps est de 20 kgm ; si l’effort est égal au 1/25 du poids, son application devra s’effectuer sur une longueur égale à 20 : 0,04 = 500 m. Ainsi l’application d’un effort de 1/25 du poids du train, soit 40 kg par tonne, au lieu d’un effort de 5 kg par tonne comme ci-dessus, réduirait le parcours d’accélération à 500 m au lieu de 4.000 m.
  - 33. La gravité, ou pesanteur, est une force qui attire les corps vers le centre de la Terre et tend à les faire tomber à sa
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- - NOTIONS SUR LA CHALEUR, SUR LES GAZ, LES COMBUSTIBLES 11$
  - surface. Un corps reposant sur une surface plane fait seu-îemeat pression sur cette surface; mais, s’il est placé sur un plan incliné, il tend à descendre le long de ce plan avec une vitesse qui augmente avec cette inclinaison. Si le plan est vertical, le corps ne fait pas pression sur le plan, et il faut, pour empêcher son mouvement de descente, luiappliquer une force (ou un poids) égale et de sens contraire [fig. 54) : c’est le cas d’une force agissant suivant la direction du chemin parcouru.
  - Si le corps se déplace suivant un plan incliné, par le fait, toujours, de la gravité, cette force agit suivant une direction qui est oblique par rapport à ce plan, et le travail qu’elle effectue est seulement le produit de l'intensité par la projection du chemin parcouru ab sur la direction de la force {fig. 55), c’est-à-dire par la composante verticale de cette force.
  - Cette projection ad représente, par rapport à la longueur ab, l’inclinaison du plan ; si elle est , par exemple, de 1/20 ou 50/1.000, soit de 50 mm par mètre, la force produisant le mouvement du corps le long du plan incliné sera de 50/1.000 ou de 50 kg par tonne, en ne tenant pas compte de ses frottements propres.
  - Inversement, si l’on veut faire remonter Au corps une semblable pente, il faudra lui appliquer une force égale au 1/20 de son poids, soit de 50 kg par tonne, en dehors de celle qui peut être nécessaire pour vaincre sa résistance intérieure ou son frottement sur le plan. Ainsi la résistance opposée à la marche des trains par le fait de la gravité est de 1 kg par tonne et par millimètre de rampe; chaque millimètre de pente réduit au contraire de 1 kg par tonne la résistance propre du train, et si cette résistance, pour une vitesse de 36 km par heure, est de 5 kg en moyenne par tonne, le train,
  - ÇJ
  - Fig. 54. Pesanteur.
  - Fig. 55.
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- - 420
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - abandonné à lui-même, atteindra, puis conservera la vitesse de 36 km, sur une pente de 5 mm par mètre. Sur une rampe de 5 mm et pour une même vitesse, la résistance serait double,, soit de 10 kg par tonne.
  - 34. Indicateurs-enregistreurs des vitesses. — Les mécaniciens qui ont une grande habitude de la marche et des lignes peuvent déterminer, au jugé et à quelques kilomètres près, la vitesse de leur machine; une appréciation plus exacte peut être obtenue, si la vitesse est sensiblement constante, en relevant le temps employé pour franchir un certain nombre de poteaux kilométriques ou de joints de rails, ou bien pour effectuer un certain nombre de tours de roues motrices, la longueur des rails ou le diamètre des roues étant connus à l’avance. Ces divers modes d’appréciation ne sont pas assez exacts quand la vitesse réglementaire de pleine marche, surcertains parcours, se trouve voisine du maximum autorisé : il est alors plus sur d’installer sur les locomotives un appareil à indications bien visibles, permettant aux mécaniciens de connaître à tout moment la vitesse exacte de marche, et de pouvoir ainsi se tenir dans les limites prescrites. Cet appareil peut enregistrer en même temps les différentes vitesses réalisées sur tout le parcours et permettre un contrôle rapide de la marche réelle des trains; sur des points spéciaux, qu’il peut être nécessaire de protéger particulièrement contre tout excès de vitesse, on peut aussi installer à demeure sur la voie des appareils qui enregistrent le temps que mettent les locomotives pour franchir une longueur de voie déterminée : la vit esse est alors donnée
  - par la formule du mouvement, uniforme v =
  - e
  - t
  - où e est la lon-
  - gueur repérée, en mètres, et t le temps en secondes, le résultat devant être multiplié par 3.600 pour avoir la vitesse en kilomètres à l’heure.
  - Les appareils enregistreurs de vitesse placés sur les locomotives sont actionnés par l’intermédiaire d’une pièce du mé-
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- - NOTIONS SUR LA CHALEUR, SUR LES GAZ, LES COMBUSTIBLES 121
  - canisme dont le mouvement est sous la dépendance des roues motrices, et dont le nombre de pulsations dans un temps donné est par conséquent facteur de leur diamètre. Lorsque ce diamètre est modifié d'une façon un peu importante, après un retournage de bandages par exemple, il faut régler à nouveau l’appareil ou bien affecter ses indications d’un certain coefficient de réduction. L’indicateur à la vue du mécanicien peut être actionné par le même organe ou au moyen d’une commande indépendante.
  - Les appareils enregistreurs possèdent généralement deux mouvements, l’un donné par une pièce du mécanisme et transmis par des tringles ou des chaînes sans fin, ou bien transformé au moyen de leviers ou d’engrenages, l’autre engendré par un mécanisme d’horlogerie.
  - Le chronotachymètre Hasler, employé par les Compagnies d’Orléans, de Lyon et du Midi, comporte un cadran gradué placé bien à la vue du mécanicien, et un dispositif enregistreur du chemin parcouru, de la durée des divers parcours partiels et de la vitesse. Le mouvement d’horlogerie y est conjugué avec celui donné par la locomotive au moyen de trois petites masses qui montent le long d’une vis actionnée par l’organe de la machine, et que le mouvement d’horlogerie déclenche à intervalles égaux au moyen de cames. Les masses tombent alors, puis elles engrènent de nouveau et sont encore déclenchées, el ainsi de suite; leur mouvement est utilisé pour indiquer les vitesses au mécanicien et, aussi, les inscrire. Deux pointes, actionnées par la locomotive, piquent d’autre part la vitesse et le chemin parcouru sur la bande de papier que déroule le mouvement d’horlogerie.
  - Les Chemins de fer de l’Est emploient un indicateur-enregistreur à deux mouvements, dû à M. Flaman, ingénieur principal des études, et qui, comme le Hasler, indique la vitesse de marche sur un cadran gradué, en même temps qu’il enregistre cette vitesse, avec les autres circonstances de marche, sur une bande de papier qui se déroule à raison de
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- - 122
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 1 cm par km parcouru. Cet appareil est aussi employé par les Chemins de fer de l’Etat. Le chronotachymètre enregistreur Pouget, employé par le Chemin de fer Paris-Lyon-Médi terranée, ne donne pas d’indications à la vue du mécanicien ; celles-ci sont fournies par une petite pompe centrifuge actionnée par une pièce de la machine, el refoulant de l’eau dans un tube en verre gradué fixé contre une paroi de l’abri ou contre la face arrière de la chaudière.
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- - CHAPITRE III
  - CHAUDIÈRE
  - 35. Considérations générales. — Les conditions d’une grande puissance pour les locomotives, en ce qui concerne la chaudière, sont : une surface de grille élevée, une activité suffisante de la combustion, un rendement économique convenable du combustible, enfin la production de vapeur pratiquement. sèche.
  - Lorsqu’on s’astreint à faire descendre le foyer entre les longerons ou les roues, la largeur de la grille est limitée à environ 1 m, et une grande surface de cette grille ne peut être obtenue qu’en lui donnant toute la longueur compatible avec un chargement convenable du feu et le maniement des outils de chauffe. La plusgrande longueurdegrille actuellement atteinte, en France, est celle de 3,115 m qui a été donnée par la Compagnie de l’Est à ses locomotives compound à grande vitesse 3103-3132.
  - On a commencé, il y a déjà quelques années, à envisager l’emploi du foyer débordant. Ce système de foyer a, du reste, été réalisé par Petiet au Chemin de fer du Nord en 1862, puis par Belpaire à l’État belge, et il est aujourd’hui d’un emploi général et presque exclusif aux Etats-Unis; il a été aussi adopté par divers établissements de construction ou Compagnies de chemins de fer en Allemagne, en Italie et en Angleterre. Les exigences des services de l’exploitation
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  - des réseaux français obligeant à augmenter encore la puissance des locomotives, plusieurs Compagnies : le Midi, l'Orléans, l’Etat, le Paris-Lyon-Méditerranée, ont commandé à peu près simultanément, vers la fin de 1906 ou le commencement de 1907, à l’industrie, des locomotives devant être munies d’un foyer débordant avec une surface de grille de 4 m2 à 4,37 m2.
  - L’utilisation de ce foyer n’est possible cju’avec l’emploi de roues de faible diamètre à l’arrière et, par suite, sur les locomotives ù marchandises, ou bien sur les machines à voyageurs des types Prairie, Atlantic et Pacific. La largeur qu’on peut donner au foyer n’est alors limitée que par le gabarit, et celle de la grille peut atteindre elle-même 2 m et plus : une surface de 4 m2 est ainsi réalisée avec une longueur relativement faible de 2,20m à 2,50m; danslalocomotive Thuile de l’Exposition de 1900, une surface de grille de 4,50 m2 était obtenue avec une longueur de2,48metunelargeurdel,82m.AuxÉtats-Unis, le foyer débordant permet de réaliser des surfaces de grille de plus de 5 m2 ; des machines munies d’un système de foyer à peu près semblable, mais moins profond et à berceau arrondi, le Wooten, ont des grilles dépassant 9 m2. Les locomotives Mallet à douze roues couplées des Chemins de fer de l’État belge ont aussi une surface de grille de 7,98 m2, avec une largeur de 2,66 m.
  - En raison du rapprochement des essieux, une longueur supérieure à environ 2 m ne peut être obtenue qu’en faisant passer le foyer au-dessus de l’essieu d’arrière, ce qui oblige à le surélever sensiblement, principalement lorsque cet essieu est un essieu accouplé de locomotive à voyageurs, et qu’on veut encore conserver au foyer une profondeur moyenne nécessaire à l’obtention d’une combustion élevée.
  - L’élévation de la chaudière qui résulte de cette disposition permet, d’autre part, de donner au corps cylindrique un plus grand diamètre, et d’y loger un nombre de tubes suffisant pour obtenir une surface de chauffe en rapport convenable
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  - avec la surface de grille, sans avoir besoin d’augmenter la longueur de ces tubes d’une quantité qui nuirait au tirage et, par suite, à l’activité de la combustion.
  - La surélévation du centre de gravité de la machine qui est résultée de ces dispositions, et qui aurait semblé autrefois nuisible à la stabilité, s'est trouvée sans aucun inconvénient : aujourd’hui elle est même considérée comme favorable à la conservation de la voie et par suite à la sécurité, parce que les rails se trouvent heurtés par une masse moins rigide. Cette pratique est d'ailleurs générale aux États-Unis, où elle est encore plus accentuée qu’en France, l’axe du corps cylindrique y étant fréquemment à une hauteur de 2,80 m à 3 m au-dessus des rails, et elle ne paraît y avoir jamais donné lieu à aucun accident; on peut remarquer aussi que, dans les locomotives à voie étroite, la hauteur du centre de gravité de la machine, par rapport à la largeur de la voie, est généralement plus grande que dans les locomotives à voie normale anciennes, sans que cette circonstance ait présenté des inconvénients. D'ailleurs, le centre de gravité de la machine ne se trouve pas exhaussé d'une môme quantité que l’axe de la chaudière, mais du quart seulement, parce que le poids de la chaudière n’est que le quart environ du poids total. Dans les locomotives à grande vitesse construites vers 1896, l’axe de la chaudière est à 2,400 m en moyenne au-dessus du rail ; il en est à 2,870 m, au plus (locomotives Pacific du Midi français), dans les locomotives récentes construites en Europe : la différence est de 0, 470 m, mais le centre de gravité de la machine ne s’est trouvé élevé dans cette modification que de 0,120 m environ. Il faut noter que la surélévation de la chaudière facilite encore beaucoup l’accès, la visite, le graissage et l’entretien des mécanismes intérieurs, très employés aujourd’hui en raison de l’usage étendu du système compound à quatre cylindres.
  - On obtient de la vapeur pratiquement sèche, ne contenant que 1 à 2 0/0 d’humidité, en donnant à la surface de dégage-
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  - ment de la vapeur, c’est-à-dire au plan d’eau, un rapport relativement élevé eu égard à la surface de chauffe. L’emploi de tuyaux Crampton crépinés, et surtout d’un dôme ou de toute autre disposition augmentant le volume de vapeur, réduit aussi les entraînements d’eau.
  - Les locomotives récentes des divers réseaux ont, en ce qui concerne le foyer, les mêmes dispositions d’ensemble et aussi de détails : on n’y trouve pas les différences qui se rencontraient, il y a encore dix ans, d’une compagnie à une autre. La boîte à feu a aussi la même forme plate, qui est, dans ces locomotives, la seule caractéristique qui distingue actuellement le foyer Belpaire, la faible profondeur que lui avait donnée son inventeur pour brûler les menus maigres, et qui d’ailleurs n’avait pas été imitée à ce point en France, n’étant plus usitée aujourd’hui. La forme Crampton, à dessus de boîte à feu cylindrique disposé dans le prolongement de la tonne, a cessé d’être employée sur les locomotives françaises depuis 1895 environ ; mais elle est adoptée d’une façon générale, et pour des raisons diverses, dans presque tous les autres pays.
  - Dans les petits foyers de ce genre, le ciel est réuni au dessus de la boîte à feu par des fermes et par des vis ; cette disposition serait trop lourde avec les grands foyers actuels, et on préfère y employer l’armaturage par tirants.
  - Le dégagement du corps cylindrique d’entre les longerons a permis d’augmenter son diamètre, qui a été porté aux États-Unis à 2,10 m et par suite, le nombre des tubes et le volume d’eau et de vapeur.
  - Ce volume et la surface de chauffe des tubes ont été aussi agrandis par l’allongement que les dimensions de châssis exigées pour le logement des quatre essieux écartés des machines B.2, ou des cinq essieux des Atlantic, ont permis de donner à la chaudière. On a obtenu ainsi une grande surface de chauffe indirecte dépassant fréquemment 200 m2 en France, et égale jusqu’à 100 fois celle de la grille, et par suite une bonne
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  - utilisation du combustible, en même temps qu’un plan d’eau -étendu offrant un dégagement facile à la vapeur. Quant à la contenance de la chaudière, elle dépasse 8 et 9 ms dans plusieurs locomotives récentes.
  - Toutes ces dispositions ont concouru à l’augmentation de puissance de la chaudière, dont la production de vapeur sèche peut atteindre 4 à 5.000 kg par heure et par m2 de grille ; les deux dispositions essentielles sont toujours celles qui caractérisaient la chaudière de locomotive telle qu’elle a été employée en France, peu après l’invention de Marc Seguin : une grande surface de chauffe due à l’emploi de nombreux tubes de petit diamètre à la suite du foyer, et un tirage puissant réalisé par l’échappement, dans la cheminée, delà vapeur ayant produit son travail sur le piston. — Les chaudières de l’industrie, qui, marchant à condensation, ne peuvent utiliser cet échappement de vapeur, n’ont pas, à beaucoup près, cette capacité de production, et les chaudières marines y atteignent à peine, malgré l’emploi de ventilateurs puissants.
  - 36. On distingue dans la chaudière-locomotive le foyer avec la boîte à feu, le corps cylindrique avec les tubes et la boîte à fumée, enfin les accessoires comprenant les appareils de niveau d’eau, le manomètre, les soupapes de sûreté, les injcc-teurs, le régulateur, réchappemcnt, etc.
  - 37. Foyer. — Les foyers de locomotives modernes sont presque tous, en France, du système Belpaire [flg. 56); mais ils affect ent dans les machines moins récentes différentes formes, suivant le combustible qu’on est appelé à y brûler et suivant aussi les. préférences particulières des ingénieurs des divers réseaux à l’époque de leur construction.
  - Le foyer Belpaire a commencé à être employé en France par Petiet, sur le Chemin de fer du Nord, en 1861; il a été adopté peu après par M. Belpaire, ingénieur en chef des Chemins de fer de l’État belge, pour utiliser les houilles menues
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  - qu’on trouvait alors à bas prix dans la plupart des centres miniers de Belgique, et enfin les réseaux de l’Est et du Paris-Lyon-Méditerranée l’ont employé à leur tour.
  - Les menus ne se laissant traverser que difficilement par
  - Fig. 06. — Foyer Belpaire demi-profond.
  - l’air, on ne peut les brûler que sous une faible épaisseur, 10 à 15 cm environ ; dès lors, pour obtenir une vaporisation abondante, il était nécessaire de donner à la grille une grande surface. Dès 1873, la Compagnie du Nord employait ainsi des grilles de 2,45 m2 (des machines à marchandises à quatre cylindres avaient été déjà munies en 1863, parM. Petiet, d’un foyer débordant de 3,33 m2 de surface de grille) ; dans des machines belges à foyer débordant et de faible profondeur, où le combustible se charge en couche de 5 à 6 mm d’épaisseur, cette surface atteint assez fréquemment jusqu’à 5 m2 avec une largeur de 2,165 m. Cette disposition n’a pas été employée en France, où on a toujours fait descendre jus-
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  - qu’en 1906, et sauf pour les machines Petiet ci-dessus, le foyer entre les longerons, en lui donnant une profondeur moyenne pour y brûler, sous une assez forte épaisseur, des mélanges appropriés de charbons gras et maigres.
  - Les menus maigres brûlés dans les foyers belges ne produisant qu’une flamme très courte, on a donné à ces foyers une faible profondeur ; pour la même raison, les tubes sont moins longs que dans les autres systèmes de chaudières, et ne dépassent pas 3 m à 3,50 m (tubes lisses). Les chargements de-combustibles doivent être répétés et peu abondants chaque fois; pour faciliter ces chargements, le bas de la porte vient sensiblement affleurer la grille.
  - 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 surface, de manière à obtenir une combustion uniforme et aussi complète que possible, on fait les barreaux de grille très minces et très rapprochés, en leur donnant encore une faible longueur. On parvient ainsi à faire vaporiser à ces menus jusqu’à 6 kg d’eau.
  - Le prix des menus sur le carreau de la mine, qui était seulement de 4,75 fr la tonne au début de leur emploi, en Belgique, a sensiblement augmenté depuis, et on n’a pas les mêmes avantages à les brûler ; d’ailleurs, pour satisfaire à l’augmentation de puissance demandée aux machines modernes, on n’avait plus la ressource d’augmenter la largeur de la grille, porLée jusqu’à plus de 2 m dans certains foyers : on est revenu ainsi, à partir de 1896, pour les locomotives à voyageurs, à l’emploi des foyers profond ou demi-profond, descendant entre les longerons, et dans lesquels on brûle principalement de la briquette. Le large foyer débordant a été conservé pour les machines à marchandises à petites roues, où son installation est plus commode que sur les locomotives à grandes roues.
  - La dénomination de foyer Belpaire est appliquée aujourd’hui aux foyers dont le dessus de la boîte à feu est plat et
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  - relié au ciel du loyer par des tirants ; bien que passant, dan.s les locomotives de construction récente, au-dessus de l’essieu ou des roues arrière [fig. 56), il est plus profond qu'ancien-nement, par suite de la grande élévation de l’axe de la chaudière. En dehors de sa longueur, qui est sensiblement plus-développée, et de l’armaturage du ciel, ce foyer est semblable au foyer cubique ou plongeant des anciennes machines de la: plupart des réseaux. Sa profondeur donne à la chambre de-combustion un grand volume, qui permet de pousser la combustion du charbon jusqu’au chiffre de 500 à 600 kg par-mètre carré de grille et par heure ; ce charbon est généralement un mélange demi-gras de briquettes et de tout-venant ou de menus.
  - La grille est toujours inclinée pour obtenir une plus grande profondeur possible du foyer à l'avant et faciliter en même* temps le chargement du combustible; on a reconnu au Chemin de fer d’Orléans qu’une inclinaison de la grille de 18° était suffisante pour que, le charbon étant à peu près exclusivement chargé à l’arrière, le cheminement dû à cette inclinaison et aux cahots de la marche le conduise progressivement à l’extrémité d’une grille de 3,10 m de longueur. Dans les dernières machines à grande vitesse des Compagnies de l’Est et de l’Orléans, celte inclinaison est de 16°.
  - Les parois latérales du foyer sont verticales à leur partie inférieure et légèrement renflées vers leur partie supérieure, pour augmenter la largeur de la lame d’eau : cette largeur peut être plus forte dans les foyers débordants ; la face arrière est souvent inclinée pour réduire l’encombrement sur la plate-forme du mécanicien et alléger la charge sur l’essieu arrière.
  - La grille est composée d’une partie fixe formée de plusieurs-longueurs de barreaux en fonte à plusieurs lames, avec des vides sensiblement égaux aux pleins, et d’une partie mobile à barreaux en fer transversaux ou longitudinaux formant jette-feu. Tous ces barreaux sont montés avec un jeu suffisant pour
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  - permettre leur dilatation, qui se fait dans le sens de leur longueur. Leur section est celle d’un trapèze, de manière à permettre aux escarbilles qui se sont engagées entre les barreaux de tomber aisément dans le cendrier.
  - Les foyers des locomotives américaines comportent parfois, à la suite du foyer, une chambre de combustion qui a pour but de permettre aux gaz de la combustion de brûler complètement avant de pénétrer dans les tubes. Le « Northern Pacific Rr» possède 70 locomotives récentes munies de cette disposition, qui paraît ménager le foyer et réduire l’entretien.
  - 38. Voûtes en briques. — Ce système de foyer mi-profond est toujours muni aujourd’hui, en France, d'une voûte en briques qui prend naissance au-dessus de la rangée inférieure de tubes, et s’avance dans le foyer sur une longueur d’environ lm en s’élevant à peu près parallèlement à la grille.
  - La voûte absorbe de la chaleur entre deux chargements du foyer, pendant que le feu est clair et la flamme blanche; sa température s’élève ainsi jusqu’à environ celle du rouge cerise, soit 900 à 1.000°. Au contraire, à chaque chargement de combustible frais, occasionnant un abaissement de température, elle rend la chaleur qu’elle avait absorbée dans la période précédente, et elle maintient ainsi le foyer à une température suffisante pour brûler dans de bonnes conditions les hydrocarbures qui se dégagent dans les premiers instants de la combustion.
  - En forçant les gaz à revenir vers l'arrière avant d'entrer dans les tubes, elle augmente la durée de leur séjour dans le foyer et les force aussi à se mélanger plus intimement avec l’air : elle aide donc à leur combustion, leur fumivorité est plus complète et le rendement du foyer est augmenté. Dans les essais effectués sur le réseau Paris-Lyon-Méditerranée en 1888, cette augmentation de rendement, par rapport au foyer sans voûte, a été trouvée de 8 0/0 pour la voûte longue s’étendant au-dessus des 2/5 environ de la grille et de 6 0/0 pour la voûte
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  - courte s’étendant sur un peu moins de la moitié de la longueur.
  - Mais, la voûte longue réduisant d’une façon sensible la quantité de combustible pouvant être brûlée par heure (8 0/0 par rapport à la voûte courte), c’est cette dernière voûte, laquelle réunit les avantages d’un bon rendement avec une combustion élevée, qui est toujours employée.
  - La voûte empêche encore le charbon d’être autant entraîné dans les tubes et la boîte à fumée, et elle garantit aussi l'extrémité des tubes contre le rayonnement du charbon incandescent. Suivant MM. Vicaire et Maison (*), les tubulures des locomotives du réseau algérien du Paris-Lyon-Méditerranée, qu’il fallait démonter, avant l’application des voûtes, après
  - 40.000 à 50.000 km, font maintenant 150.000 à 200.000 km sans qu'il se produise de fuites ou de ruptures au ras de la plaque tubulaire, comme antérieurement.
  - La voûte doit être débarrassée à temps des cendres et de la suiequi se déposent sur sa partie supérieure, afin que ces matières ne viennent pas obstruer l’entrée des tubes du bas. Ce travail est facilité par des trous qu’on ménage entre
  - Fig. 37. — Porte à déflecteur.
  - la voûte à l’avant et la plaque tubulaire.
  - La voûte est souvent combinée avec une porte de chargement à rainures munie d’un déflecteur cil tôle ou en briques, qui dirige l’air vers sa partie inférieure, ou bien c’est la porte
  - (') Cours de chemins de fer professé à l’Ecole des Mines.
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  - elle-même qui s’ouvre vers l'intérieur dufoyeretqu'onpcutmain-tenir dans différentes positions au moyen d’un levier et d'un secteur à crans {fig. 57). C’est ainsi qu’elle est généralement employée en Angleterre, où l’usage de la voûte est plus ancien qu’en France (elle y a été employée dès 1857 et introduite sur le réseau de l’Ouest en 1864).
  - Aux États-Unis, lorsque la voûte est employée avec le foyer débordant, elle est soutenue par des tubes à eau.
  - 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.
  - Coupe CD.'
  - 39. Mode de chargement. — Le combustible qu’on brûle dans les foyers Bclpaire actuels, comme dans les foyers cubiques, est généralement un mélange peu collant de briquettes et de tout-venant ou de menus, 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, en injectant simplement au-dessus de la grille une certaine quantité d’air par les rainures de la porte du foyer.
  - Le mode de chargement qu’on applique habituellement à ces foyers et la façon dont la combustion s’y opère sont les suivants :
  - Les côtés et l’arrière sont chargés en couche épaisse pouvant atteindre 30 à 35 cm; le milieu et l’avant le sont moitié moins environ {fig. 58). Les hydrocarbures des couches épaisses se distillent alors lentement et viennent brûler
  - Fig. 58. — Chargement du foyer.
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  - sous la voûte et au delà, à l’aide de l’excès d’air qui pénètre à l’avant de la grille ou par les rainures de la porte; il en est de même 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. La grille doit être tenue aussi propre que possible afin de laisser à l’air le passage suffisant pour brûler tous les gaz combustibles. Mais si, dans un moment pressé, le chauffeur n’a pas le temps de la décrasser entièrement, il devra s’attacher à en nettoyer surtout l’avant; il lui faudra d’abord pour cela moins de temps que pour nettoyer l’arrière, et on a 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 beaucoup de l’habileté du chauffeur; aussi a-t-on pu dire avec beaucoup de justesse qu’un bon chauffeur est dans la plupart des cas le meilleur des fumivores, comme on dit avec non moins de raison que c’est le bon mécanicien qui fait la bonne machine.
  - Les locomotives américaines, lorsqu’elles doivent brûler des houilles collantes, sont généralement munies de grilles à secousses. La Compagnie d’Orléans a appliqué une grille de ce genre à 16 machines à marchandises d’abord, puis à des compound à deux et trois essieux couplés des séries 3000 et 4000. Les barreaux {fîg. 59) sont très courts et munis de doigts fixés en leur milieu sur un arbre, les doigts voisins s’entrecroisant entre eux; les doigts de chaque rangée sont réunis par un arbre portant une patte en dessous de la grille à laquelle est reliée une tringle que le chauffeur manœuvre du tablier ; les barreaux s’inclinent sous le mouvement du va-et-vient de la tringle, ceux des rangées voisines laissant entre eux un vide par lequel tombent les cendres et les mâchefers. Le chauffeur doit avoir soin de bien faire revenir ensuite les
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  - [barreaux en place,, sinon l’extrémité restant dans le leu brûlerait rapidement.
  - Cette grille permet de conserver constamment au feu une bonne activité et de réduire le nombre des décrassages habituels; elle donne une petite économie de combustible, en facilitant encore le travail du chauffeur. Elle est surtout utile
  - Fig. 59. — Grille à secousses.
  - aux machines effectuant de longs parcours et dont on ne peut •décrasser la grille en cours de route par suite de stationnements insuffisants ou trop peu nombreux. Le piix et le poids de cette giille ne sont pas sensiblement plus élevés que ceux •d’une grille ordinaire ; il en est de môme de l’entretien, les barreaux se brûlant moins parce qu’ils restent plus propres : au Chemin de fer d’Orléans, certaines machines ont marché -deux ans sans aucun l’emplacement de barreau.
  - 40. Le foyer Wooten est assez répandu aux États-Unis, où il est employé, comme le foyer Belpaire au début
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  - de son application, pour brûler des menus maigres ou» de l’anthracite. En raison de son peu de profondeur, il peut facilement passer par-dessus les roues arrière, lors môme que leur diamètre atteint près de 1,800 m; il a toute la largeur que-perrnet le gabarit, et la surface de grille dépasse généralement 6 m2 et atteint jusqu’à 9,4 m2 (longueur 3,225 m, largeur 2,920m). Les tubes sont relativement courts, la surface-de chauffe n’égale pas 40 fois la surface de grille, tandis-qu’avec les foyers plongeants brûlant, du charbon bitumineux cette proportion atteint en moyenne 80 aujourd’hui. Le ciel du foyer est cintré et les angles sont très arrondis, disposition donnant une grande résistance naturelle et favorisant les dilatations et l’entretoisement avec la boîte à feu.
  - 41. Foyer Tenbrinck. — Les foyers des locomotives de la Compagnie d’Orléans de construction antérieure à 1900 sont du système Tenbrinck, qui a commencé à être appliqué en 1860 sur ce réseau et y a reçu plus de 1.200 applications.
  - Ce système de foyer est caractérisé [fig. 60):
  - 1° Par sa grille fixe, qvd est inclinée à 25°;
  - 2° Par un gueulard en fonte et tôle, A, 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;
  - 4° Enfin par un bouilleur plat B, en cuivre rouge, placé au milieu du foyer, à peu près parallèlement à la grille fixe, et 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
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  - -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 à droite et à gauche au-dessus de la porte de chargement de combustible permettent de surveiller la marche du feu et de nettoyer le dessus du
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  - Fig. 60. — Foyer Tenlirinck.
  - bouilleur; ils servent aussi pour tamponner les tubes à fumée quand ceux-ci 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 intimement aux gaz, dont la combustion s’opère ainsi complètement. En effectuant des prises de gaz dans la boîte à fumée des locomotives et les analysant au laboratoire, on peut juger du degré de la combust ion dans le foyer. Or, on ne trouve dans les locomotives munies de foyers Tenbrinck aucune trace d’oxvde de carbone, et seulement un
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  - 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 du foyer ainsi que la circulation de l’eau; mais il ne prend pas la température élevée des voûtes en briques, et il est pour cette raison moins fumivore que ces dernières. Cependant le mélange des gaz et la combustion sont encore mieux obtenus dans le foyer Tenbrinck 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 le combustible seprépare petit à petit, par distillation progressive, à brûler sans production de fumée. On peut même charger le foyer Tenbrinck d’une manière exagérée, puisque l’air introduit peut être augmenté à volonté pour assurer toujours 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 à la Compagnie d’Orléans la disposition connue sous le nom de Tenbrinck-Bonnet, qui donne une surface de chauffe directe plus grande et qui a aussi été appliquée à des locomotives à voyageurs, notamment aux machines 101 à 103.
  - Le gueulard y est remplacé par la porte de chargement habituelle, et le clapet d’air par un registre à rainures verticales fixé au centre de la porte; celle-ci est munie intérieure-rement d’un déflecteur 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, formées de tubes rivés, qui donnent une admission d’air continue dans le foyer. La grille est inclinée à 25° comme dans le Tenbrinck ; il en résulte que sa partie supérieure est notable-
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  - ment au-dessous de la porte de chargement, 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.
  - Dans les divers genres de foyers Tenbrinck ou Tenbrinck-Bonnet de la Compagnie d’Orléans, la grille fixe est disposée en éventail avec un écartement variant de 6 à 10 mm à l’arrière du foyer et de 12 à 15 mm à l’avant, afin de donner à l’air un passage proportionnel à l’intensité de la combustion.
  - D’après les expériences faites en 1888 au Chemin de Lyon, le foyer Tenbrinck a une puissance de vaporisation et un rendement supérieurs de 3 0/0 à un foyer ordinaire muni d’une voûte courte, et un rendement supérieur de 11 0/0 au foyer ordinaire sans voûte. On a pu brûler par mètre carré de surface de grille, dans un semblable foyer, jusqu’à 600 kg de charbon par heure, la vaporisation totale atteignant dans ce temps 8.800 kg de vapeur.
  - Le bouilleur (fig.. 61), sans les autres dispositions décrites ci-dessus, a été à l’essai sur d’autres réseaux français ; mais les fuites qui se déclaraient aux tubulures latérales, et les difficultés d’entretien par des ouvriers incomplètement exercés à ce travail spécial, n'ont pas permis d’arriver à un bon résultat ni d’étendre cette application. La Compagnie d’Orléans a uessé elle-môme d’employer ce bouilleur dans ses locomotives neuves à partir de 1900, et on le supprime môme au fur et à mesure qu’il est usé aux machines les plus anciennes ou à celles qu’on transforme, pour lui substituer une voûte en briques.
  - 42. Formation du foyer et de la boîte à feu. — Une seule feuille de cuivre de 14 à 15 mm d’épaisseur forme généralement le ciel et les parois latérales du foyer ; des rivets la relient 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
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- - J, i.ongyè.ur' Ict^U j?e_î;
  - Z.oo o
  - Fig. 61. — Locomotive à foyer Belpaire, munie d’un bouilleur
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  - tubes a une épaisseur de 25 à 30 mm; au-dessous des tubes, elle diminue progressivement jusqu’à 15 ou 17 mm, épaisseur qu’elle conserve jusqu’au lias de la feuille.
  - La partie de la chaudière qui enveloppe le foyer s’appelle la boîte à feu ; le pourtour est formé d’une ou de trois feuilles en acier doux. Les plaques avant et arrière sont en acier extradoux ou enfer fin de 15 à 16 mm d’épaisseur; les tôles en acier n’ont pas donné de bons résultats sur les locomotives compound de 1892 du Paris-Lvon-Méditerranée.
  - Les parois planes de l’enveloppe ont besoin, comme celles du foyer, d’être solidement armées pour ne pas se déformer sous l’effet de la pression qu’exerce sur elles la vapeur de la chaudière; ces parois tendent à céder d’autant plus 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 à la pression, si les parois ont d’autre part une épaisseur suffisante. Tel est le cas du corps cylindrique, qui ne possède aucune entretoise ni armature dans sa partie ronde; seules les plaques tubulaires, qui sont planes, ont besoin d’être consolidées.
  - Pour résister à la pression, les parois verticales du foyer et de la boîte à feu sont reliées entre elles par des entretoises en bronze spécial ou en cuivre rouge, espacées de 82 à 100 mm, qui sont percées habituellement sur toute leur longueur d’un trou central de 5 à 6 mm; après la rivure, ce trou est débouché soit du côté du foyer, soit du côté de l’enveloppe.
  - Lorsque le dessus de la boîte à feu est dans le prolongement du corps cylindrique ou un peu au-dessus, et de forme ronde ifig. 60), on dit que le foyer est du type Crampton; l’armaturage du ciel de foyer est, dans ce cas, moins facile, mais d’autre part l'enveloppe ne tend pas à se déformer sous l’effet de la pression ; cet armaturage peut se faire soit par des poutrelles et des vis ifig. 60), soit par des tirants.
  - La plaque tubulaire du foyer est armée, dans sa partie supé-
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  - rieure et moyenne, par les tubes qui la relient à la plaque tubulaire de la boîte à fumée; cette liaison est très solide et permet aux plaques de supporter des pressions considérables sans céder à l’effort de la vapeur. En Angleterre, on y ajoute parfois, comme cela se fait dans les chaudières de l’industrier des tirants réglables en acier répartis uniformément sur la surface des plaques.
  - Suivant que les tubes sont virolés et rabattus sur les-plaques, ou simplement serrés à l’appareil Dudgeon, la résistance qu’ils offrent à l’écartement des plaques varie beaucoup. Si on fait cette résistance égale à 1 pour les tubes simplement serrés, elle est de 2 environ pour les tubes dudgeonnés et munis de viroles, et de S pour les tubes munis de viroles et rabattus en collerette. Même pour les tubes simplement dudgeonnés, cette résistance est encore largement suffisante; c’est ce qu’on se contente parfois de faire du côté de la boite à fumée.
  - Dans sa partie inférieure, la plaque tubulaire du foyer est réunie au moyen d’entretoises à l’enveloppe du foyer ; entre les tubes inférieurs et les entretoises, elle est reliée au corps cylindrique par des tirants et des entretoises ou bien des 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.
  - La partie de la face arrière de la boîte à feu qui dépasse le ciel de foyer est généralement consolidée par des fers cornières rivés sur cette partie et sur les côtés de l’enveloppe, ou bien par des tirants reliés au corps cylindrique (,fig. 56). Quand le dessus de la boîte à feu est plat, les parois latérales, dans leur partie située au-dessus du ciel de foyer, sont reliées entre elles par des tirants horizontaux {fig. 61).
  - Pour relier le bas du foyer à la boîte à feu, on interpose entre les plaques une barre de fer rectangulaire d’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 gueu-
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  - lard s’opère de la même manière, ou bien encore en rabattant les deux feuilles sur leurs bords et en les reliant directement par des rivets {fig. 57). La partie inférieure, où frottent les outils de chauffe, est protégée par une pièce en fonte appelée pare-ringard, qui protège aussi les rivets du cadre.
  - Pour armer le ciel du foyer, on peut employer plusieurs dispositions. Dans les machines à faible longueur de foyer, on emploie des fermes en long {fig. 00), dont les extrémités viennent reposer bien d'aplomb sur la plaque tubulaire et sur la plaque arrière du foyer; ces fermes, qui sont en acier coulé,
  - Fig. 62. — Foyer à fermes en travers.
  - en fer forgé d’une seule pièce, ou formées encore de deux flasques assemblées par des rivets, ont la forme d’un solide d’égale résistance.
  - Ce système est très lourd et il charge beaucoup les plaques sur lesquels il s’appuie, et dont il a amené parfois la déformation; on peut soulager les plaques en les reliant par quelques tirants verticaux articulés au berceau de la boîte à feu; mais ces tirants ont eux-mêmes l’inconvénient de tendre à déformer le berceau cylindrique.
  - Les fermes en travers {fig. 62) s’appuient sur des consoles ou corbeaux fixés sur l’enveloppe de la boîte à feu, laquelle est beaucoup plus résistante que les parois du foyer; cette disposition permet aussi une plus libre dilatation du foyer et convient aux foyers longs.
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  - Lorsque le ciel de la boîte à l'eu est plat, comme dans la disposition Belpaire (fig. 56), on le réunit au ciel du loyer par des tirants verticaux en acier ; cette armature, employée parfois aussi dans la boîte à feu Crampton, est moins lourde que les précédentes; elle laisse plus de place à l'eau au-dessus du ciel et offre plus de facilité pour le dégagement de la vapeur; mais le foyer a moins de liberté pour se dilater qu’avec les fermes en travers. La boîte à feu étant plus rigide que le foyer, particulièrement avec la disposition Crampton, quelques rangées de tirants du côté de la plaque tubulaire sont parfois du type dit à dilatation (fig. 63), qui se prête mieux aux mouvements relatifs des deux parois. Le ciel plat de boîte à feu est préféré, en France, au ciel en berceau, plus généralement employé d'autre part aux Etats-Unis, en Angleterre et sur presque tout le continent; la disposition à ciel plat paraît plus facile à entretenir; elle donne aussi un plan d’eau plus étendu et, par suite, de la vapeur plus sèche.
  - Quand le dôme où viennent aboutir les prises de vapeur des injecteurs, de la sablière à vapeur et du sifflet, est monté sur l’enveloppe de boîte à feu, sa résistance est diminuée par l'ouverture qu’on y pratique; on consolide alors ce dessus de part et d'autre du trou par deux tirants qui viennent se fixer à deux des poutrelles placées au-dessus du ciel de foyer.
  - Le ciel de foyer porte un ou deux bouclions vissés, dont la tête forme joint du côté du foyer, et dont l’autre extrémité dépasse la surface intérieure de la tôle et vient baigner dans l'eau. Ces bouchons (/ô/.lU) sont percés au centre d'un trou non cylindrique dans lequel on coule du plomb après en avoir soigneusement étamé les parois. Tant qu’il y a de l’eau sur le ciel du foyer, le bouchon reste sensiblement à la température de la plaque et de l’eau, et le plomb ne peut fondre ; mais, si
  - Fig. 63.
  - Tirant à dilatation.
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  - ïe niveau de l’eau vient à ne plus recouvrir la plaque, celle-ci s’échauffe, le plomb fond avant qu’elle n’atteigne le rouge, •et la vapeur se répand dans le foyer, avertissant le mécanicien et empêchant le ciel de recevoir un trop violent coup •vie feu.
  - Pour que les bouchons fusibles ou plombs du foyer remplissent bien leur rôle, il ne faut pas que leur partie supérieure soit recouverte d’une épaisse couche de tartre, qui empêcherait la vapeur de s’échapper par le trou du bouchon après la fusion du plomb ; le ciel de foyer rougirait alors, la résistance du métal diminuerait considérablement, et la plaque, sous l’effet de la pression, se matelasserait entre les tirants ou les vis des fermes. Quand un mécanicien s’aperçoit -d’un coup de feu au ciel, il ne doit pas .alimenter sans s’être rendu compte de Bouchon fusible l’état de la plaque; si celle-ci était rouge,
  - il devrait attendre et prendre les précautions indiquées au chapitre Conduite.
  - Le foyer est fermé à sa partie inférieure par la grille, dont le plan est distant d’au moins 5 cm du cadre, pour empêcher la détérioration du métal en ces points. En France, les grilles sont toutes munies d’un jette-feu, pour faciliter le décrassage du foyer et le basculage du feu à la rentrée au dépôt; en Angleterre, où le combustible est très pur et produit peu de mâchefers, la grille est entièrement fixe.
  - Le cendrier se fixe par des clavettes à des goujons vissés dans le cadre du foyer ; il doit être aussi profond que possible (tout 'en ne descendant pas trop près de la voie) pour ne pas s’obstruer trop rapidement par les cendres tombant de la grille ; on évite ainsi un échauffement excessif des barreaux qui aurait pour effet de maintenir le mâchefer à l’état pâteux, s'attachant aux barreaux en coulant entre leurs interstices, et
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  - difficile par conséquents à enlever. Pour éteindre les escarbilles, rafraîchir la grille et solidifier les mâchefers, on envoie parfois dans les cendriers le trop-plein des injecteurs ou l’échappement de la pompe à vapeur du frein.
  - Des ouvertures]sont ménagées dans les angles inférieurs de la boîte à feu, sur la plaque avant et vers la partie supérieure des faces latérales et arrière, pour le lavage des galeries et du ciel; ces ouvertures sont obturées après le lavage par des tampons autoclaves de forme elliptique ou par des bouchons vissés.
  - 43. Métal des foyers. — Le cuivre est le seul métal employé en France pour la construction des foyers de locomotives. Ce cuivre peut être très pur (de la qualité dite c.orocoro), ou contenir une faible quantité d’arsenic ; cette dernière qualité est très employée en Angleterre, et le Chemin de Lyon a aussi en essai des plaques semblables. Dans la partie qui reçoit les t ubes, la plaque tubulaire de foyer est écrouie au marteau pour présenter une plus grande résistance entre les cloisons.
  - L’acier a été essayé à plusieurs reprises par diverses Compagnies, mais on n'en a pas retiré de bons résultats : il est beaucoup plus sensible que le cuivre aux variations de température, il est attaqué plus vite par les dépôts calcaires provenant des eaux d’alimentation, enfin il se prête moins bien aux opérations de la forge.
  - Cependant, aux États-Unis, l’acier doux offrant une résistance de 40 kg à la rupture et un allongement de 25 0/0 est considéré 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 combustible. Le charbon qu’on y brûle dans les locomotives est fréquemment en effet de l’anthracile, qui est très dur et produit une température très élevée. Cet acier, qu’on pourrait, appeler plus proprement du fer fondu, car il contient au plus 1/10 à 1/12 0/0 de carbone, est homogène, très ductile et très doux.
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  - 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 taches d’écrouissage, puis on les laisse ensuite se refroidir très lentement à l’abri de l’air.
  - Les tôles qui sont destinées à former les parois et le ciel de ces foyers ont de 8 à 10 mm d’épaisseur ; la plaque tubulaire a une épaisseur plus forte, soit 12 ou 18 mm. Ces foyers sont ainsi deux fois moins lourds que les foyers en cuivre et ils coûtent quatre fois moins cher. Ils fournissent des parcours atteignant jusqu’à 500.000 km aux machines à voyageurs et 400.000 aux marchandises. Sur le « Pennsylvania Rr », les chaudières durent parfois vingt ans, et le foyer est remplacé en moyenne deux fois ; des précautions sont prises pour éviter les changements brusquesdctempératurc:ainsi le lavage et le remplissage de la chaudière sont toujours effectués à chaud.
  - 44. Entretoises. — Les entretoises sont des tiges filetées en cuivre, en bronze ou en fer, de 23 à 35 mm de diamètre, vissées dans les plaques du foyer et de la boîte à feu, puis rivées et bouterollées sur ces plaques, qu’elles ont pour but d’armer contre la pression de la vapeur tendant à les écarter. Les entretoises sont aussi soumises à des efforts considérables par le fait des différences de dilatation des plaques qu’elles réunissent. D’abord, quand on procède à rallumage de la chaudière, les tôles du foyer se chauffent et se dilatent avant celles de l’enveloppe; ensuite, lorsque la chaudière est en pression, les parois du foyer, qui sont en cuivre et en contact avec la flamme, se dilatent plus que celles de la boîte à feu, qui sont en fer et en contact avec l’air extérieur, et par suite à une température un peu inférieure à celle de l’eau de la chaudière. A chaque allumage, puis en service, les entre-loises prennent donc des positions obliques d’autant plus accentuées qu’elles sont placées plus haut dans le foyer et
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  - qu’elles sont plus courtes; à l’extinction suivante, elles reprennent leur position primitive : elles subissent donc des flexions répétées qui tendent à les faire se courber d’abord, puis à se rompre plus que la charge qu’elles supportent, surtout dans les angles et vers le haut des plaques. L’emploi du foyer débordant, qui permet d’augmenter l’épaisseur des lames d’eau et par suite la longueur des entretoises, paraît réduire la rupture de ces dernières en facilitant leur dilatation et le renouvellement de l’eau sur les parois du foyer. Vers le bas du foyer, les plaques s’entartrent davantage et subissent une surchauffe locale qui aggraveleur dilatation en ces points en amenant la rupture des entretoises correspondantes. Les têtes des entretoises s’usent elles-mêmes par le frottement du combustible et des outils de chauffe, et par l’action chimique de ce même combustible lorsqu’il renferme du soufre et qu’on le mouille avant de le charger dans le foyer.
  - Le cuivre rouge a été le seul métal employé pendant très longtemps, en France, pour la confection des entretoises; on a essayé aussi le fer, l’acier et différentes compositions de bronze. Le métal qui paraît avoir donné les meilleurs résultats au Paris-Lyon-Méditerranée est le bronze Stones, qui a la composition suivante :
  - Cuivre.............................. 61,20 0/0
  - Zinc.............................. 37,55
  - Plomb................................ 0,14
  - Fer.................................. 0,66
  - et présente une bien plus grande résistance que le cuivre aux efforts de flexion qui se produisent dans les foyers. En outre, les entretoises sont munies, dans leur partie médiane, de quatre rainures à fond curviligne qui, en leur donnant une certaine élasticité, accroissent encore leur résistance.
  - Le Chemin de fer du Nord emploie également des entretoises en bronze, mais à 5 0/0 de manganèse. Leur résistance par millimètre carré atteint 30 kg, tandis que celle des
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  - entretoises en cuivre n’est que de 23 kg, et leur allongement est également supérieur à celui de ces dernières. Lors des essais effectués sur ce réseau, on a placé ces entretoises dans les parties des foyers où les ruptures étaient le plus fréquentes : dans un espace de quatre ans, il ne s’est plus produit aucune rupture sur un nombre de 3.500 en service, alors que précédemment on en remplaçait en moyenne 543 par mois.
  - Pour les autres parties du foyer, et principalement dans le bas des plaques, on emploie des entretoises en cuivre rouge, dont les têtes s’usent moins au contact du combustible et des outils de chauffe que le bronze au manganèse. Cependant les locomotives à deux bogies moteurs 6121 à 6138 ontdes entretoises toutes en bronze ; on a seulement soin de remplacer à temps celles dont la tête a tendance à s’user.
  - Aux États-Unis, les entretoises sont en fer forgé à nerf ou bien en acier.
  - Pour que le tartre adhère moins aux entretoises, et qu’ainsi le métal cède plus facilement à l’eau le calorique qu’il reçoit du foyer, et que par suite il ne tende pas à prendre une température trop élevée qui le rendrait cassant, on enlève le filet dans leur partie médiane. D’autre part, les ruptures se produisant généralement au ras des plaques, on ne juge parfois pas nécessaire de percer les entretoises sur toute leur longueur, mais seulement vers leurs extrémités [fig. 65) ; dans ce cas, on n’a pas à obturer le trou du côté de l’extérieur pendant la rivure.
  - Aux États-Unis, les entretoises ne sont pas toujours percées ; pour reconnaître celles qui sont rompues, on soumet alors la chaudière, à chaque lavage, à un essai à la pression hydraulique qui a pour effet de faire bomber les parois aux points où les entretoises sont rompues.
  - Malgré le faible espacement des entretoises entre elles, la
  - Fiu. 6ii. — Entretoise
  - non entièrement percée.
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  - pression de la vapeur fait encore céder les parois entre les points entretoisés, comme l’indique la figure 06 ; c’est ce qu’on appelle 1 e matelassage, ou capitonnage, parce que les surfaces ainsi déformées ressemblent à celles d’un matelas. Dans ce mouvement, les filets de la feuille de cuivre lâchent en partie l’entretoise, et la tête seule de celle-ci relient parfois la paroi. Il est donc important que cette tête soit toujours en bon état, et il faut par suite remplacer sans retard les entretoises dont
  - les têtes ont une certaine usure. S’il se trouvait dans une même rangée matelassée sur toute sa longueur un certain nombre d’entretoises dont les têtes seraient complètement rongées, il pourrait se produire, sous l'action d’une élévation momentanée de la pression au-dessus du timbre, une déchirure ou un arrachement de cette partie du foyer, et par suite une explosion.
  - Précisément les entretoises dont les têtès s’usent le plus correspondent habituellement aux parties du foyer qui sont aussi matelassées : celles des rangées inférieures, par exemple, qui sont usées, ainsi que le métal des plaques, par le frottement du combustible et par la surélévation de température qui se produit aux points où les parois sont recouvertes de tartre. On ne saurait donc apporter trop de soin et de célérité dans le remplacement des entretoises usées ou rompues. Il est bon, aussi, de les déboucher en service pour que la rupture se trouve décelée dès qu’elle se produit.
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  - 45. Corps cylindrique, — Le corps cylindrique est composé de deux, trois ou quatre viroles, en tôle de 1er ou d’acier (ce dernier métal a commencé à êtrej employé d’une façon définitive en France vers 1884), reliées entre elles par des rivures à recouvrement ou à cou-vre-joints ( fig. 67) ; dans quelques locomotives anglaises à chaudière courte, 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 ; pour supprimer les rivures, on a aussi essayé, aux chemins de fer de l’État prussien, de souder les viroles.
  - Les joints verticaux sont généralement à une seule rangée de rivets dans les chaudières où ïe timbre n’excède pas 10 kg, et les joints longitudinaux, qui sont soumis il un effort moléculaire double, à deux joints de rivets ; les premiers sont le plus souvent à clins, ou à recouvrement, et les seconds ’à francs-bords ou à couvre-joints : la forme de la virole est alors absolument cylindrique, et il ne se produit pas dans ce dernier cas d’ellorts aux clouures, comme si les joints horizontaux étaient à recouvrement. Dans les locomotives récentes, les rivures longitudinales sont à double joint et à quatre rangées de
  - ^ Assemblage à recouvrement ordinaire
  - B. Assemblage a couvrejcint
  - ---------j
  - r
  - C. Assemblage télescopique
  - T—--------P---------iT
  - D. éssemb/oge télescopique à rebours
  - Fig. 67. — Assemblage des tôles du corps cylindrique.
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  - rivets ; ceux des lignes extrêmes ne fixent que le couvre-joint intérieur [fig. 68). Dans les machines autrichiennes timbrées à 16 kg, ces rivures sont à six rangées de rivets.
  - La plaque tubulaire de boîte à fumée, généralement en acier doux ou en fer fin et exceptionnellement en cuivre rouge, est à rebord rabattu tourné extérieurement pour bien s’ajuster dans la virole du corps cylindrique ; elle peut être aussi constituée par un disque qu’on réunit à la virole au moyen d’une cor-
  - nu. uo. nière bien ajustée, rivée sur les deux parties.
  - Assemblage J ,r
  - à couvre-joint. Cette plaque est armée dans sa partie supérieure en dehors des tubes {fig. 61) par des pièces d’acier rivées.
  - L’ouverture que l’on pratique dans une virole du corps cylindrique pour y placer le grand dôme affaiblit beaucoup-cette partie de la chaudière. On consolide les bords de cette ouverture par des anneaux rivés ou bien par l’emboutissage de la tôle vers l’intérieur de la chaudière.
  - On a atteint, depuis un assez grand nombre d’années, une grande perfection dans la fabrication de l’acier, en même temps que le prix de ce métal a beaucoup diminué ; comme il présente sur le fer des avantages marqués, on l’emploie presque uniquement pour la construction du corps cylindrique, qu’on forme de feuilles de 14 à 16 et jusqu’à 17 mm d’épaisseur (25 aux États-Unis), pour des pressions respectives de 12 à 15 et 16 kg, en tenant encore compte du diamètre^
  - Les avantages que l’acier doux présente sur le fer pour la construction du corps cylindrique et de certaines parties de la boîte à feu sont les suivants. Il est plus homogène que le fer et moins sensible aux dilatations et aux contractions ; il est aussi attaqué d’une façon à peu près uniforme par l’eau d’alimentation, ce qui ne produit qu’un peu d’usure, tandis que les tôles de fer, qui renferment parfois des soufflures ou des parties mal soudées, s’attaquent très rapide-
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  - ment et quelquefois d’une façon dangereuse, notamment à la hauteur du niveau normal de l’eau.
  - L’acier s’allonge aussi de 5 à 10 0/0 de plus que le fer avant de se rompre, ce qui est une qualité précieuse dans les locomotives. Enfin, il est plus résistant de 20 0/0 environ que le fer, et il peut, par conséquent, être employé sous une épaisseur moindre que ce dernier pour une même pression.
  - L’acier doux employé en France est obtenu au four Martin, et il a une résistance à la rupture de 40 à 45 kg par millimètre carré de section et un allongement correspondant de 33 à 31 0/0. Certaines parties embouties de l’enveloppe de la boîte à feu, comme les plaques arrière et avant, qui ont besoin d’être chauffées à plusieurs reprises pour être façonnées, sont en acier extra-doux présentant une résistance à la rupture de 36 à 40 kg et un allongement de 36 à 33 0/0, ou bien en fer fin.
  - La boîte à fumée peut avoir le même diamètre que le corps cylindrique ou un diamètre plus grand, ce qui peut être commode pour y loger les tuyaux de prise de vapeur et d’échappement; une sorte de trémie fermée normalement par un tampon, avec tuyau descendant très près de la voie, peut être ménagée à la partie inférieure pour recevoir le fraisil. La porte est souvent ronde, à un seul vantail, et bombée pour réduire la résistance de l’air; des taquets espacés également sur tout le pourtour permettent d’avoir une fermeture bien étanche.
  - 46. Tubes. — L’emploi simultané d'une grille de grande longueur et d’un foyer profond conduit, naturellement, à la réalisation d’une surface de chauffe directe élevée (atteignant jusqu’à 16 m2 dans les locomotives compound du Chemin de fer d’Orléans) et utilisant bien la chaleur dégagée par la combustion, puisque 1 m2 de cette surface peut vaporiser par heure plus de 300 kg d’eau ; les gaz quittent cependant encore le foyer à une température d’environ 1.000°, et une grande sur-
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  - face de chauffe indirecte, ou des tubes, est nécessaire pour les refroidir d’une quantité suffisante avant qu’ils ne s’échappent par la cheminée. Les meilleures conditions de puissance et d’utilisation sont généralement réalisées lorsque la température d’évacuation des gaz est supérieure d’environ 100° à celle de la vapeur, atteignant ainsi 300° dans les locomotives actuelles. La surface de chauffe nécessaire pour arriver à ce résultat doit être égale à environ 80 fois celle de la grille; ce rapport atteint 77 dans les dernières compound de l’Orléans et 91 dans les locomotives P.4 des Chemins de fer du Midi et de l’Esl.
  - Une grande surface de chauffe indirecte peut être obtenue par l’emploi de tubes de forme et de longueur, comme de diamètre, différents: tubes lisses ou à ailerons, de diamètres variant de 43 à 70 mm extérieurement et de longueurs comprises entre 2,30 m et 0 m ou plus. 11 faut encore tenir compte des facilités de circulation des gaz et de l’eau, puis du ménagement de la plaque tubulaire de foyer par la découpure des trous et la dilalation des tubes, où intervient encore la nature du métal de ces derniers. Ces diverses considérations ont conduit à employer, en France, des tubes à ailerons en acier de 70 mm de diamètre extérieur et de 4 m à 4,750 m de longueur, qui donnent une forte production de vapeur jointe à une grande section yle passage des gaz, réduisant la contre-pression sur les pistons pour un tirage donné. La longueur de ces tubes est encore inférieure à celle de tubes lisses de même surface intérieure ; les tubes sont aussi suffisamment espacés entre eux pour laisser à la vapeur la possibilité de se dégager librement et pour ne pas trop réduire les interstices des plaques tubulaires.
  - Le métal employé pour la fabrication des tubes à fumée, en France, a été pendant cinquante ans du laiton à 30 ou 32 0/0 de zinc, avec bouts en cuivre rouge de 20 cm ; depuis une quinzaine d’années, et principalement depuis l’adoption des tubes à ailerons, les tubes en fer ou en acier
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  - sont employés sur tous les réseaux. La cause principale qui avait fait rejeter le fer, employé depuis très longtemps aux États-Unis pour la confection de ces tubes, c’est que le tartre y adhère plus qu’au laiton, diminuant la transmission du calorique et occasionnant des fuites aux joints dans la plaque tubulaire du foyer, qui est la partie la plus chauffée de la chaudière. Quand les eaux ne sont pas suffisamment pures, ou que les lavages sont trop espacés ou mal faits, le tartre acquiert après un certain temps de service une épaisseur suffisante pour provoquer des surchauffes locales; le métal du bout des tubes rougit alors et s’oxyde, la rivure se brûle et des fuites se déclarent, qu’il est difficile d’étancher en raison de la pellicule d’oxyde qui s’est formée entre le tube et la plaque tubulaire, principalement quand les eaux contiennent du chlorure de sodium, comme toutes celles du littoral (Voir, à ce sujet, une Note sur l'emploi des tubes en acier parue dans le Bulletin de juillet 1905 de VAssociation des Agents supérieurs de la Traction des Réseaux ferrés français et coloniaux') ; les mandrinages successifs auxquels on a recours pour étancher les fuites amincissent les tubes en même temps qu’ils agrandissent les trous des plaques, en provoquant encore des gerçures dans les cloisons de ces dernières. Les tubes sont aussi fatigués à leur emmanchement par les vibrations qu’ils subissent par l’effet de la marche, et un sillon, bientôt suivi par une corrosion, se produit au ras de la face intérieure de la plaque tubulaire du foyer, venant encore réduire la durée de service des tubes. Aux Chemins de fer de l’État français, les tubes lisses en acier, de 5,04 m de longueur et de 45 mm de diamètre intérieur, doivent être retirés parfois après un parcours d’environ 120.000 km, correspondant à une durée moyenne de deux années de service, tandis que les tubulures en laiton durent environ six ans. En faisant entrer en ligne de compte la dépense supplémentaire de main-d’œuvre due au remplacement de deux tubulures dans cet intervalle de six ans, et leur
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  - moindre valeur comme vieilles matières, on arrive à cette conclusion que, avec des eaux impures, les tubes en acier sont moins économiques que les tubes en laiton.
  - Ce n’est pas seulement pour leur moindre prix d’achat, mais aussi et surtout pour leur dilatation plus en rapport avec celle du corps cylindrique, que les tubes en fer ou en acier ont été employés sur les locomotives. Le coefficient de dilatation du laiton est en effet (13) de 0,018782 mm, tandis que celui de l'acier n’est que de 0,010791 mm, de sorte que, sous l’influence d’une différence de température de 190°, des tubes en fer de 5 m subissent une dilatation inférieure de 0,007991 mm X 190 X5 = 7,6mm à celle de tubes en laiton. Il en résulte que les plaques tubulaires, reliées au corps cylindrique : celle de boîte à fumée par tout son pourtour, et celle du foyer par sa partie inférieure, sont moins poussées et tirées alternativement par les tubes lorsqu’ils sont en acier; la plaque tubulaire du foyer réagit moins aussi dans ce cas sur les parois latérales du foyer et sur le ciel, et c’est une des raisons de la justification de l’emploi de ces tubes. Mais, si les eaux d’alimentation sont trop chargées de sels calcaires, les tubes s’entartrent et l’eau ne les refroidit plus suffisamment : ils peuvent alors prendre une température sensiblement plus élevée que celle de l’eau et, leur dilatation devenant ainsi supérieure à celle du corps cylindrique, ils poussent et tirent alternativement d’une quantité importante la plaque tubulaire du foyer, ce qui tend à produire des criques dans les cloisons et à fatiguer les emmanchements ; cette fatigue est plus grande, dans le cas d’un entartrement important des tubes, qu’avec les tubes en laiton, à cause de la plus grande rigidité des tubes en fer et principalement des tubes Serve.
  - On ne raboutit pas les tubes en acier, du moins lorsqu’ils sont neufs : ils sont, comme les tubes en laiton, serrés au dudgeon, puis rabattus sur les plaques. Ils ont été munis au début de viroles aux deux extrémités ou seulement du côté du foyer; mais ces vi rôles étaient inefficaces, adhérant peu aux
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  - tubes, au point de tomber dans le foyer sous la simple poussée de la tringle de ramonage. Avec les tubes en laiton, on réserve parfois les Viroles pour étancher les fuites lorsqu’elles viennent à se produire ; mais elles ne sont complètement efficaces que si les trous des plaques ne sont pas trop ovalisés. Les viroles diminuent du reste la section de passage des gaz, et il est préférable de s’en passer.
  - On pourrait croire que, la conductibilité des tubes en laiton étant supérieure à celle des tubes en fer, l’avantage qui en résulte devrait être suffisant pour les faire préférer à ces derniers. 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 celle qu’il éprouve à absorber la chaleur des gaz.
  - La longueur des tubes varie suivant la puissance et la longueur de la machine elle-même, et elle peut dépendre aussi du combustible qu’on doit brûler habituellement sur la grille. Lorsque ce combustible est de l’anthracite ou des menus maigres, qui produisent peu de flamme, la chaudière est construite surtout en vue d’utiliser son pouvoir rayonnant, et elle a un grand foyer et des tubes relativement courts. Si le combustible produit, au contraire, de la flamme, et qu’on le charge en couche épaisse, la longueur des tubes est augmentée et peut dépasser S m pour atteindre jusqu’à 6 m (locomotives Pacific) : on place quelquefois, dans ce cas, une plaque tubulaire de support au milieu du corps cylindrique, pour éviter que le grand poids des tubes, par ses vibrations, 11e fatigue les emmanchements et n’y occasionne des fuites ; d’autre part, cette plaque use le bas des tubes, en donnant lieu à un inconvénient qui peut être aussi grand.
  - Aux machines de vitesse et à celles à huit roues couplées un peu anciennes des Chemins de Lyon, d’Orléans et de l’Etat, les tubes ont une longueur de 4,50 m à 5,40 m ; sur les autres réseaux, ainsi que sur ceux de Belgique et de la Grande-Bre-
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  - tagne, celte longueur ne dépassait pas 3,50 m à 4 m, il y a dix ans. Elle tend à augmenter aujourd’hui, et elle atteint jusqu’à 5 m en Angleterre et 5,700 m, 6,100 m et même 6, 400 m (tubes lisses) aux États-Unis, dans les locomotives puissantes.
  - Le rendement économique n’est pas seul à considérer dans les chaudières, la puissance de vaporisation a aussi une grande importance, qui est même généralement prédominante pour les chaudières à foyer étroit. Or celte puissance décroît, d’après les expériences effectuées au Paris-Lyon-Méditerranée, quand la longueur des tubes (lisses) dépasse 4,50 m; les longueurs supérieures ne sont alors employées que quand la puissance de vaporisation est largement calculée, comme c’est le cas dans les locomotives type « Pacific » françaises, où la surface de grille atteint 4m2 (Midi) et 4,27m2 (P.-O.); les parois des grands foyers que nécessitent ces surfaces n’absorbent pas, proportionnellement, autant de calorique que celles des foyers étroits, et les tubes en ont une plus grande proportion à utiliser, d’ou leur longueur considérable (6 m et 5,900m respectivement).
  - Le diamètre intérieur des tubes lisses varie de 35 à 52 mm, et leur épaisseur de 2 à 2 1/2 mm. Cette épaisseur n’est pas toujours la même dans toute leur longueur; ainsi la Compagnie de l’Ouest emploie dans ses machines anciennes des tubes dont l’épaisseur va en décroissant de la plaque tubulaire du foyer à celle de boîte à fumée.
  - Les tubes de petit diamètre opposent une plus grande résistance au passage des gaz que les tubes de grand diamètre, et ils nécessitent par suite un plus fort tirage, entraînant une augmentation de contre-pression sur les pistons : ils ne doivent donc s’employer qu’avec une faible longueur; en retour, la veine fluide centrale inerte y a moins d’étendue que dans ceux de plus grand diamètre, de sorte que le rendement du combustible est meilleur. Les expériences du Paris-Lyon-Méditerranée relatées plus loin ont montré que les tubes
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  - de 50 à 52 mm de diamètre intérieur sont plus avantageux dès que la longueur atteint 4 m.
  - Le dégagement de la vapeur est facilité par le montage des tubes en rangées dites verticales, qui paraît ainsi préférable au montage en rangées horizontales.
  - On donne parfois aux tubes une forme légèrement cintrée à leur mise en place, pour diminuer leur poussée sur les tubes en service; on ,les établit alors en cuivre rouge, métal plus ductile que le laiton (locomotives du Midland Ry). Les récentes locomotives belges ont des iubes cintrés de 38 mm vers le haut, et les plaques tubulaires sont en outre reliées par des tirants longitudinaux pleins : ces deux dispositions ont pour but de ménager les plaques, qui périssent rapidement avec les pressions élevées actuelles.
  - Dans le voisinage de la plaque tubulaire, la vaporisation est considérable quand le feu est très poussé, et il convient que les tubes soient écartés entre eux d’au moins 15 à 20 mm, pour des tubes de 50 mm; le dégagement de la vapeur en ces points et son remplacement par l’eau d’alimentation sont alors facilités, et cet écartement laisse encore aux cloisons de la plaque tubulaire une largeur et une résistance suffisantes.
  - Tous les tubes d’une môme chaudière n’ont pas un égal pouvoir vaporisateur, car les gaz fendent, en vertu de leur légèreté due à leur haute température, à s’élever dans le foyer. On peut remarquer, lorsqu’on ramone les tubes, que ceux des rangées inférieures contiennent moins de fraisil, de suie et de cendre que ceux des rangées supérieures ; de même, lorsqu’on ouvre la porte de boite à fumée après avoir fraîchement chargé le feu, on voit la fumée sortir abondamment par les rangées supérieures, tandis qu’il n’en sort pas du tout parles tubes des six ou huit rangées inférieures. Cotte différence est encore accentuée par l’effet de l’échappement, lorsque la tuyère débouche vers le haut des tubes, et elle atteint son maximum dans les foyers munis d’une voûte en briques ou d’un bouilleur. Il en résulte que les gaz passent par une section res-
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  - treinte et y circulent avec une vitesse plus grande ; par suite, ils restent moins longtemps en contact avec les tubes et leur cèdent une quantité de calorique moindre qu’ils ne feraient s’ils passaient aussi par les tubes inférieurs. Il y a donc à la fois diminution dans la production et dans le rendement de la chaudière, et les tubes du haut s’usent encore plus rapidement que ceux des rangées inférieures.
  - Les Chemins de fer de l’Est ont muni leurs machines récentes 3103-32 et 3901-20 d’un déflecteur dans la boîte à fumée, dans le but de dévier le courant des gaz affluant par les tubes supérieurs, de façon à assurer un égal tirage à tous les tubes.
  - 47. Tubes à ailerons. — C’està partir de 1890, et à la suite de différentes compagnies de navigation françaises et anglaises, que le Chemin de Lyon a procédé à des essais sur des tubes à ailerons (ou à ailettes), système Serve, du nom de leur inventeur ; ces tubes sont employés aujourd’hui par toutes les Compagnies françaises pour leurs locomotives neuves (le Midi et l’Orléans n’en munissent cependant pas leurs « Pacific », ni l’Est ses machines-tenders à deux bogies), et on en a muni aussi un certain nombre de machines ayant reçu des tubes lisses à la construction. Ces tubes {fig. 69) ont uniformément huit ailettes de 12 mm environ de hauteur, 3 mm d’épaisseur à la base et 2 mm au sommet; ils sont obtenus en enroulant, puis en soudant à recouvrement, des tôles munies de nervures venues au laminage. Ils sont lisses à l’extérieur, et aussi à l’intérieur sur une longueur d’environ 120 mm à chaque extrémité, pour pouvoir être mandrinés et au besoin bagués ou tamponnés.
  - La chaleur des gaz se transmet très difficilement aux tubes, et cette transmission se fait surtout par contact, très peu par
  - Fig. 69.
  - Tube Serve à ailerons.
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  - (rayonnement ; on a ainsi intérêt à augmenter cette surface de -contact, et le tube à ailerons répond à ce desideratum. La transmission du calorique des tubes à l’eau s’opère, au contraire, très facilement : l’extérieur du tube peut donc rester lisse, la chaleur fournie au métal est quand même très rapidement soustraite par l’eau si le tube est propre, et il n’y a pas à craindre que les extrémités des ailettes se brûlent. Cette -circonstance fait aussi qu’une certaine surface de chauffe en Jubés Serve donne sensiblement le même effet utile qu’une surface égale en tubes lisses. On conçoit donc que les tubes à .ailettes n’aient pas besoin d’avoir une aussi grande longueur que les tubes lisses de même diamètre intérieur pour prendre •aux gaz une même quantité de calorique et pour vaporiser une même quantité d’eau; on peut, par suite, pour avoir un même effet utile qu’avec ces derniers, réduire celte longueur •ou employer un plus grand diamètre : c’est ce que les expériences effectuées aux Chemins de fer Paris-Lyon-Méditerranée, ainsi que celles qui ont été faites précédemment sur les tubes lisses, ont bien démontré. Dans run comme dans l’autre cas, la résistance d’écoulement des gaz est réduite, de sorte qu’on obtient, avec ces tubes, un même tirage avec un •échappement moins fort et, par suite, avec une contre-pression réduite sur les pistons.
  - 48. Dilatation des chaudières. — La partie avant du corps cylindrique étant fixée d’une façon invariable à un support, ou appendice de boîte à fumée, rivé aux longerons (sauf dans quelques rares machines anciennes où c’est par la boîte à feu que la chaudière est rendue solidaire du châssis), Joute la dilatation des tôles se reporte vers l’arrière {fig. 70) ; dans les locomotives puissantes, cette dilatation, mesurée aux agrafes de la boîte à feu, atteint 10 et même 12 mm. La dilatation des tubes se reporte aussi entièrement vers la plaque tubulaire du foyer, moins résistante que celle de la boîte à fumée ; comme ces tubes sont à une température un peu plus
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  - élevée que les tôles du corps cylindrique, principalement dans-, les premiers instants de l’allumage, ils s’allongent plus que l’enveloppe, surtout s'ils sont en laiton.
  - La plaque tubulaire du foyer tend ainsi, sous la poussée des tubes, à occuper la position en pointillé — à moins que ces tubes ne glissent dans la plaque, occasionnant alors des-
  - Fig. 70. — Dilatation des chaudières.
  - i'uites, — le bas étant retenu par les vis qui relient cette-partie de la plaque au corps cylindrique, et le haut par le ciel du loyer. Ce ciel se dilate lui-même; mais l’angle d’arrière étant bien entretoisé et par conséquent rigide, c’est la partie antérieure c de la plaque qui tend à se porter vers l’avant.
  - Ces différences de dilatation tendent donc à bosseler et à fissurer 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 aussi en cuivre et à une température plus élevée que celles de la boite à feu, qui sont en acier, elles se dilatent également d’une plus grande quantité que ces der~ nières. Dans des expériences faites aux Chemins de fer d l’Ouest sur une machine à foyer cubique dont le foyer ét a
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  - soutenu par des fermes transversales, on a constaté que, dans les premiers instants de l’allumage, le ciel se rapprochait ainsi du dessus de la boîte à feu de 2 mm à 2 1/2 mm, les fermes cessant de reposer sur les corbeaux.
  - Quand le ciel est relié à l’enveloppe par des tirants, comme dans la boîte à feu Belpaire, ces tirants se dilatent eux-mêmes par 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 ou en acier, et par suite plus résistant que le ciel du foyer, c’est ce dernier qui cède sous l’effet de ces différentes dilatations, et il s’affaisse suivant les indications du pointillé, tendant encore à produire des criqûres dans les angles arrondis des plaques.
  - Lorsque la chaudière se refroidit, les tôles du corps cylindrique et de la boîte à feu reprennent leur position première, les tubes se raccourcissent, entraînant de la même quantité la plaque tubulaire et faisant détendre les angles du foyer précédemment contractés ; ces mouvements répétés d’ouverture et de fermeture des angles produisent au bout d’un temps plus ou moins long des gerçures qui finissent toujours par donner lieu à des fuites : plus la chaudière est longue, plus tôt ces fuites se produisent, et il devient dès lors inutile d’essayer de les étancher par le matage : les mouvements de dilatation et de contraction de la chaudière feraient sans cesse rouvrir ces gerçures.
  - La plaque tubulaire ne se bombe pas dès la mise en service de la machine; mais, au bout de deux ou trois ans, la matière perd une partie de son élasticité, les dépressions produites restent presque constantes et le bombement peut atteindre quelques millimètres ; il s’augmente ensuite rapidement et il est quelquefois de 12 à 15 mm au bout de cinq à six ans de service. Les tubes du milieu deviennent alors trop courts, ils rentrent dans la plaque s’ils ne sont pas rabattus, occasionnant des fuites, et il faut les remplacer. Cisaillée vers le bas des
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  - tubes, la plaque se gerce entre les dernières rangées, et des fuites se déclarent en ces points, peu de temps généralement après que le bombement est devenu maximum.
  - Si les tubes à fumée sont en acier, leur allongement pour une môme augmentation de température de 160° et une longueur de 5 m est inférieur de 7 mm à celui des tubes en laiton de môme longueur ; le bombement de la plaque tubulaire est donc plus lent à se produire, et il n’atteint dans le cas considéré que 5 à 7 mm au maximum; par suite aussi, les efforts auxquels sont soumis les angles du foyer sont moins accentués, et les gerçures dans ces angles et entre les tubes du bas de la plaque tubulaire moins importantes ; c’est à la condition, toutefois, que ces tubes ne soient pas entartrés, sans cela ils prendraient une température plus élevée, et leur dilatation pourrait être plus grande.
  - 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 vile lieu à des fuites. Cette plaque, qui est généralement en fer ou en acier, 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 50 cm se produisent ainsi, après cinq ou six ans de service seulement, aux plaques tubulaires de boîte à fumée des machines ayant 5 m, ou plus, de longueur de tubes. Ces fissures n’acquièrent généralement pas la môme importance avec des tubulures en fer.
  - 49. Circulation et vaporisation. — La circulation de l’eau dans les chaudières locomotives se fait de l'avant, où s’effectue l’alimentation, à l’arrière ; les divers mouvements de la
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  - machine donnent lieu aussi à un certain brassage qui facilite la transmission de la chaleur et le dégagement de la vapeur. Mais la circulation telle qu’on la définit — et qui consiste en un courant général, toujours de même sens, se produisant suivant un cycle fermé, l’eau parcourant plusieurs fois ce cycle avant de se vaporiser et les courants ascendants étant nettement séparés des courants descendants — n’y existe pas. Une bonne circulation est cependant désirable, parce qu’elle favorise l’absorption de la chaleur des gaz et le dégagement de la vapeur, qui se trouve en même temps plus sèche, et qu’elle permet de pousser la chauffe aux dernières limites sans aucune appréhension. Une surface métallique propre, mouillée par de l’eau constamment renouvelée, peut être, en effet, chauffée avec toute l’intensité possible; elle ne se surchauffera pas si les bulles de vapeur qui se forment peuvent se dégager facilement sans créer de poches, ou sont balayées par une bonne circulation; une pareille circulation a ainsi pour elfet d’augmenter à la fois le rendement et la puissance des chaudières. Elle en maintient aussi les différentes parties à une température sensiblement égale, en évitant les différences de dilatation qui sont si préjudiciables à la conservation des tôles, principalement dans les assemblages.
  - Une bonne circulation peut être obtenue par le mode d’établissement même de la chaudière, ou créée, lorsqu’elle n’existe pas à l’origine, par des dispositions forçant l’eau à suivre un chemin déterminé.
  - Dans les locomotives, la plus grande vaporisation se produit sur le ciel du foyer, dans les galeries de la boîte à feu et surtout à l’entrée des tubes ; les différentes parties des tubes vaporisent ensuite d’autant plus qu’elles sont plus élevées et plus près du foyer. L’eau d’alimentation, qui entre généralement dans la chaudière par l’avant du corps cylindrique, afin qu’il y ait aussi une certaine circulation dans cette partie, tombe d’abord dans le fond, d’où elle se dirige vers le foyer en suivant la tonne et en remplaçant au passage celle qui
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  - s’est vaporisée aux divers points de la longueur des tubes. Dans les chaudières à grand foyer, le remplacement de l’eau contre les parois latérales ne s’effectue pas assez rapidement, en raison de la grande vaporisation qui se produit sur ces surfaces ; avec le foyer débordant, qui conduit, en raison de sa grande largeur, à placer les tubes très près de la tonne, la section de passage de l’eau venant de l’avant du corps cylindrique est encore réduite, et il tend à en résulter des surchauffes locales qui se traduisent par des criques et des fentes.
  - Des relevés faits sur une machine de grande banlieue du Chemin de fer du Nord ont fait ressortir une différence de 21° entre la température de l’eau à la partie inférieure avant des galeries du foyer et celle à l’endroit de la plaque tubulaire de
  - Fig. 71. — Circulation de l’eau dans les chaudières.
  - boîte à fumée. Lorsque, dans un changement brusque d’allure de la machine, l’eau de la partie avant de la chaudière afflue vers le foyer, il en résulte un refroidissement de nature à nuire à la conservation des tôles et des joints des tubes. Pour réduire cette différence de température, on a imaginé de réunir ces deux points par deux tuyaux extérieurs de 110 mm de diamètre [fig. 71); le temps d’allumage pour amener l’eau à la température de 100° s’est trouvé réduit avec celte disposition de lh 10 à 46 minutes, et la quantité d’eau vaporisée par kilogramme de charbon a été portée de 7,32kg à 8,50kg. Les résultats ont été moins accentués en service, ils ont
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  - cependant été en faveur du dispositif de circulation. Ce dispositif est aussi employé en Angleterre sur le « Great Western Ry ».
  - L’alimentation dans la vapeur, sous forme de pluie, serait de nature, d’après certains ingénieurs, à réduire les contractions qui résultent du mode d’alimentation habituel dans l’eau. L’alimentation à l’eau chaude conduirait aux mêmes résultats. Les cahots que les défectuosités de la voie, les courbes et les dévers font supporter à la machine, et aussi •l’inertie qui se manifeste aux changements d’allure, favorisent la circulation de l’eau et le dégagement de la vapeur; on a même parfois attribué à ces circonstances le bon rendement ries chaudières de locomotives.
  - L’utilisation du combustible dans les chaudières-locomotives est généralement très bonne en effet ; 1 kg de charbon renfermant 7.750 cal y vaporise, à la pression de 15 kg, jusqu’à 8 1 d’eau prise à 15°. Le rendement est, dans ces conditions, de 662,5 cal (chaleur contenue dans 1 kg de vapeur à 15 kg de pression, au-dessus de 15°, température de l'eau d’alimentation) X 7,5 : 7.750 = 0,64. Dans les locomotives .américaines à surface de chauffe directe et chambre de combustion trop faibles, ce rendement s’abaisse parfois à 0,50.
  - La xvaP01‘iS£di°n totale horaire des locomotives à grande vitesse récentes du Chemin de fer d’Orléans s’est élevée jusqu’à 12.400 kg, avec une combustion par mètre carré de grille de 500 kg (qui a pu être poussée jusqu’à 750 kg) et une vaporisation correspondante de 8 1 d’eau par kilogramme de charbon; la surface de chauffe totale de ces machines étant de 239,40 m2, la vaporisation moyenne par mètre carré ressort ainsi à 51,7 kg; et, si on admet que la vaporisation du foyer est de 40 0/0 de la vaporisation totale, proportion un peu plus faible que celle trouvée en Allemagne avec des tubes lisses courts, la vaporisation horaire de 1 m2 de surface de chauffe directe est de 307 kg, la surface de chauffe directe de ces machines étant de 16,17 m2. Cette vaporisation considérable,
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  - qui n'est égalée dans aucune chaudière, meme dans celles àr> petits éléments de la marine, où existe cependant une bonne circulation, s’effectue avec une complète séourité; aucune surface, ni des parois du foyer ni des tubes, ne subit de surchauffe importante, et la chaudière-locomotive, malgré les-remarques faites plus haut, est essentiellement économique et solide. Dans les chaudières à foyer débordant, où il est plus-difficile de bien égaliser le combustible et d’éviter les trous> la combustion et la vaporisation sont moins élevées qu’avee les foyers étroits, et on n’estime pas la vaporisation par mètre carré de grille et par heure à plus de 3.500 ou 4.000 kg.
  - Avec une môme disposition de foyer, le rendement est d’autant plus élevé que le rapport entre la surface de chauffe totale et la surface de grille est plus grand. Ce rapport se tient, dans les machines récentes, vers 75; il atteint 91 dans les machines P.4 du Midi et de l’Est.
  - Pour déterminer la vaporisation d’une chaudière, on emploie parfois la formule A\ZeXi/, où c et g représentent la surface de chauffe totale et la surface de grille, et A un coefficient qui est pris égal à 368 au Paris-Lyon-Méditerranéer et à 560 au Paris-Orléans pour les locomotives à foyer Ten-brinck. Certains ingénieurs emploient une moyenne entre ces deux nombres, soit 460.
  - Cette formule ne tient pas compte des valeurs relatives de-o et de g; M. Nadal lui substitue la suivante :
  - où Cd est la surface de chauffe directe et Ci la surface de-chauffe indirecte. Cette formule se rapporte aux chaudières-à foyers moyennement profonds actuels brûlant un bon combustible et munies de tubes Serve ou de tubes lisses. On remarquera qu’elle ne tient pas compte de la vitesse de marche ni du nombre de cylindres échappant leur vapeur dans-
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  - la cheminée : on estime généralement, cependant, que ces deux facteurs influent sur l'intensité de la combustion, les machines à quatre cylindres à simple expansion étant ainsi les plus favorisées avec leurs huit coups d'échappement par tour de roues, et les machines compound à deux cylindres les moins favorisées avec deux coups seulement par tour. D’autre part, aux Chemins de fer du Midi, on a trouvé que la réduction des coups d’échappement des compound à deux cylindres ne présentait aucun inconvénient jusqu’à la vitesse de rotation de 40 tours par minute. Enfin la vaporisation peut être rapportée à la surface de chauffe, et on l’estime égale, alors, à 50 ou 60 kg par mètre carré. Avec les deux données : vaporisation par mètre carré de grille et par heure = 4.500 kg, et rapport de la surface de chauffe à celle de grille = 75, on obtient, pour le chiffre de vaporisation par mètre carré de surface de chauffe, 4.500: 75 = 60 kg. Ce chiffre peut être appliqué aux locomotives à voyageurs et celui de 50 kg aux machines à marchandises.
  - 50. Répartition de la vaporisation entre les diverses parties de la chaudière, et température des gaz. — Dans des essais faits en Allemagne sur une locomotive compound ayant 2,25 m2 environ de surface de grille et 118 m2 de surface S
  - de chauffe (le rapport - n’était ainsi que de 52, un peu faible par
  - S
  - rapport à ce qui se fait en France), la vaporisation du foyer
  - s’est élevée aux de la vaporisation totale de la chaudière,
  - pour une vaporisation totale horaire de 9.000 kg, soit de 4.000 kg par mètre carré de grille. La vaporisation de la surface de chauffe directe était ainsi de 312 kg par mètre carré, tandis que celle de la surface indirecte était seulement de 31kg, soit la 1 /10e partie. La température de la flamme du foyer était de 1.450° C., et celle des gaz de la boîte à fumée de 350°.
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  - Les tubes étant supposés partagés en 10 parties égales dans leur longueur, la vaporisation de chacune des parties a été trouvée la suivante :
  - SURFACES VAPORISATION PAR m2-R POUR 100 DE LA VAPORISATION
  - lif?
  - Foyer 8,98 305 45
  - Tube :
  - 1>® section.... 10,9 r»i 9,9
  - 2® section .... 10,9 47 8,4
  - 3e section .... 10,9 41 7,4
  - 4e section .... 10,9 35 6,3
  - 5e section .... 10,9 30 5,4
  - G° section .... 10,9 26 4,6
  - 7e section .... 10,9 23 4
  - 8e section .... 10,9 19 3,4
  - 9e section .... 10,9 16,5 3
  - 10° section .... 10,9 14 2,6
  - La vaporisation des derniers 10,9 m2 de tubes n’est qu’un peu plus de 1/4 de celle des premiers 10,9 m2, de sorte qu'une augmentation de longueur des tubes donnerait dans cette chaudière un très faible surcroît de vaporisation. D'autre part, une diminution de 100° de la température des gaz de la boîte à fumée augmenterait le rendement de 5,0 0/0.
  - 51. Enveloppes des chaudières. — Pour réduire la perte de calorique des chaudières par le refroidissement extérieur, et aussi pour permettre aux agents des machines de faire leur travail sans se brûler ni être trop incommodés par la chaleur, on recouvre le corps cylindrique, la boîte à feu et les tuyaux d’admission d’une enveloppe en tôle ou en laiton, polie, brunie ou peinte, avec interposition parfois d’une matière peu conductrice de la chaleur.
  - L’air est un très mauvais conducteur, et il constitue ainsi un bon isolant, mais il doit être bien emprisonné, afin qu’il
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  - ili
  - ne puisse se renouveler, et les tôles d’enveloppe doivent bien se joindre pour ne pas laisser de jour entre elles ni dans leurs parties de jonction avec la chaudière.
  - Ce mode de protection sufüt pour les pays où, comme en France, le froid n’est pas très vif; dans les contrées où l’hiver est plus rigoureux, on emploie, en outre, des matières filandreuses incombustibles, comme la bourre d’amiante ou la magnésie.
  - En vue de déterminer la perte par refroidissement extérieur, des essais ont été faits en 1898 sur le « Chicago and Northern Rr », sur une chaudière timbrée à fl kg et ayant une production normale horaire de 6.000kg de vapeur; les tôles avaient les 6/10 de leur surface recouverts par divers isolants qu’il s'agissait de comparer, ou elles étaient entièrement nues ; les essais furent effectués au repos, puis en marche régulière, ù une vitesse de 45 km par heure.
  - Les quantités de vapeur condensée par heure avec la chaudière nue correspondaient à une dépense de charbon de 27 kg au repos et de 57 kg en marche ; les divers isolants donnèrent une économie moyenne de 62 0/0, les quantités de charbon correspondant aux condensations étant réduites respectivement à 10,26 kg et 21,66kg ; en comptant sur trois cents heures de stationnement et deux cents heures de marche par mois, l’économie correspondante atteint plus de 12 t.
  - Des essais semblables faits au Paris-Lyon-Méditerranée ont donné des chiffres bien moins élevés, sans doute en raison de la température moins basse. On estime généralement que l’enveloppe de laiton avec matelas d’air réduit la perle de calorique de moitié.
  - 52. Échappement. — La vapeur des cylindres, en s’échappant par la colonne d’échappement dans la cheminée, produit dans la boîte à fumée une dépression qui donne lieu à une violente aspiration d’air par la grille du foyer; plus la vitesse d’écoulement de la vapeur est élevée, ce que l’on obtient en
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  - réduisant la section de l’échappement, plus le tirage est énergique; mais, d’autre part, la surface de contact de la vapeur avec les gaz est diminuée par le serrage des valves, et la contre-pression sur les pistons est augmentée, de sorte qu’il convient d’user de ce procédé avec mesure. L’importance du système d’échappement à adopter est très grande: on cherche à obtenir un tirage déterminé avec la contre-pression la plus faible possible sur les pistons. Ce résultat ne peut être réalisé complètement que par un ensemble de dispositions judicieuses s’appliquant aux conditions d’établissement de toutes les parties de la chaudière traversées par le courant gazeux ; mais la forme et l'emplacement de l’échappement ont généralement une action prédominante.
  - Le dispositif à valves habituel [fig. 61) ne paraît plus convenir pour les locomotives à grande vitesse et à grande surface de pistons récentes, il ne répartit pas également le tirage entre les diverses rangées de tubes, et il produit, d’autre part, une contre-pression trop élevée pour les fortes épaisseurs de combustible exigées par la grande puissance à développer.
  - La figure 72 montre un dispositif d’échappement variable, système Saillot et Bézier, de la Compagnie de l’Ouest; ce système comprend une tuyère annulaire A, fixée à la partie supérieure de la colonne d’échappement des cylindres, et une tubulure concentrique intérieure B. Un volet circulaire ou papillon C, venu de forge avec un arbre commandé par le mécanicien au moyen d’un levier se déplaçant sur un secteur denté, permet de faire varier de zéro à la totalité l’ouverture intérieure de cette tubulure : la section totale maximum d’écoulement de la vapeur est de 218 cm-, dont 82 cm2 pour la section annulaire et 136 cm2
  - Fig. 7-2. — Echappement Saillot et Bézier.
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  - pour la tubulure centrale ; la section minimum est de 82 cm2.
  - Des essais effectués sur une machinede banlieue à six roues couplées, ayant une surface de grille de 1,28 m2 et une surface de chauffe de 96,20 m'2, ont montré qu’aux fortes admissions (dans les démarrages et à la montée des rampes) on évitait un tirage exagéré avec ce dispositif, — le jet de vapeur présentant d’autre part une grande surface et produisant une bonne dépression aux faibles admissions. Avec le papillon entièrement fermé, on a obtenu une dépression de 130 mm d’eau dans la boîte à fumée, à la vitesse de marche de 15 km et avec une admission de 500/0; le papillon ouvert, la dépression a été de 35 mm. A la vitesse de 51km et avec une admission de 21 0/0, les dépressions respectives, suivant que le papillon était ouvert ou fermé, ont été de 05 mm et 19 mm.
  - Les locomotives du Chemin de fer du Nord construites depuis 1900 possèdent l’échappement circulaire à cône mobile ropré-sentéfigure 73, et qui a été étudié par M. Kœchlin, ingénieur des ateliers de machines. C’est la position en hauteur de ce cône qui règle l’intensité du tirage; un ajutage divergent à ailettes, présentant une surface hélicoïdale dont le pas est de 1 m, est disposé au-dessus : il imprime à la colonne de vapeur un mouvement de rotation qui produit un brassage efficace des gaz et de la vapeur, en augmentant la puissance vive du mélange. Avec une plus grande section de passage de vapeur, réduisant la contre-pression sur les pistons à basse pression, on obtient avec cette disposition le môme tirage
  - Fig. 73. — Échappement à cône mobile du Chemin de fer du Nord (serrage à fond).
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  - qu’avecles systèmes d’échappements précédemment employés En outre, la hauteur de la partie extérieure de l’échappement, reste constante, malgré la variation de la hauteur de l’ajutage. En pratique, ce nouvel échappement permet d’atteindre des vitesses plus élevées ou d’augmenter les charges remorquées, tout en donnant plus de facilité pour la conduite du feu. On a pu, grâce à ce système, relever de 35 L, soit d’une voiture à bogies, la charge maxima des trains rapides du réseau. Le diamètre de la cheminée, dans les machines munies de cet échappement,a aussi été ramené de 450 à 380 mm.
  - La figure 26 montre la disposition employée par la Compagnie Paris-Lvon-Méditerranéc depuis 1888. La cheminée, d’un diamètre de 540 mm, porte sur toute sa hauteur un noyau central en forme de cigare, fixé sur la tête d’échappement, dont il épanouit le jet; les points de contact de la vapeur avec les gaz sont augmentés et le tirage devient plus efficace. L’échappement proprement dit est variable et à valves ; il est disposé très haut dans la boîte à fumée.
  - Dans les compound B.3 nos 2601-2620 du môme réseau, construites en 1904, la colonne d’évacuation se termine par une tôte d’échappement avec couronne de souffleur ; dans cette tôte se déplace un cône mobile creux donnant un jet central fixe et un jeta couronne de diamètre intérieur variable, et par suite de section variable également. C’est le système du Chemin de fer du Nord.
  - Les tuyaux d’échappement des deux cylindres peuvent être réunis en une colonne unique dès le bas de la boîte à fumée (c’est le cas le plus général), ou séparés par une cloison jusqu’à une petite distance de la tôte ; cette dernière disposition est employée dans les machines Woolf à quatre essieux couplés du Chemin de fer du Nord, où elle donne d’excellents résultats.
  - Au début des chemins de fer, les colonnes d’échappement des deux cylindres étaient entièrement distinctes : cette disposition a été de tout temps en usage aux États-Unis, où on
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  - estime qu’elle supprime la communication d’un cylindre à l'autre que donne une colonne unique. On peut, dans le même ordre d’idées, séparer les deux conduits d’échappement d’un môme cylindre jusque très haut dans la boîte à fumée, ce qu’on obtient facilement avec des tiroirs cylindriques échappant par leurs bords extérieurs (Compagnie de l’Est, machines récentes).
  - Le système à deux tuyères fixes ci-dessus est appliqué sur les locomotives construites par Baldwin pour plusieurs réseaux français; la section totale des deux tuyères est de 127 cm2, comme dans les locomotives anglaises àune seule tuyère ayant des cylindres de 0,508 m de diamètre ; l'échappement fixe est employé dans ce dernier pays pour ne pas laisser aux mécaniciens la disposition d’un organe délicat dont ils pourraient faire un usage inconsidéré. Les sections minima et maxima données parles systèmes d’échappement variables employés en France sont très différentes, suivant les réseaux et les machines:
  - Réseau du Nord. 212 et 40 cm2, avec moyenne employée de 1G8 cm2
  - Machines Ricour du réseau de l’Etat........... 135 et 35 cm
  - — 2601-2620 du réseau P.-L-M........... 310 et 87 cm2
  - — 1801 du réseau du Midi.............. 329 et 131 cm2
  - Avec tous les systèmes d’échappement, il est nécessaire, pour obtenir un bon tirage, que la tuyère soit bien concentrique à la cheminée et lance le jet de vapeur exactement suivant son axe; si ce jet avait une direction oblique, les valves, par exemple, n’étant pas symétriques par rapport à la colonne d’échappement, il viendrait frapper la cheminée, et sa vitesse serait diminuée. Pour que les valves restent symétriques dans toutes leurs positions, il faut qu’elles soient sans jeu sur leurs carrés. Il importe aussi qu’elles se manœuvrent facilement, ce qui exige quelles ne soient pas encrassées ; cette condition implique elle-même un serrage à fond journalier de l’échappement.
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  - On a admis longtemps que la tuyère devait, pour donner un rendement maximum, déboucher légèrement au-dessus de la rangée supérieure de tubes. Les avis, aujourd’hui, paraissent partagés à ce sujet; la figure 26 montre que réchappementdes machines du Chemin de fer de Lyon se trouve placé très haut ; sur d’autres réseaux, il débouche à la hauteur de l’axe du corps cylindrique, au-dessous d’un prolongement de la cheminée dans la boite à fumée {fig. 39) ; celte dernière disposition paraît régulariser le tirage entre les tubes du haut et du bas et diminuer la contre-pression, la vapeur ayant un moins long-parcours à effectuer dans les tuyaux.
  - Pour que l’échappement soit suffisamment efficace, il faut encore que les coups en soient assez rapprochés, c’est-à-dire que la vitesse de rotation de la machine soit suffisante ; cette vitesse est très vite atteinte, meme dans les locomotives com-pound à deux cylindres, qui n’ont en marche normale que deux coups d’échappement par tour de roues. D’autre part, le tirage paraît augmenter constamment avec le nombre des coups d’échappement ; les locomotives à quatre cylindres à simple expansion seraient ainsi les mieux partagées sous ce rapport.
  - L’intensité de l’échappement ne dépendrait, pas de la tension que possèdela vapeur à la sortie des cylindres, mais seulement du poids de cette vapeur et de sa vitesse d’écoulement, réglée par le degré d’ouverture de la tuyère. Cette intensité se mesure par le vide relatif que l'échappement produit dans la boîte à fumée, et s'évalue en centimètres d’eau. Pour la déterminer, on se sert d’un tube en verre à deux branches gradué et bien calibré, qu’on emplit à un peu plus d’à moitié d’eau ; on introduit l’extrémité de l’iine des branches dans la boîte à fumée par un trou fait exprès dans la porte et muni d’une bague en caoutchouc. Quand la locomotive se met en marche, on voit le niveau de l’eau baisser dans la branche en communication avec l’atmosphère et monter d’une quantité égale dans l’autre : la différence des deux niveaux mesure la dépression
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  - produite. Plus cette dépression est forte, plus l’échappement est énergique ; en marche normale, elle est de 50 mm environ, et elle peut s’élever jusqu’à 120 et même 150 mm. La pression de l’air dans le cendrier par le fait de la marche vient encore augmenter le tirage : à 100 km, cette pression atteint environ 20 mm.
  - Les dépressions produites en marche ou à l’arrêt dans la boite à fumée peuvent être relevées au moyen d’un manomètre enregistreur; les diagrammes de la figure 74 sont la repro-
  - Oèmarrage
  - S\.
  - Changet. >ent demarche ramené au cran 5 'A rsa % de ta course dup/ston Echappement desséré Admission uo% échappement serre à fond
  - Ouverture dusoumteur
  - Chdrrg ‘démarché ramené à Fond de course te régit tuteur fermé
  - Arrêt du train Souffleur fermé
  - Fig. 74. — Diagramme de l’intensité du tirage.
  - duction de quelques bandes obtenues dans diverses circonstances de service. On voit que, pour que la dépression produite par l’échappement se maintienne à peu près constante entre deux coups consécutifs, il faut que la vitesse soit appréciable et les coups assez rapprochés : il convient alors d’avoir l’échappement aussi grand ouvert que possible ; quand la vitesse est plus faible, l’échappement un peu serré régularise l’écoulement de la vapeur et le tirage. Dans la marche à régulateur fei'iné, la dépression atteint 20 mm, et elle est seulement de 5 mm lorsque la machine est arrêtée, le souffleur fermé. On a reconnu au Chemin de fer du Nord qu’une visière de 00 mm de hauteur (fig. 12) augmente le tirage de 3 mm dans
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  - la marche à régulateur fermé. Pour réduire d'autre part la* résistance d’écoulement des gaz, et employer par conséquent un échappement aussi faible que possible, il convient d'avoir une grille toujours propre et un feu bien régulier.
  - Le diamètre de la cheminée doit être assez faible pour que le jet d’échappement forme un long piston l’emplissant complètement ; une forme légèrement conique paraît donner un meilleur rendement qu'une forme cylindrique. Dans des essais effectués aux Etats-Unis sur des colonnes d'échappement de hauteurs diverses, les meilleurs résultats ont été obtenus avec une tuyère débouchant à 0,308 m au-dessus de l’axe du corps cylindrique, soit très sensiblement, au-dessous-de la rangée supérieure de tubes.
  - 53. Souffleur. — Les souffleurs employés sur les locomotives sont ù jet unique ou à couronne; pour qu’ils soient efficaces,, il faut que la vapeur injectée dans la cheminée soit dirigée-suivant son axe. Celle condition n’est pas toujours réalisée dans les souflleurs à jet, assez souvent la vapeur est envoyée 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, 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 ainsi plus sûre et plus efficace que celle de ce dernier. 11 demande seulement à être nef lové plus souvent, car il s’encrasse généralement très vite.
  - On a vu que les compound du Chemin de Lyon possédaient un échappement annulaire avec noyau central ; ce noyau (fig. 26) est percé sur tout son pourtour de petits trous à travers lesquels est envoyée la vapeur du souffleur : celle disposL lion est simple, pratique et efficace. Sur le Chemin d’Orléans on fait usage aussi du souffleur annulaire qui produit encore, bien moins de bruit que celui à jet unique, ce qui est avan-
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  - lageux notamment lors des stationnements dans les gares. Ce système de souffleur est également employé sur le réseau du Nord; la'couronne [fig. 73) présente des ouvertures de 5 mm de diamètre, très rapprochées, de manière que les jets forment une ligne continue.
  - Le diagramme de la figure 74 montre que la dépression produite par le souffleur est bien moins élevée que celle que donne l’échappement : elle ne dépasse pas en effet 30 mm d’eau ; cependant on a obtenu 75 et même 120 mm dans des essais de vaporisation effectués au Paris-Lyon-Médiler-ranée.
  - 54. Appareils indicateurs de niveau d’eau. — Les tubes en verre indiquent la hauteur du niveau de l’eau dans la chaudière en vertu du principe des vases communicants. Des machines du Chemin de fer du Midi ont deux tubes, en plus des robinets de niveau d’eau communs à toutes les locomotives ; cette disposition permet de contrôler les indications de chacun des tubes par celles de l’autre et constitue également une mesure de sécurité dans le cas de rupture de l’un des tubes. Il est prudent de vérifier fréquemment les indications des tubes ; on les purgea cet effet en maintenant alternativement fermé chacun des robinets de communication d’eau et de vapeur. La purge doit dans chaque cas s’effectuer bien franchement; une purge lente serait l’indice d’une obstruction des conduits par du tartre, de la filasse ou un morceau de caoutchouc, et il faudrait y remédier au plus tôt, en contrôlant fréquemment dans l’intervalle les indications du tube par celles des robinets de jauge. La disposition de la figure 7G, où le logement de la bague en caoutchouc est un peu éloigné de l’extrémité du tube, empêche le caoutchouc ou la filasse refoulés par le serrage de l’écrou de venir boucher rentrée du tube.
  - Les divers robinets doivent fonctionner sans dureté tout en étant bien étanches, ce qui exige qu’ils soient fréquemment rodés et graissés au dépôt ; les conduits doivent être aussi
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  - vérifies, et débouchés au besoin aux lavages. Les mécaniciens s’occupent eux-mêmes du remplacement des tubes, et ils en ont toujours un certain nombre de rechange, bien coupés de longueur, dans leur outillage, avec les bagues et la filasse appropriés, ainsi qu’un coupe-tubes en bon état.
  - La partie inférieure du tube à niveau d’eau se trouve à 10 cm environ au-dessus du ciel de foyer; sur les lignes à fortes déclivités, cette hauteur est augmentée de 4à5cm au moyen d’une bague en bronze faisant corps avec l’écrou p resse-ga rn i tu re.
  - On a remarqué que les tubes se strient dans leur partie supérieure par l’action de l’eau provenant de la condensation de la vapeur, et qu’ils se rompent après un nombre à peu près régulier de jours de marche ; il est alors préférable de ne pas attendre que la rupture se produise pour remplacer le tube.
  - Divers appareils ou dispositifs ont été imaginés pour protéger le mécanicien et le chauffeur contre les éclats de verre et les projections d’eau et de vapeur qui accompagnent la rupture d’un tube : enveloppe en verre épais, protecteur en tôle, en laiton ou en treillage, billes ou clapets obturant les orifices, etc.
  - Le système Guillot-Chalou consiste (fig. 75) en des billes disposées dans les courants d’eau et de vapeur, et que la brusque dépression produite par la rupture du tube fait appliquer contre des sièges pratiqués à la sortie des tubulures : un robinet additionnel, auquel il suffit de faire faire un quart de tour, permet de purger le tube en fermant le robinet de communication inférieur sans que la bille supérieure ob-
  - Fig. 75. -
  - Tube à niveau d’eau système Chalou.
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- - Coupe suivant PF.
  - Coupe suivant OU -
  - Tube à niveau d’eau, système Serveau,
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  - ture son orifice propre. Gomme pour la bille inférieure, il suffit aussi d’ouvrir progressivement le robinet de purge pour que l’application de la bille contre son siège ne s’effectue pas.
  - Le système Serveau {ftg. 7G) offre l’avantage de permettre de vérifier le fonctionnement des clapets d’obturation et d’aider au besoin à les faire s’appliquer contre les orifices au cas où leur fonctionnement serait paresseux. Pour que ce fonctionnement s’effectue bien automatiquement, il suffit, du reste, que les garnitures des tiges des clapets soient refaites assez fréquemment, afin aussi qu’elles soient bien étanches.
  - La purge du tube peut se faire par la vapeur seule ou par l’eau seule en poussant le piston correspondant.
  - Le tube Klincher (fig. 77) comprend une monture en bronze qui est fermée au moyen d’une glace formant joint sur une garniture en amiante. Une taille spéciale du verre fait apparaître en noir la partie qui renferme de l’eau, tandis (pie celle qui contient de la vapeur est très claire; la séparation est ainsi très nette. Même rompue, si elle n’est pas brisée, la glace fait suffisamment joint, ses parties ne pouvant s’écarter, pour qu’il n’en résulte qu’une faible fuite n’exigeant pas la fermeture des robinets de communication, et l’indicateur peut généralement continuer à fonctionner en service jusqu’à la rentrée de la machine au dépôt.
  - Les tubes de niveau d’eau se rompent généralement sous l'influence des différences brusques de température occasionnées le plus souvent par un déplacement violent de l’eau delà chaudière sous l’action d’un changement brusque d’allure de la machine: accélération, principalement, à la suite par exemple d’un démarrage ou d’un desserrage très prompt du frein. L’eau de la partie avant de la chaudière, qui est
  - Fig. 76. — Indicateur (le niveau d’eau à prlace.
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  - .moins chaude <juc celle de la boîte à l’eu, se précipite alors vers le foyer et produit un refroidissement qui amène la rupture du tube. C'est principalement encore à la suite d’une alimentation prolongée en stationnement que ce fait se produit. Pour l’éviter la rupture du tube dans ce cas, il suffit de fermer les
  - Fig. 78. — Tube de niveau d’eau système Letluiillier-Pinel.
  - robinets de communication immédiatement avant le démarrage. On pourra sans crainte les rouvrir une ou deux minutes après.
  - Les robinets d’eau et de vapeur, dans les locomotives de l’Ouest non munies du tube Serveau, sont du système à garniture d’amiante (fig. 78), qui donne une bonne étanchéité avec un faible serrage laissant les clefs l rès libres dans les boisseaux ;
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  - depuis 1880, ce système a été appliqué successivement à plus de 500 machines. Le tube de niveau Lethuillier et Pinel peut comporter aussi des billes d’obturation en cas de rupture.
  - Le tube à niveau d’eau doit être soigneusement purgé à la' rentrée de la machine au dépôt pour le lavage, afin qu’il ne puisse donner de fausses indications lors du remplissage, ce qui pourrait se produire si, par exemple, la communication de la clarinette inférieure avec la chaudière était bouchée.
  - Toutes les locomotives comportent, en plus du tube de niveau d’eau, plusieurs robinets de jauge, trois ordinairement,, qui permettent de se rendre compte de la hauteur de l’eau dans la chaudière en cas de rupture de tube; le robinet inférieur doit toujours donner de l’eau, le robinet supérieur de la vapeur, et celui du milieu de l’eau le plus habituellement.
  - Une plaque en bronze portant un trait horizontal avec la mention: « limite inférieure du niveau de l’eau », est fixée sur la face arrière de la boite à feu, de telle façon que ce trait se t rouve à 10 cm au-dessus du ciel de foyer.
  - 55. Manomètre. — Les manomètres en usage sur les locomotives sont des manomètres métalliques du système Bourdon, dont le principalorgane est un tube aplati (fig. 79) ouvert à l’une de ses extrémités, qui est fixe, et fermé à l’autre, qui est au contraire mobile.
  - La vapeur pénètre dans ce tube, qui est confectionné en tôle de laiton d’un tiers de millimètre d’épaisseur, par sa partie fixe; sous son action il se déroule, entraînant dans son mouvement, par l'intermédiaire d’une petite bielle, une aiguille dont l’extrémité se meut sur un cadran gradué indiquant 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 démont re aussi que les mouvements d'enroulement et de
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  - déroulement du tube sont intimement liés à ceux de chaque section de l’anneau : donc, quand la vapeur pénétrera de la chaudière dans le tube, chaque section de celui-ci tendra à devenir circulaire et d’autant plus complètement que la pression de cette vapeur sera plus élevée pour un appareil donné. Ce mouvement entraînera immédiatement un déroulement proportionnel du tube et, par conséquent, un déplacement correspondant de l’aiguille.
  - L’action directe de la vapeur à une haute température sur le tube altérerait à la longue l'élasticité du métal; pour éviter cet i nconvénien l, ondonne au tuyau qui relie la chaudière au manomètre une forme concave dans la partie se raccordant à ce dernier : de cette façon l’eau provenant de la condensation de la vapeur dans le tuyau emplit cette partie cintrée, et c’est par son intermédiaire que la pression de la chaudière se transmet au tube. Dans le cas d’emploi de vapeur surchauffée, la soudure d’étain qui fixe le tube en laiton sur la monture pourrait fondre sans cette précaution; il faut bien se garder de laisser la vapeur arriver au manomètre, par exemple en desserrant l'écrou-raccord du tuyau pour provoquer une fuite d’eau.
  - 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 le tube pourraient le fausser. On ne doit pas, pour la même raison, prendre le corps du tube entre ses doigts, lorsque le manomètre est démonté ou le
  - Fig. 79. — Manomètre métallique Bourdon.
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  - verre enlevé, pour le faire fonctionner, mais agir, et avec précaution, sur la petite bielle.
  - Les mécaniciens doivent demander la vérification du manomètre lorsque l’aiguille ne revient pas au zéro, la chaudière étant sans pression, et surtout quand la position de l’aiguille ne correspond pas au chiffre du timbre au moment où les soupapes de sûreté commencent, à se soulever.
  - Une flèche rouge est tracée sur la division du manomètre qui correspond au timbre; la tubulure du manomètre porte une bride qui permet d’y adapter un manomètre-étalon pour la vérification des indications, laquelle se fait généralement une fois par mois au dépôt.
  - 56. Injeeteurs. — Les injeeteurs sont formés essentiellement d'un corps ou enveloppe [fig. 80), d’une tuyère fixe ou
  - mobile, d’un cône convergent, muni ou non d'une aiguille, enfin d’un cône divergent. Le fonctionnement de l'injccteur aspirant, imaginé par Gilford en 1850, est basé sur la propriété dont jouit un jet de vapeur
  - Fig. 80.
  - Principe et fonctionnement de l’injecteur.
  - agissant à l'intérieur d'un tuyau par un orifice conique de produire en deçà une aspiration due au vide obtenu par le refoulement des masses gazeuses placées au delà.
  - Dans la mise en marche d’un injecteur monté en charge, c’est-à-dire en contre-bas des caisses à eau et où l'eau arrive par son propre poids, le robinet d'eau que porte l’appareil étant ouvert en grand, si on décolle le pointeau de prise de vapeur sur la chaudière, la vapeur pénètre dans l'injecteur par la tuyère et se condense au contact de l’eau arrivant par les deux extrémités du cône. La pression de la vapeur étant très faible par suite du peu d’ouverture du pointeau, le
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  - mélange ainsi formé s’écoule d’abord à l’extrémité des cônes convergents par le trop-plein ; mais, si on augmente progressivement l’ouverture de la prise de vapeur, la pression de cette vapeur dans l’appareil s’élève, et le mélange prend une grande vitesse dans le cône convergent : en réduisant l'ouverture du robinet d’eau de manière à faire cesser l’écoulement par le trop-plein, l’eau entraînée par la vapeur s’écoule avec force dans le tuyau de refoulement, et elle pénètre dans la chaudière en soulevant le clapet de retenue. La force vive que possède le mélange d’eau et de vapeur est telle qu’on a pu construire des injecteurs fonctionnant avec la vapeur d’échappement seule, lorsque la pression dans la chaudière ne dépassait pas 5 à 6 kg. Dans l’injecteur Giffard primitif, le réglage de l’eau se fait en déplaçant la tuyère du cône convergent, et l’introduction de la vapeur en écartant progressivement une •aiguille de l’orifice de la tuyère ; tous les cônes ou organes intérieurs des injecteurs actuels sont fixes, au contraire.
  - 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 train de l’injecteur. Dans les appareils les plus perfectionnés, cette eau peut être à une température de 35 à 42°. Le débit d’un injccteur par heure est donné par la formule 28d2 \/n, dans laquelle d est le diamètre minimum du cône divergent en millimètres, et n la pression à la chaudière en atmosphères.
  - Les injecteurs ordinaires augmentent de 40° environ la température de l’eau d’alimentation; leur débit varie, comme le montre la formule, avec la pression et avec la dimension du cône divergent à son point le plus étroit. C’est cette dimension qui sert à désigner le numéro de l’injecteur : on dit ainsi un injecteur de 9-10 ou 12 mm. Enfin la vapeur prise dans la chaudière entraîne un poids d’eau 13 fois environ supérieur au sien.
  - L’injecteur Giffard tel qu’il a été imaginé en 1859 par le célèbre inventeur est encore en usage, avec quelques modifi-
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  - cations, sur des machines anciennes des réseaux de Lyon et de l’Est; les autres types les plus employés sont le Sellers et le Friedmann.
  - L’injecleur Sellers, d’invention américaine, date de 1865 ; il a été employé en France par la Compagnie de Lyon, d’abord, pour ses premières locomotives compound, puis par les Chemins de fer de l’État et de l’Est : il est utilisé aujourd’hui sur tous les réseaux français. Cet injecteur est aspirant et son fonctionnement est des plus simples. Le clapet a{fig. 81)
  - Fig. 81. — Injecteur Sellers.
  - d’entrée de l’eau dans l’appareil reste constamment ouvert, on le manœuvre seulement pour régler le débit; 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 la figure. Pour alimenter, il ne reste plus qu’à ouvrir la prise de vapeur sur la chaudière, puis le pointeau G d’entrée de vapeur dans l’appareil, d’une très petite quantité d’abord, pour l’amorçage.
  - Le téton dont est muni le pointeau C reste engagé pendant ce déplacement dans la tuyère F; mais, en s’écartanl de son siège, ce pointeau établit une communication entre la vapeur arrivant de la chaudière par le tuyau O et l’intervalle annu-
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  - laire compris entre la tuyère F et la pièce G, ce qui produit l’aspiration de l’eau du tender par le tuyau H et le clapet a. Cette eau s’écoule par le clapet de trop-plein b et le tuyau K jusqu’à ce qu’on ouvre plus complètement la prise de vapeur sur l’injecteur; à ce moment, le téton du pointeau C s’échappe totalement de la tuyère, la vapeur pénètre dans cette dernière et, à sa sortie par l’extrémité avant, elle se mélange à l’eau d’alimentation qu’elle entraîne par le divergent dans lq.chau-dièrc.
  - Cet injecteur est automatique, c’est-à-dire que, s’il vient à se désamorcer — par exemple si l’eau se retire de la tuyauterie
  - VA
  - F.'.!
  - I 1
  - A fa
  - Fig. 82. — Injecteur Friedmann.
  - dans la marche en arrière de la locomotive lors d’un serrage brusque du frein — il se remet de lui-meme en marche, sans qu’on ait besoin de fermer, puis de rouvrir le pointeau de prise de vapeur, dès que l’eau arrive de nouveau au clapet a.
  - Les figures 82 et 83 représentent deux injecteurs Fried-
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - manu aspirants, l’un du type ordinaire, l’autre du type 1895 ou perfectionné ; c’est ce dernier qui paraît le plus employé actuellement, en France, sur les locomotives de construction récente, avec l’injecteur de la série Z du même constructeur. Dans l’injecteur ordinaire [fig. 82) :
  - A est le tuyau (l’amenée de vapeur à l’appareil ;
  - B, le tuyau d’aspiration d'eau;
  - G, le tuyau de refoulement à la chaudière;
  - V, la soupape d’entrée de vapeur dans l’injecteur;
  - M, le levier de manœuvre de cette soupape ;
  - K, la soupape de trop-plein;
  - X, un bouchon à vis permettant de retirer les tuyères ;
  - Y, la soupape de retenue;
  - L, un raccord pour le montage d’un tuyau d'incendie.
  - L’injecteur perfectionné représenté sur la figure 83 comporte, en outre, une communication entre la chambre de trop-plein PP et l’arrivée d’eau D dans l’injecteur, — cette communication pouvant être interrompue des deux côtés, simultanément ou séparément, par une soupape automatique R à ressort et par le robinet d’eau lui-même, de façon à revenir alors au fonctionnement ordinaire. En pratique, voici quel est le fonctionnement de l’injec-teur perfectionné.
  - Lorsque, pour amorcer l’injecteur, on ouvre la prise de vapeur sur la chaudière, cette vapeur, avant de se mélanger à l’eau, vient appuyer sur le clapet R, qui reste donc fermé. Mais, dès que l’injecteur est amorcé, un vide relatif s’établit en PP, et, si l’on manœuvre le robinet d’eau de manière à établir une communication entre le tuyau
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  - d’aspiration et la chambre intermédiaire, le clapet R se soulève et une quantité d’eau additionnelle se mélange à celle aspirée directement.
  - Cette disposition augmente le rendement en eau refoulée de 20 0/0 environ pour les pressions de 10 à 14 kg, sans augmentation de dépense de vapeur; mais il est évident que la température du mélange s’abaisse en proportion inverse. Pour diminuer la quantité d'eau injectée, il suffit d’interrompre la communication entre le tuyau d’aspiration et la chambre intermédiaire en manœuvrant d’une quantité déterminée le robinet D ; en continuant le mouvement dans le même sens, on diminue aussi l’arrivée directe de l’eau dans l’injectcur et, par suite, le débit. Pour une meme pression, ce débit peut varier delà sorte entre 51 0/0 cl 37 0/0, suivant le chilire de celle pression, comme le montre le graphique de la figure 84, qui indique encore les températures maxima
  - 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U 12 13 lf 15
  - ____o^TreSsian en kilos
  - _____ Rendements maxima _________ Rendements mmima
  - d’amorçage. Pour la pression
  - ________Températures maxima .
  - Fig. 84. — Graphique des débits et température d’amorçage de l'injec-teur perfectionné Frfedmann.
  - de 10 kg, le débit maximum d’un injecteur de 9,5 mm est de 155 1 par minute, et de 167 1 pour la pression de 11 kg. (Le débit des injecteurs série Z n° 10, employés par la Compagnie d’Orléans dans ses dernières eompound, est de 230 1 par minute à la pression de 12 kg.)
  - Cette grande variabilité du débit est favorable à une alimentation continue, même pour des charges et des vitesses de train assez diflérentes. On peut alors installer du côté du chauffeur un injecteur d’un grand débit, suffisant pour corn-
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - penser les plus grandes dépenses de vapeur de la machine, sans qu’on soit obligé à aucun moment d’alimenter avec le second injecteur. Celui-ci peut aussi être du même numéro que le premier, et être placé également du côté du chauffeur, de manière à pouvoir remplacer le premier injecteur s’il vient à manquer.
  - Les injecteurs aspirants peuvent être disposés sous l’abri, généralement contre la face arrière de la boîte à feu, avec le minimum de longueur de tuyauterie à l’extérieur; ils sont ainsi garantis de la gelée en service. Le tuyau de prise de vapeur monte intérieurement dans la chaudière vers la partie supérieure de la boîte à feu ou d’un piètement spécial, de manière à donner de la vapeur bien sèche. Le tuyau de refoulement peut aussi pénétrer immédiatement dans la chaudière et venir déboucher, vers l’avant du corps cylindrique, dans la vapeur; l’eau s’échauffe alors dans ce parcours et elle est sensiblement à la température de celle de la chaudière lorsque s’effectue le mélange. Il n’y a pas ainsi de refroidissement d’une certaine partie de la chaudière comme lorsque l’alimentation s’effectue dans l’eau, et, par suite, de contraction pouvant fatiguer les tôles et les tubes.
  - Les matières calcaires contenues dans l’eau d’alimentation se déposent en partie sur les parois du tuyau de refoulement, à mesure que l’eau s’échauffe ; pour ne pas trop laisser entartrer ce tuyau, qui pourrait même se boucher complètement au bout de peu de temps, il est utile de le nettoyer fréquemment. Les injecteurs peuvent, à la longue, s’entartrer eux-mêmes; pour sortir les tuyères, il suffit de démonter le bouchon X ; on les décape ensuite, en les laissant pendant quelques minutes dans un bain d’eau acidulée au dixième. Dans les derniers injecteurs Friedmann-Lavezzari, les tuyères en contact avec la vapeur sont en nickel pur, métal ne s’attaquant pas sous l’effet des pressions élevées comme le bronze, qui subit une usure assez rapide de ce fait lorsque la pression dépasse 10 ou 11 kg.
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  - 193
  - M. Desgeans, ingénieur principal des ateliers d’Épernay, a fait sur les divers types d’injecleurs employés sur le réseau de l’Est des expériences très intéressantes, dont le résumé est donné dans le tableau ci-après. Ces essais ont porlé sur ia facilité d’amorçage, le débit, la température de l'eau refoulée, etc. ; le tableau donne aussi les prix d’acquisition des injecleurs et les dépenses de montage; sous le rapport, de la température maximum que peut avoir l’eau d'alimentation et du débit, les injecteurs essayés se sont classés dans l'ordre suivant :
  - 1° F ri od matin aspirant série H, perfectionné {fig. 83);
  - 2° Friedmann non aspirant., ancien type;
  - 3° Scllers [fig. 79) ;
  - 4° Friedmann aspirant, série T;
  - 5° Giffard;
  - 6° Gresham et Craven.
  - De toutes les Compagnies françaises, celle de Lyon a été ia seule à n’employer qu’un injectcur, sans pompe, sur ses locomotives; mais ses compound possèdent deux injecteurs. Toutes les autres Compagnies emploient deux injecteurs, ou bien un injecteur et une pompe; les pompes tendent actuellement, à disparaître en France, mais elles sont encore assez employées en Angleterre et aux États-Unis.
  - Quand les locomotives possèdent deux injecteurs, le débit de ces injecteurs est souvent différent ; celui qui est placé du côté du chauffeur a un débit assez faible, qui permet de l’employer d’une façon presque continue, en dehors des moments où l’on charge le feu, sans provoquer de baisse de pression. Le second injecteur ne s’emploie que lorsque les soupapes de sûreté se soulèvent abondamment, ou bien quand on a besoin de faire monter rapidement le niveau de l’eau dans la chaudière. Il est bon, cependant, de se servir de ce second injecteur tous les jours au moins une fois, afin de pouvoir compter sur un fonctionnement certain en cas de besoin. On a vu que, sur les locomotives puissantes, les deux injecteurs
  - 13
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - ont souvent meme débit et se trouvent placés parfois tous les deux du côté du chauffeur.
  - 57. Pompes. — Les pompes ont été seules en usage sur les locomotives avant l’invention de l’injecteur Giiïard; depuis 1878 environ, les Compagnies du Midi et de l'Orléans, qui les avaient conservées, n'en munissent plus les locomotives neuves, et elles les suppriment même depuis 1889; mais un assez grand nombre de machines anciennes à deux, à trois ou quatre essieux couplés de ces deux réseaux ont encore une pompe avec un injecteur.
  - Ces pompes sont du système dit à plongeur, et consistent en un long piston plein qui se déplace dans un corps en fonte ou en bronze muni de soupapes d’aspiration et de refoulement en communication, Tune avec le tender, l’autre avec la chaudière. Le plongeur sort du corps de pompe dans un presse-étoupe servant en môme temps de guide ; il est commandé par une pièce du mécanisme ou par un excent rique spécial monté sur un essieu. En s’éloignant du fond du corps de pompe, le piston fait le vide derrière lui; sous l’action de la pression atmosphérique, l’eau venant, du tender soulève le clapet d’aspiration et pénètre dans l'appareil ; à la course suivante, le piston comprime cette eau, qui se rend à la chaudière en soulevant le clapet de refoulement. Un second clapet est placé à l’entrée de la tonne, à côté du robinet de sûreté. Un robinet d’épreuve permet au mécanicien de s’assurer du bon fonctionnement de la pompe. Pour alimenter avec les pompes, il suffît d’ouvrir le clapet de prise d’eau sur le tender; dans sa position de fermeture, il est nécessaire que ce clapet soit étanche, afîn qu’on puisse arrêter l’alimentation quand on le désire.
  - 58. Réchauffage de l’eau d’alimentation. — Le réchauffage de l’eau d’alimentation par la vapeur d’échappement ou par les gaz de la cheminée a été pratiqué dès le début des
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- - PRIX
  - TYPE MODE
  - des de o P d
  - G ~
  - 1NJECTEURS FONCTIONNEMENT S £*- "C < zZ J; Cl. 5 ^ TOTAL
  - f f f
  - G i ffard Aspirant horizontal. 90,75 450,20 540,95
  - Friedmann Non aspirant 180 » 353 » 533 »
  - ancien type. horizontal.
  - Sellers Aspirant, ho- 247 » 370,53 617,53
  - montai.
  - Gresham.... Aspirant ver- 293,75 73,56 367,31
  - tical.
  - Friedmann H Aspirant ho- 220 » 370,53 590,53
  - (type 1895 ou perfectionné). rizontal. Aspirant ver-
  - Friedmann T 250 » 73,86 323,86
  - tical.
  - AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS
  - EMPLACEMENT
  - occupé par l’appareil et ses accessoires
  - Exige un grand emplacement, appareil encombrant.
  - Tientpeu de place, mais nécessite une installation compliquée.
  - Tientpeu de place, facile à installer.
  - Tient très peu de place, rend inutile toute tuyauterie extérieure.
  - Tient peu de place, facile à installer.
  - Tient peu de p’ace, rend inutile toute tuyauterie extérieure.
  - SIMPLICITE ET SOLIDITÉ
  - des organes, facilités de démontage
  - Très solide,simple, un peu long à démonter.
  - Solide,simple, très facile à démonter.
  - Assez solide, un peu compliqué, facile à démonter.
  - Assez solide, simple, facile à démonter.
  - Assez solide, un peu compliqué.
  - Assez solide, passablement compliqué, un peu Ions* à démonter.
  - RISQUES
  - de
  - gelée
  - Assez faibles
  - Très grands
  - Faibles
  - Presque nuis
  - Faibles
  - Presque nuis
  - COMMODITE ET RAPIDITÉ
  - de manœuvre
  - Manœuvre re-1 a t i ve m en t commode, mais assez longue.
  - Manœuvre peu commode et assezlongue.
  - Manœuvre très commode et très rapide.
  - Manœuvre commode et assez rapide.
  - Manœuvre très commode et très rapide.
  - Manœuvre commode, mais un peu longue.
  - SURETE
  - d’amorçage
  - Amorçage peu sûr au-dessus de 10 kg.
  - Amorçage assez sûr à toutes les pressions.
  - Amorçage très sûr à toutes les pressions.
  - Amorçage difficile au-dessous de 10kg.
  - Amorçage très sûr à toutes les pressions.
  - Amorçage très sûr à toutes les press ons.
  - (1) Ces prix ne sont donnés qu’à titre de simple indication, ces appareils ayant été construits à différentes époques et par divers fournisseurs.
  - o
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - chemins de fer; parmi les diverses dispositions imaginées, l’appareil Kirchweger, utilisant une partie de la vapeur d’échappement pour réchauffer l’eau du tender, a été très employé de 1850 à 1860, notamment en Allemagne; essayé au Chemin de fer de Lyon en 1851, il donna lieu à une économie de combustible de 8 à 10 0/0, l’eau se trouvant portée à une température voisine de 100° ; cette température ne permettant pas l’emploi de l’injecteur, l’alimentation était faite au moyen de pompes.
  - Un injecteur Mazza, utilisant directement une partie de la vapeur d’échappement, a été essayé au Chemin de fer du Nord en 1879, et un injecteur Manlove, fonctionnant presque uniquement avec de la vapeur d’échappement, au Chemin de fer d’Orléans, à peu près à la même époque; ils donnaient tous les deux une économie de combustible considérable, évaluée à 15 0/0, mais ils ne permettaient pas une alimentation continue et présentaient encore d’autres inconvénients qui ne permirent pas d’étendre leur emploi.
  - Un injecteur à vapeur d’échappement, système Davies et Metcafel, a été appliqué vers 1899 par la Compagnie de l’Ouest à deux locomotives à grande vitesse. Cet injecteur utilise, dans les parcours effectués à régulateur ouvert, une partie de la vapeur d’échappement de la machine pour réchauffer l’eau d’alimentation : ce réchauffage s’effectue dans une première partie de l’appareil ; l’eau pénètre ensuite dans la seconde partie, qui reçoit de la vapeur vive de la chaudière, puis elle est refoulée dans la chaudière. C’est en définitive un injecteur double, dont le premier fonctionne avec delà vapeur d'échappement, additionnée encore d’un peu de vapeur vive. Dans les parcours effectués à régulateur fermé et dans les stationnements, le premier injecteur peut fonctionner uniquement avec, de la vapeur vive ; la marche de l'appareil peut donc être continue. Cet injecteur donne lieu à une petite économie de combustible et facilite la conduite.
  - Le Chemin de fer d’Orléans, de son côté, a appliqué à une
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  - 197
  - vingtaine de locomotives à marchandises un réchauffeur-dégraisseur dû à M. Lencauchez et dont le principe consiste à réchauffer l’eau d’alimentation par son mélange avecune certaine proportion de vapeur d’échappement, après que cette dernière a été débarrassée de son huile dans un dégraisseur spécial accolé au réchauffeur. L’économie donnée par cet appareil est de 5 à 10 0/0, suivant l’habileté des mécaniciens; l’eau est portée dans le réchauffeur à une température un peu inférieure à 100°, et l'alimentation se fait au moyen d'une pompe disposée en charge.
  - Le « London and South Western Ry » emploie sur un grand nombre de locomotives un système de réchaufleur dû à son ingénieur en chef, M. Drummond, et qui est une sorte de condenseur à surface et à mélange à la fois. Ce condenseur est formé d’une caisse disposée longitudinalement sous le tender et comprenant 05 tubes en laiton de 32 mm de diamètre extérieur, traversés par une dérivation de la vapeur d’échappement.
  - L’espace entre les tubes est en communication avec l’eau du tender, laquelle suit dans le condenseur un chemin opposé à celui de la vapeur, réalisant ainsi un chauffage méthodique. L’eau réchauffée se môle ensuite à la vapeur condensée, et le tout est refoulé à la chaudière par un petit-cheval monté en charge, en traversant encore un tuyau disposé dans la boîte à fumée. La température de l’eau à son entrée dans la chaudière atteint ainsi 85° G.
  - Par rapport à l’alimentation avec de l’eau à 15°, en ne tenant pas compte de la dépense de vapeur du petit-cheval, l’économie théorique est de (85 — 15) : 665 = 10,5 0/0, et, en considérant le rendement de la chaudière, estimé à 65 0/0, de
  - En service, l’économie de combustible s’élève à 20 0/0, la
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  - LE MÉCANICIEN DE.CHEMIN DE FER
  - consommation des machinesétant descendue de 9 kg par kilomètre, qu’elle était avant le réchauffage, à 7,20 kg.
  - La quantité de vapeur d’échappement nécessaire pour réchauffer l’eau d’alimentation n’est pas, par ailleurs, très élevée. Un kg de vapeur à 100° contient en effet 637 cal, alors qu’il n’en faut que 83 pour porter 1 kg d’eau de 15 à 100° ; par suite, 1 kg de vapeur d’échappement peut réchauffer 637 : 8o = 7 1 d’eau, et le réchauffage de l’eau d’alimentation 1
  - n’exige ainsi que - du poids de la vapeur d’échappement.
  - Le réchauffage de l’eau peut aussi se faire au moyen de la vapeur d’échappement du petit-cheval ; ce mode de réchauffage est employé en Amérique, où l’on estime qu'une élévation de température de 6° C. produit une économie de combustible de J 0/0.
  - 59. Eau d’alimentation. — 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 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 et qui vaporisent par conséquent une plus grande quantité d’eau, une croûte adhérente et plus ou moins épaisse, dont les principaux inconvénients sont d’attaquer le mêlai et de diminuer d’une façon sensible la conductibilité des surfaces de chauffe.
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  - 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 méthodes réunies sous forme d’un liquide appelé antitar-irique, 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 campêche eide carbonate de soude, ou d’autres produits similaires : l’opération se poursuit jusqu’à ce que le mélange marque 10 à 11° à l'aréomètre Baumé.
  - Des locomotives du réseau de l'Etat faisant le service sur le littoral de l’Océan, où les eaux d'alimentation sont saumâtres, sont traitées au tartrifuge « le William's», qui est un composé de tanin et de chlorure de baryum ; elles sont munies pour cet emploi d'un robinet d’extraction en marche destiné à expulser de la chaudière les produits de la réaction sur les sels de l’eau d’alimentation. Ce tartrifuge, qui, suivait l’inventeur, augmenterait encore la vaporisation et le rendement des chaudières, est aussi employé à titre d’essai sur dix locomotives du Chemin de fer du Nord.
  - Mais ces produits n'atteignent pas toujours le but qu’on se propose, 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 tropabondam-ment 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
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  - empocher les chaudières de s’enlartrer lorsque l’eau d'alimentation marque plus de 25° à Vhyclrotimctre ('), et il faut alors épurer celte eau avant de s’en servir. Par ce procédé on opère 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 peut se vérifiera la seule inspection des chaudières, dont les tubes demeurent propres et lisses.
  - La Compagnie du Nord pratique cette épuration sur une très grande échelle — elle traite en effet plus de 10.000 m3 d’eau par jour— et elle en retire d’excellents résultats; les fraisd’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 du foyer et des tubes due à l’absence de dépôts sur les parois.
  - Ainsi qu’on l'a dit, les incrustations sont constituées le plus souvent par du carbonate de chaux et par du sulfate de chaux. La Compagnie 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 neut res 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 insoluble, qui se précipite également au fond de l’appareil, et du sulfate de soude. Ce dernier corps reste en dissolution dans
  - (}) Le degré hydrotimétrique d’une eau est le nombre de centigrammes de matières étrangères que renferme 1 1 de cette eau; l’hydrotimètre est l’appareil qui sert à effectuer cette mesure.Le degré hydrotimétrique 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°.
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  - 20 L
  - 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 Y alumine, l1oxyda 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 5° hydroti-métriques ; 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°.
  - Mais les réactions qui transforment les impuretés nuisibles en impuretés insolubles donnent naissance à des précipités qui troublent la limpidité de l’eau, cl qu’il faut séparer de cette dernière. La Compagnie 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 celle 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 quarante-huit 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 distribution, à travers des filtres d’éponge 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
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 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’État, à Loudun, où le résultat obtenu est bon ; l’eau naturelle, qui marque 40° à l’hydroiimètre,est ramenée à 5°,5 par Faction combinée de la chaux et de la soude. Les frais d’épuration reviennent à 0,088 fr par mètre cube d’eau traitée.
  - Un autre système d’épuration basé sur le môme principe, mais plus simple, le système Gaillet {fig. 85), 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 36°, elle est ramenée à 5° pour une dépense de 0,024 fr seulement par mètre cube (l’amortissement de l’installation non compris).
  - wi=
  - j
  - Fig. 85. — Epurateur d’eau d’alimentation système Gaillet.
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  - 203
  - D’autres systèmes automatiques, basés sur le même principe de traitement de l’eau par la chaux et la soude, fonctionnent sur plusieurs autres réseaux français : l’appareil Desrumeaux, notamment, est employé sur les réseaux du Nord, d’Orléans, de l’Ouest et de l’État.
  - 60. Dôme et tuyaux de
  - — La vapeur se rendant aux cylindres doit être prise dans la chaudière aussi sèche que possible, l’eau entraînée constituant une perte directe de calorique, en augmentant encore l’humidité des parois des cylindres et les condensations de la vapeur par l’effet de ces parois.
  - Presque toutes les chaudières de locomotives sont munies d’un dôme de prise de vapeur, qui est placé généralement sur la virole milieu {fig. 61) ou la virole avant du corps cylindrique ; au Paris-Lyon-Méditerranée, il est complété [fig. 26) par un diaphragme percé de trous, et par des tuyaux Cramplon traversant le diaphragme pour se recourber vers le bas en col de cygne, destinés à débarrasser plus
  - prise de vapeur. — Régulateur.
  - Fig. 86. — Régulateur vertical à deux tiroirs.
  - complètement la vapeur de l’eau entraînée. La Compagnie de l’Est remplace ses anciens tuyaux Crampton par des chicanes disposées dans le dôme.
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  - Un grand nombre de locomotives de l’Orléans possèdent un second dôme placé au-dessus de la boîte à feu et relié au dôme de prise de vapeur par un tuyau de grand diamètre : cette disposition augmente sensiblement le volume de vapeur de la chaudière, elle permet d’obtenir cette vapeur plus sèche et aussi de marcher avec un niveau d’eau plus élevé sans craindre le primage. Cette disposition de deux dômes, qui a été employée aux États-Unis dès 1866, est aussi très usitée en Autriche.
  - Le régulateur consiste en un tiroir ou un clapet, simple ou double, qui se déplace sur une table ou sur un siège placé à l’origine du tuyau conduisant la vapeur de la chaudière aux boîtes à tiroirs; il se fixe verticalement (ftg. 86) ou avec une faible inclinaison à la partie supérieure du dôme [fig. 87), ou horizontalement dans une cuvette en fonte boulonnée à un tuyau débouchant vers le haut du dôme. Dans les locomotives de la série 6121-38 du Chemin de fer du Nord, il y a deux régulateurs [fig. 34) : l’un sert pour la marche normale en compound, l’autre est utilisé pour admettre de la vapeur vive dans les cylindres à basse pression en cas de marche avec admission directe aux quatre cylindres; ces régulateurs sont disposés tous les deux dans le dôme, et ils ont chacun leur mécanisme de commande.
  - Les régulateurs sont généralement actionnés, en France, par un levier calé directement à l’extrémité d’une tringle intérieure qui sort de la chaudière à travers la paroi arrière de la boîte à feu, dans un presse-étoupe, ou par un levier disposé horizontalement au-dessus de la boîte à feu et
  - Fig. 87. — Régulateur incliné à deux tiroirs des machines
  - anciennesduP.-L.-M.,duP.-G. et de l’Etat.
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  - qui est relié à une tringle extérieure sortant du dôme ou de la boîte à régulateur. La tringle reçoit du levier un mouvement de rotation dans le premier cas, et de translation dans le second.
  - La figure 86 représente un régulateur vertical à deux tiroirs, employé sur beaucoup de locomotives récentes. La table est percée de deux orifices rectangulaires P, O, qui peuvent être recouverts complètement par les deux parties M,T du tiroir principal. L’ouverture qui existe dans le milieu de ce tiroir est découpée de façon que, dans le mouvement d’abaissement de la tringle de commande, les deux orifices commencent ù être découverts en même temps.
  - Le petit tiroir L se déplace sur le dos de la partie supérieure du tiroir principal ; une disposition spéciale de la queue d’entraînement permet de le manœuvrer d’abord, et cette manœuvre se fait aisément, parce que la pression qui l’appuie sur le dos du grand n’est pas très élevée ; en même temps que la vapeur passant par l’orifice découvert se rend aux cylindres, elle vient agir sur le dessous du grand tiroir qu’elle équilibre presque entièrement et qu’on peut alors facilement manœuvrer. Toutefois il est encore nécessaire de ramener le changement de marche vers le point mort, pour la raison suivante. Lorsque la machine se déplace avec le changement de marche à fond de course, la vapeur qui passe par le petit régulateur et qui a une pression réduite est aisément débitée par les cylindres, dont les lumières restent ouvertes pendant presque toute la course des pistons; la pression n’augmente donc pas dans les tuyaux, et elle n’équilibre pas .suffisamment le grand régulateur, qui resterait très dur à ouvrir. Si, au contraire, on ramène la marche vers le point mort, la course des tiroirs se trouve réduite, et ils ne découvrent les orifices que pendant moins de la moitié de la course des pistons; la pression de la vapeur peut alors s’élever et devenir sensiblement égale à celle de la chaudière, en équilibrant presque entièrement le grand régulateur.
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  - Lorsqu’un tiroir rompu laisse passer la vapeur de la chaudière directement dans l’échappement, cette vapeur trouvant un libre écoulement dans l’atmosphère subit une perte de pressionpresque complète ; elle n’agit plus ainsi suffisamment sous le grand tiroir, qu’il devient très difficile d’ouvrir. Pareil fait se produit dans les locomotives à distribution Bon-nefond des Chemins de fer de l’État lorsqu’un tiroir d’admission qui, normalement, devrait être fermé, est resté ouvert ; l’orifice d’échappement correspondant est également ouvert, du moins habituellement, et la vapeur de la chaudière s’écoule directement dans l’atmosphère.
  - La section des orifices du petit régulateur est en moyenne de 10 cm2, et celle du grand régulateur de 100 cm2 ; cette section est généralement plus forte qu’il ne conviendrait, et c’est ce qui fait qu’on peut marcher avec une ouverture réduite (la moitié environ de la section totale), qui par ailleurs tend à réduire les entraînements d’eau et les coups de bélier dans les boîtes à vapeur.
  - Quand les régulateurs n'ont pas de tiroir spécial de démarrage, l’un des orifices a parfois une section triangulaire ou pentagonale, dont la pointe se découvre d’abord, de manière à donner une admission de vapeur progressive ; le second orifice ne se découvre lui-même qu’après que le premier est totalement ouvert.
  - Les locomotives de construction américaine sont munies de régulateurs à soupape double qu'il est facile d'équilibrer; ces régulateurs sont généralement moins étanches que ceux à tiroir. Dans ses dernières machines, le Chemin de fer de Lyon emploie une soupape équilibrée mieux conçue et qui paraît devoir se répandre.
  - Le régulateur Ed. Roy [fig, 88) est appliqué à une dizaine de locomotives à distribution Bonnefond du réseau de l’État. Il est formé de deux 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
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  - qu’il faut développer pour produire l’ouverture du petit clapet est assez faible; dès qu’il se trouve détaché de son siège, il se trouve équilibré, et il se manœuvre sans difficulté : la vapeur passe alors sous le grand clapet, elle l’équilibre presque complètement aussi et sa manœuvre devient également très douce.
  - Ce système de régulateur demande à être parfaitement monté pour être étanche ; il n’a pas besoin d’être graissé, et
  - il évite ainsi l’introduction d’huile dans la chaudière, généralement nuisible à la conservation des tôles et pouvant donner lieu aussi à des entraînements d’eau aux cylindres.
  - Suivant la position des cylindres admetteurs, à l’avant ou vers le milieu de la machine, le tuyau partant du régulateur se dirige vers la boîte à fumée, où il se dédouble pour se rendre aux cylindres s’ils n’ont pas une boîte à vapeur commune, ou bien le sectionnement se fait dès la sortie de la boîte du régulateur, chaque tuyau dédoublé descendant directement au cylindre correspondant. On expose le moins possible les tuyaux d’admission à l’action refroidissante de l'air, et on leur fait aussi suivre le trajet le plus direct ; cette dernière condition n’est pas essentielle, elle est surtout avantageuse pour les tuyaux d’échappement, en vue de réduire la contre-pression sur les pistons. Pour supprimer les pertes de
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  - pression à l’admission dans les cylindres, il suffit que les tuyaux d’admission aient un diamètre convenable, pouvant d’ailleurs être un peu réduit si l’on donne une grande capacité aux boîtes à vapeur. La section de ces tuyaux est établie en rapport avec celle des cylindres : la proportion est de 1/15 à 1/20 dans les locomotives à simple expansion, et de 1/8 à 1/15 dans les compound. Pour les tuyaux d’échappement, cctLe section est sensiblement plus grande et elle va de 1/5 à 1/12.
  - Les tuyaux d’admission et d’échappement sont généralement en cuivre, avec rebord rabattu sur bride libre ou brasée, venant faire joint sur les culottes des boîtes à vapeur au moyen d’un cordon de minium et d’une toile métallique fine et serrée. Mais le collet peut se couper partiellement au serrage ou par le jeu des cylindres dans leurs attaches, et il est parfois préférable d’employer un joint à presse-étoupe qui
  - laisse au tuyau la liberté de se prêter aux mouvements des cylindres : l’emploi des joints à dilatation paraît plus utile encore avec les tuyaux en fer ou en acier que nécessite la vapeur surchauffée. Dans les machines-tenders à un et à deux bogies du Chemin de fer du Nord, les joints de la tuyauterie et des prises de vapeur sont à emmanchement cône ou à portée sphérique bien ajustée, sans interposition de minium ou d’autre matière plastique. Les locomotives à deux bogies moteurs du môme réseau ont des tuyaux en acier avec joints métalliques lenticulaires {fig. 86).
  - Pour réduire les condensations parle refroidissement extérieur, les tuyaux d’admission sont protégés, dans leurs parties exposées à l’air, par une enveloppe en tôle ou en laiton poli
  - Fig. 89. — Joint à rotule.
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  - -emprisonnant un matelas d’air, comme l'enveloppe de la chaudière.
  - 61. Soupapes de sûreté. — Les soupapes de sûreté -employées sur les divers réseaux français sont des types à balance ou à charge directe; les premières se rencontrent principalement sur les locomotives de construction un peu ancienne, et les secondes sur les machines récentes. 11 en existe au moins deux sur chaque machine, et elles sont placées sur le dôme ou sur la boîte à feu. Chacune de ces soupapes doit offrir une section suffisante pour empêcher à elle seule, et quelle que soit l’intensité du feu, la pression de monter dans la chaudière au-dessus du timbre.
  - Les soupapes de sûreté comprennent un siège en bronze encastré dans une monture spéciale fixée sur la chaudière et un clapet présentant une portée maximum de 2 mm et muni d’ailettes de guidage ; un grain d’acier -est encastré dans le dessus de la soupape, et un pointeau pressé par une bride ou un levier vient, appuyer sur ce grain par l’action de ressorts en spirale. Dans la soupape à balance {fig. 90), le levier est chargé au moyen d’un ressort à boudin double renfermé dans une enveloppe cylindrique en laiton en deux parties formant fourreau; la partie inférieure, qui est graduée, s’articule à un point fixe de la chaudière; la partie supérieure est mobile, et son rebord inférieur marque sur la graduation ci-dessus le chiffre auquel se trouve chargée la soupape. Le levier vient appuyer sur une bague en cuivre rouge de longueur
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  - Fig. 90. — Soupape desûreté à balance.
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  - déterminée, empêchant ainsi tout excès de serrage» Les soupapes de sûreté donnent lieu généralement à quelques remarques. Dès qu’elles commencent à se soulever, elles 11e sont plus pressées sur toute leur surface par de la vapeur à la tension de la chaudière ; en même temps la pression du ressort sur le levier augmente, ajoutant une certaine résistance à un soulèvement plus grand : ces deux causes, auxquelles s’ajoute encore une certaine raideur ou inertie des articulations et des ressorts, peuvent empêcher les soupapes d’évacuer dans l’atmosphère tout le surcroît de vapeur qui se forme, et la pression monte alors au-dessus du chiffre du timbre.
  - Le soulèvement peut ne pas dépasser une fraction de millimètre, tandis que, pour donner sdn débit maximum, une
  - soupape devrait se soulever d’une hautcurégale au quart de son diamètre : la section annulaire serait alors égale à la section de l’orilicc. En stationnement, par suite de la raideur des organes, l’excès de pression peut dépasser de 2 à .‘1 kg le chiffre de réglage. Aussi est-il prudent, lorsqu’on laisse en stationnement une machine non gardée, de faire baisser la pression à un chiffre inférieur de pl usieurs kilogrammes à celui du»timbre et de couvrir suffisamment le feu pour qu’elle ne tende pas à s’élever, ou bien de desserrer les balances des machines, comme on le fait sur quelques
  - Fig. 91
  - Soupape de sûreté système Adams
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  - réseaux lorsque ces machines ont plus d’une heure de stationnement. On peut aussi, par mesure de prudence, régler les soupapes de sûreté à un chiffre inférieur de 1 ou 2 kg à celui du timbre.
  - Pour compenser la diminution de pression de la vapeur sur la soupape lors de la levée de cette dernière, et l’excès de charge du ressort, on emploie différentes dispositions qui ont pour but d’augmenter la surface sur laquelle vient alors agir la vapeur. La soupape Adams {fig. 91) comporte ainsi une gorge annulaire concentrique au siège et dont le rebord extérieur descend à 1 mm environ plus bas que ce siège; la vapeur, en s’échappant, vient se réfléchir sur la gorge et produire une pression complémentaire qui augmente la levée de la soupape : son débit est ainsi deux fois et demie celui d’une soupape ordinaire de même diamètre. La pression dans la chaudière ne peut alors dépasser le chiffre du timbre, lors même que la locomotive ne dépense pas de vapeur et que la production est aussi intense que possible. L’abaissement maximum de la pression en dessous du timbre est de 1 /2 kg ; à ce moment, les soupapes se ferment instantanément. Cette soupape est à charge directe.
  - Les Chemins de fer Paris-Lyon-Méditerranée emploient une soupape à balance où le clapet a une forme spéciale {fig. 92). Lorsque la soupape S repose sur son siège, la pression au-dessus du disque D est la même que la pression dans la chaudière. Mais, quand la soupape se soulève, la pression dans l’espace compris entre cette soupape et le disque s’abaisse par suite de la communication qui s’établit avec l’atmosphère : la pression, sous le disque restant, au contraire, sensiblement égale à celle de la chaudière, il s’ensuit que cette disposition augmente la levée de la soupape et, par
  - Fin. 02.
  - Soupape à disque du Chemin de fer de Lyon.
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  - suite, son débit. Une seule soupape semblable, bien réglée, suffît à débiter toute la vapeur produite en stationnement avec le souffleur ouvert, la pression ne s’élevant que de 1 kg au-dessus du chiffre de réglage.
  - La soupape Lethuillier et Pinel [fig. 93), employée notamment par les Chemins de fer de l’Ouest, comporte aussi un disque b qui est relié au siège aa par des ailettes; ce siège est plan, et il comporte, venue de fonte, une sorte d’enveloppe cylindrique présentant un rétrécissement à sa partie supérieure. La vapeur qui s’échappe de la chaudière, guidée par cette enveloppe, vient frapper le disque 6, en augmentant la levée de la soupape, qui peut atteindre le quart de son diamètre et donner, par conséquent, un débit maximum.
  - Des essais comparatifs ont été effectués au Chemin de fer du Nord sur différents systèmes de soupapes, en maintenant dans la chaudière un feu très actif.
  - Avec des soupapes à balance ordinaires de 110 mm de diamètre, la surpression dans la chaudière a été de 2 à 3 kg, la levée des soupapes étant de 1/2 mm seulement; la fermeture s’est effectuée avec un retard de 3/4 de kilogramme par rapport au timbre.
  - Pour des soupapes ordinaires à charge directe, la surpression à la levée a été de 11/3kg et le retard à la chute de 1 /8 de kilogramme.
  - La surpression maximum, pour des soupapes Adams de 64 mm, s’est élevée ù 3/4 de kilogramme, comme la chute à la fermeture.
  - Enfin la surpression a été seulement de 1/9 de kilogramme
  - Fig. 93.— Soupape Letliuillier-Pinel.
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  - en moyenne avec des soupapes Lethuillier et Pinel de 55 mm, la levée atteignant jusqu’à 12 mm, soit presque le quart du diamètre. Le retard à la fermeture n’a été, d’autre part, que de 1 /8 de kilogramme.
  - La disposition consistant à conjuguer les soupapes de sûreté par un levier à portée de la main du mécanicien, qui peut ainsi vérifier le fonctionnement des soupapes et les décoller quand elles sont paresseuses, sans pouvoir surcharger l’une sans décharger l’autre d’une quantité égale, a été imaginée par Ramsbottom en 1859 ; elle est fréquemment employée en France aujourd’hui.
  - Aux États-Unis, et parfois aussi en Angleterre et sur le continent, les soupapes de sûreté sont rendues silencieuses au moyen d’une enveloppe en tôle ou en laiton, percée de trous qui brisent et divisent le jet de vapeur.
  - 62. Épreuves des chaudières.—On éprouve les chaudières en leur faisant subir, avant leur mise en service d’abord, puis chaque fois qu’elles ont subi une réparation notable, enfin tous les dix ans, un essai à la presse hydraulique à une pression supérieure, pour les locomotives, de 6 kg au chiffre du timbre. Cette pression est maintenue pendant dix minutes environ, les enveloppes et la grille étant démontées pour rendre toutes les parties de la chaudière facilement accessibles. Il ne doit se manifester aucune fuite aux rivures pendant cet essai, et les tôles ne doivent présenter aucune déformation permanente, c’est-à-dire qu’elles doivent revenir à leur forme primitive après l’essai, si elles s’étaient légèrement déformées sous la pression. Une médaille en cuivre portant le chiffre du timbre et la date de l’épreuve, avec le poinçon du contrôleur du service des mines qui a procédé à l’essai, est apposée aussitôt sur une partie bien visible de la chaudière.
  - 63. Explosions des chaudières. — En raison des qualités
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  - de résistance, d’élasticité et d’homogénéité obtenues dans la fabrication des tôles de chaudières, et que des épreuves rigoureuses permettent de contrôler efficacement, puis des excellentes méthodes de construction employées dans les ateliers, enfin des visites et lavages fréquents que l’on effectue en service et des précautions que prennent eux-mêmes les mécaniciens et chauffeurs pour éviter toute altérai ion et toute surcharge du métal, les explosions de chaudières-locomotives, très rares de tout temps en France, y sont devenues aujourd’hui presque inconnues. Celle qui est survenue le 4 juillet 1904, en gare Saint-Lazare, à une locomotive en stationnement, a été attribuée par l’un des experts à une trop grande rigidité des tirants de la partie inférieure du foyer (longueur trop faible pour la section), ayant amené la rupture de la virole du corps cylindrique dans les interstices des rivets d’attache des tirants. D’après les ingénieurs de la Compagnie de l’Ouest, elle aurait été produite par une élévation sensible de la pression au-dessus du chiffre du timbre, les soupapes de sûreté n’ayant pas fonctionné à temps, sans doute par suite d’un coincement dû à une déformation de l’étrier ; ces soupapes étaient du système Webb, que la Compagnie avait déjà commencé à remplacer sur les locomotives qui en avaient été munies. Cette surpression a produit la chute du ciel,qui est tombé par rotation autour de l’arête supérieure de la plaque tubulaire ; les faces de la boite à feu ont ensuite cédé, et l’explosion s’est enfin transmise au corps cylindrique, qui s’est déchiré et détaché de la boîte à feu.
  - Une conception défectueuse, un faible frottement ou coincement initial, l’inertie des ressorts, peuvent retarder la levée des soupapes dans les stationnements; il peut être dangereux, dans ce cas, d’ouvrir brusquement le régulateur pour évacuer la pression ou faire démarrer la machine, ou encore de faire lever brusquement les soupapes ; il pourrait s’ensuivre un ébranlement et peut-être l’explosion de la chaudière. Il vaut mieux alimenter par un injecteur et évacuer la vapeur de la
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- - Fig. 94. — Chaudière à tubes d'eau, système Robert, du réseau algérien des Chemins de fer P.-L.-M
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  - chaudière par l’autre injecleur, puis entr’ouvrir la porte du loyer; quand la pression n’est plus supérieure que de 1 à 2 kg au chiffre du timbre, on peut ouvrir le régulateur, les purges des cylindres l’étant elles-mêmes et le frein du tender serré.
  - Les explosions peuvent aussi prendre naissance par une déchirure du corps cylindrique, les flexions successives des tôles produisant des fissures que l’action de l'eau transforme en sillons avec profondes corrosions; les ruptures d’entretoises ou la corrosion de leurs têtes ou des parties des parois du foyer en contact avec le combustible risquent aussi de provoquer la déchirure de ces parois; enfin l’écrasement du ciel peut être la suite d’un manque d’eau. Ce sont ces dernières explosions qui sont les plus dangereuses; elles donnent lieu à une réaction sur l’enveloppe de la boîte à feu qui peut soulever et faire renverser la locomotive.
  - La construction des chaudières est moins soignée en Amérique qu’en Europe, elles sont aussi plus surmenées et moins bien conduites ; de 1893 à 1900, il y a eu 15 explosions sur l’ensemble des réseaux aux États-Unis, autant depuis, et elles deviennent de plus en plus nombreuses, en raison de l'augmentation considérable du nombre des locomotives en service.
  - 64. Chaudières à tubes d’eau. — Parmi les dispositions nouvelles intéressant la chaudière-locomotive, on peut citer les chaudières à tubes d'eau, le chauffage aux combustibles liquides et les surchauffeurs.
  - Les chaudières à tubes d’eau du réseau algérien des Chemins de fer Paris-Lyon-Médilerranée se composent (fig. 94) de deux collecteurs cylindriques horizontaux réunis par des cuissards et par un grand nombre de tubes cintrés. Le collecteur supérieur, de plus grand diamètre et comprenant le dôme du régulateur, passe au-dessus du foyer et occupe toute la longueur des chaudières habituelles, jusqu’à la boîte à fumée; le second collecteur s'étend de la partie inférieure du foyer à la partie inférieure, également, de la boîte à fumée. Les deux
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  - collecteurs sont raccordés à l’arrière, par des tubes en acier de 90 mm de diamètre extérieur, à un cadre tubulaire qui forme la base du loyer.
  - Les parois de ce dernier sont constituées par des tubes jointifs de 80 mm de diamètre reliant le cadre au collecteur supérieur; le faisceau tubulaire proprement dit se compose de tubes cintrés de diamètre décroissant (90-65 et 50 mm, avec des épaisseurs respectives de 6-4 et 3 mm) du foyer à la boîte à fumée, qui relient les deux collecteurs entre eux. Les tubes de la périphérie sont jointifs ; ils sont enveloppés par une tôle mince cylindrique qui donne à l’ensemble l’aspect d’une tonne ordinaire, de diamètre seulement un peu plus grand.
  - Les tubes sont disposés par rangées transversales : le ramonage s'effectue au moyen d’une brosse ou de jets de vapeur, par des portes disposées sur les flancs du faisceau tubulaire. Ils sont tous en acier, le métal des tuyaux en cuivre rouge employés au début s’étant rapidement aigri et fissuré; il est nécessaire de les nettoyer extérieurement chaque jour, la suie qui arrive assez rapidement à les recouvrir étant très mauvaise conductrice de la chaleur et nuisant beaucoup à la vaporisation.
  - Le volume d’eau de ces chaudières est de 4.6851, celui de vapeur de 1.8601, la surface de grille de 1,82 m2, celle de chauffe de 108,30 m2, et le timbre de 12 kg. Les locomotives qui en sont munies remorquent une charge supérieure de 25 0/0 à celle des locomotives à chaudière ordinaire ayant mêmes surfaces de grille et de chauffe; les chaudières à tubes d’eau nécessitent, d’autre part, moins d’entretien que ces dernières, dont les foyers s’usent rapidement par suite de la mauvaise qualité des eaux servant à l’alimentation.
  - Une chaudière à peu près semblable a été également mise en essai sur le réseau métropolitain des Chemins de fer Paris-Lyon-Méditerranée (les tubes sont seulement placés par rangées transversales pour faciliter le nettoyage, et les tuyaux de retour d'eau sont remplacés par des tubes en acier de gros-
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  - diamètre), ainsi qu’une chaudière Brolan, un peu du même-genre, mais où le faisceau tubulaire de la tonne est conservé. La chaudière Brolan a été d'abord employée en Autriche, où elle a reçu un assez grand nombre d’applications, puis en Allemagne et dans d'autres pays; les Chemins de fer du Midi en ont muni également une locomotive. De son côté, le Chemin de fer du Nord a appliqué à une machine Atlantic une chaudière à corps cylindrique et faisceau tubulaire ordinaire, suivis d'un foyer genre chaudière du Temple, à tubes d'eau de petit diamètre.
  - Le chaudière classique de la machine locomotive peut arriver à se modifier de cetlc façon, si on continue à employer des pressions de lu et 10 kg, qui rendent Irès onéreux l’entretien des foyers ordinaires, à moins que l'emploi du foyer débordant n'améliore la circulation dans les galeries et ne réduise l’entretien. D'autre pari, si la surchauffe est adoptée, le timbre pourra être abaissé dans les environs de 12 kg, et les plaques du foyer se détérioreront alors moins, ce qui permettra de conserver la disposition actuelle.
  - 65. Le chauffage au goudron de houille est employé concurremment avec le chauffage au charbon dans une cinquantaine de locomotives d’express des Chemins de fer «le l’Est. A cet effet, le foyer est muni de deux éjecteurs placés de chaque côté de la porte du foyer, de manière à ne pas gêner le chargement du charbon. Ces éjecteurs sont en communication par des tuyaux flexibles avec deux réservoirs à goudron d'une capacité totale de 1.0001 portés par le iender; l'écoulement du goudron est réglé au moyen de robinets placés sur chaque éjecleur. Un courant de vapeur entraîne le goudron dans une tuyère par où pénètre, en même temps, l'air nécessaire à la combustion; le mélange est pulvérisé et projeté d;;ns le foyer au-dessus du charbon.
  - 11 est utile que le goudron ait une certaine fluidité à son arrivée dans les éjecteurs; à cet effet un serpentin logé dans
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  - chaque réservoir peut être traversé par un courant de vapeur vive prise à la chaudière, et on y maintient ainsi une température comprise entre 20 et 40°, suivant la viscosité des goudrons. Ceux-ci contiennent des impuretés qui pourraient venir boucher les tuyères ; une disposition très simple permet le nettoyage de ces dernières en marche. Le débit maximum des éjecteurs peut atteindre 100 kg par heure ; ce débit dépasse rarement 75 à 80 kg, et il est ordinairement compris entre 45 et 50 kg.
  - Les goudrons employés sont les coaltars inférieurs coûtant en moyenne 40 fr la tonne, et dont le pouvoir calorifique est de 9.000 cal ; à la pression de 15 kg, ils vaporisent 9,1601 d’eau par kilogramme, l’eau d’alimentation étant à 12° : leur coefficient d’utilisation est ainsi de 66 0/0. Le coût de la production de vapeur est à peu près le même que si l’on employait du charbon coûtant 55 fr la tonne et ayant un pouvoir calorifique de 8.000.
  - Avec un débit de coaltar de 100 kg par heure, pour l’ensemble des deux éjecteurs, la quantité d’eau vaporisée atteint 916 kg : c’est le 1/10° environ de la puissance normale du foyer ; en doublant la consommation du goudron, cette proportion s’élèverait à 20 0/0. On est donc assuré avec ces appareils d’obtenir, dans les rampes difficiles ou en cas de surcharge, la production de vapeur nécessaire pour conduire les trains à l’heure sans fatiguer les chaudières par un serrage trop énergique de l’échappement, lequel aurait d’autre part pour effet d’aug-
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  - menter la contre-pression sur les pistons des cylindres échappant dans l’atmosphère ; le travail du chauffeur est aussi sensiblement diminué.
  - L’éjecteur Vélillard {fig. 95) est monté sur deux locomo-tives-tenders à trois essieux couplés de la Compagnie de l’Ouest, faisant le service de banlieue de Paris à Saint-Germain. On brûle dans cet éjecteur du goudron provenant de l’usine de fabrication du gaz d’huile de la Compagnie, et des résidus retirés des boîtes d’essieux; ce chauffage supplémentaire n’est
  - Fig. 96. — Éjecteur système Bohler.
  - employé que sur la rampe de Saint-Germain, qui a une inclinaison de 35 mm vers le sommet, et seulement encore aux trains lourds, pour éviter un chargement excessif du feu, qui serait une gêne pendant le stationnement de la machine en gare, avant le départ suivant. Le pouvoir vaporisateur du mélange d’huile employé est deux fois environ celui de la briquette. Un certain nombre de locomotives des chemins de fer de l’État sont aussi munies du brûleur Vélillard, qui a donné d’excellents résultats avec du mazout. La Compagnie
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  - de l’Est emploie le brûleur Bohler, représenté figure 96, sur ses compound 2400. ,
  - On peut encore citer comme employant le chauffage au pétrole, et cette fois d’une façon normale et exclusive du charbon, les voitures automotrices système Serpollet de la Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée, qui font le service de quelques lignes d’embranchement dans les environs de Paris.
  - En Californie, 1.750 locomotives desservant 7.300 km de lignes utilisent uniquement le chauffage au pétrole ; la grille du foyer y est remplacée par un fond en briques, et les plaques latérales et tubulaires sont également garnies de briques à leur partie inférieure.
  - 66. Surchauffeurs. — La vapeur produite dans la chaudière peut être surchauffée avant son emploi dans les cylindres sans augmentation de sa pression : on a ainsi un moyen d'accroître son rendement sans être obligé de pousser la pression à un chiffre rendant la construction et l’entretien de la chaudière difficiles ou coûteux; il a été constaté que la substitution d’une pression de 12 kg à celle de 16 kg fait réaliser dans l’entretien de la chaudière une économie compensant sensiblement la dépense d’entretien du surchauffeur, l’économie de combustible obtenue par l’emploi de cet appareil constituant ainsi un gain entier.
  - La pression maximum utilisée dans les chaudières type locomotive, en France, est de 16 kg, correspondant à une température de 203°; la surchauffe permet de pousser cette température jusqu’à 300 et même 350°, en employant certaines dispositions spéciales. Pour déterminer l’économie théorique donnée par cette augmentation de température, il faut tenir compte des quantités de chaleur renfermées respectivement dans la vapeur saturée et dans la vapeur surchauffée, la ohaleur spécifique de cette dernière étant évaluée à 0,54 c ontre 200 et 300°, et à 0,60 c au delà de 300°.
  - La température de 320° est celle qui paraît donner les meil-
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  - leurs résultats dans les locomotives à simple expansion, au double point de vue du rendement et de la conservation des organes ; la surchauffe doit être moins poussée dans les compound, parce que le refroidissement par l’effet des parois est moindre dans chaque cylindre; mais elle peut y être pratiquée en deux fois, comme le conseille M. Mallet : à sa sortie de la chaudière d’abord, puis avant son entrée dans le réservoir intermédiaire, et avoir ainsi la même efficacité.
  - L’économie pratique donnée par la vapeur surchauffée provient d’abord de la réduction des condensations dans les cylindres, puis de l’augmentation de volume obtenue quand la surchauffe est assez poussée pour persister après la fin de l’admission.
  - On estime en Allemagne que, pour empêcher toute condensation dans les cylindres, il faut que la surchauffe soit de 4° pour chaque centième de poids de vapeur qui se condense pendant l’admission : pour une condensation de 25 0/0, la surchauffe doit être ainsi de 100°, et elle donne alors une économie théorique de 22,4 0/0 ; si la surchauffe est poussée au delà de 100°, la vapeur subit une augmentation de volume qui est la source d’une nouvelle réduction de la dépense de vapeur. Pour une pression de 13 kg et une température de la vapeur surchauffée de 300°, l'économie de vapeur totale serait de 21 0/0, et, dans les conditions de marche habituelles, elle se partagerait également entre la réduction des condensations par les parois et l’augmentation de volume; à 230°, la réduction des condensations donnerait 84 0/0 de l’économie totale, et l’augmentation de volume 16 0/0.
  - L’économie de combustible est généralement inférieure à celle d’eau, le surchauffeur n’utilisant pas le calorique aussi complètement que la chaudière ; à 230°, elle ne serait que de 7 0/0contre 10 0/0 d’eau et, à 260°, de 120/0 contre 160/0 d’eau. Cependant, suivant les conditions spéciales d’établissement de la chaudière et du surchauffeur, ou selon les circonstances de l’exploitation et du profil, l’économie de charbon peuL de-
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  - venir égale et même supérieure à celle d’eau : c’est ainsi que, dans des essais effectués sur des machines belges à trois essieux couplés et à bogie exactement semblables entre elles, sauf que l’une fonctionnait avec de la vapeur saturée et l’autre avec de la vapeur surchauffée, l’économie de combustible réalisée par cette dernière à des trains Lrès durs a été trouvée de 32,3 0/0, et celle d’eau de 28,3 0/0. Au Chemin d’Orléans, l’emploi d’un surchauffeur Schmidt sur des locomotives américaines timbrées à 13 kg a donné une économie d’eau de 20,8 0/0 et une économie de charbon de 16,6 0/0. Un essai de surchauffeur fait sur une machine à quatre essieux couplés du Chemin de fer du Nord n’a donné qu’une économie de 3 à 6 0/0 de combustible.
  - La vapeur surchauffée présente encore l’avantage d’une réduction de frottement dans les tuyaux et les conduits des cylindres; la pression à l’admission se tient à un chiffre plus élevé que celle de la vapeur saturée, et cette circonstance concourt à produire l’augmentation de rendement ci-dessus, en même temps qu’elle permet aux machines de réaliser des vitesses plus élevées.
  - L’utilisation de la vapeur surchauffée exige d’autre part des dispositions ou précautions spéciales pour empêcher les fuites de vapeur et réduire les frottements, —telles que l’emploi de pistons plus étanches que les pistons ordinaires, de tiroirs cylindriques, de garnitures métalliques à point de fusion relativement élevé, d’huiles minérales appropriées, de graissage plus régulier, plus sûr et un peu plus abondant. Pour la construction des organes ou tuyaux en contact direct avec la vapeur, il faut exclure le cuivre, le bronze et le laiton ; les joints doivent être métalliques, et les tuyaux de vapeur en fer ou en acier. La vapeur produite par la chaudière doit être elle-même très sèche, une proportion de 1 0/0 d'eau dans cette vapeur pouvant réduire la surchauffe d’environ 10°, et une quantité d’eau entraînée un peu importante devant aussi produire l’entartrement rapide du surchauffeur.
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  - Divers essais de surchauffe, ou simplement de séchage de la vapeur, ont été faits en Amérique et en France vers 1860, mais ce n’est qu’en 1898 qu’une surchauffe importante a été réalisée d’une façon efficace et pratique sur les locomotives ; aujourd’hui un grand nombre de locomotives fonctionnent en Allemagne, en Belgique et aux États-Unis avec de la vapeur fortement surchauffée. En France, la surchauffe n’est réalisée d’une façon normale que dans des voitures automotrices munies de chaudières à petits éléments ; mais yles essais des surchauffeurs Schmidt, Pielock ou Notkin sont ou vont être •entrepris par les différents réseaux : Orléans, Nord, Midi, Ouest, Paris-Lvon-Méditerranée, Etat.
  - Ces surchaufleurs sont placés dans la boite à fumée, dans les tubes ou dans le corps cylindrique. Le premier type, qui était appliqué à une locomotive allemande figurant à l’Exposition de Paris 1900, était trop encombrant, et il ne se construit plus.
  - Les figures 97 et 98 représentent un surchauffeur du second type appliqué aux locomotives américaines de l’Orléans et à des machines belges. Les tubes à fumée habituels des jaugées supérieures y sont remplacés par de gros tubes de 125 ou de 118 mm de diamètre, rétreints à 90 mm à leur emmanchement dans la plaque tubulaire du foyer et renfermant chacun quatre petits tubes réunis par deux et s’avançant jusqu’à 0,800 m du foyer ; ces petits tubes se raccordent vers la partie supérieure de la boîte à fumée à une boite en fonte qui est en communication par ses extrémités avec les tuyaux d’admission se rendant aux cylindres, et par son milieu avec le tuyau parlant du régulateur. Une disposition automatique arrête la circulation des gaz dans les gros tubes lorsque l’on ferme le régulateur ou que l'on ouvre le souffleur.
  - Ce type de surchauffeur est léger, et il peut s’adapter sans une trop grande dépense aux machines existantes ; la surface de chauffe totale, en y comprenant celle des tubes surchauffeurs, est augmentée dans les machines belges par rapport à
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  - la disposition sans surchauffe (elle est réduite de 168 m2 à 136m-dans les machines de l’Orléans), de sorte que la puissance de l’ensemble se trouve accrue. Celle de la machine l’est plus-
  - -, - ..1/ i
  - Fig. 98. — Surchauffeur système Schmidt appliqué à des locomotives de l’Etat belge.
  - encore par suite de l’utilisation plus économique delà vapeur;, cette dernière étant moins dense, on augmente le volume d’admission, ce que l’on fait de préférence en augmentant le
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  - diamètre des cylindres (dans les machines neuves ou dans celles où on est conduit à remplacer les cylindres) pour avoir une détente un peu plus élevée.
  - Dans le surchauffeur Notkin, un certain nombre de tubes à fumée des rangées supérieures sont également remplacés par des tubes de plus grand diamètre, dans lesquels sont placés les tubes surchauffeurs. Chacun de ces derniers est formé de deux tubes concentriques de longueur inégale reliés par des ailettes. La vapeur de la chaudière vient d’abord dans une boîte en acier moulé à deux compartiments, disposée dans la boîte à fumée, et où se raccordent tous les tubes surchauffeurs ; elle circule ensuite dans chacun des espaces annulaires, puis elle revient par les tubes intérieurs au second compartiment de la boîte de raccordement, d’où elle se rend aux cylindres. Un volet spécial peut obturer les gros tubes de surchauffe du côté de la boîte à fumée lorsque le régulateur est fermé.
  - Quand on applique la surchauffe aux locomotives com-
  - Fig. 99.— Surchauffeur système Pielock.
  - A, surchauffeur ; B, tuyaux de prise de vapeur du surchauffeur; C, raccordement des tuyaux B avec le surchaufîeur ; D, tuyaux conduisant la vapeur surchauffée dans Ici dôme ; E, tuyau conduisant la vapeur du dôme aux cylindres.
  - pound, on peut surchauffer la vapeur à la sortie de l’un seulement des groupes de cylindres (haute pression ou basse pression) ou à la fois à la sortie de la chaudière et du réservoir intermédiaire. La Société Cockerilla construit pour une locomotive à six roues accouplées et à bogie des Chemins de fer
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  - de l’État belge un surchauffeur se prêtant à ces différentes combinaisons et permettant, par suite, de déterminer le fonctionnement le plus économique.
  - Enfin le surchauffeur Pielock consiste en un coffre de forme à peu près cubique qui se loge dans la chaudière même, en dessous du dôme de vapeur, avec lequel il est mis en communication par de gros tuyaux D,E [fig. 99). Ce coffre est traversé par les tubes à fumée, qui sont sertis dans les deux faces au moyen d’un mandrin spécial ; la vapeur venant du dôme se surchauffe au contact des tubes, que des chicanes l’obligent à contourner, et elle se rend ensuite au régulateur. Ce surchauffeur est appliqué à une machine à huit roues couplées du Chemin de fer du Nord et à une machine semblable du Midi.
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- - CHAPITRE IV
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  - 67. Le mécanisme de la locomotive peut être considéré comme formé, suivant le nombre etladisposition des 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 boites 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 cylindres, les pilons, les bielles et les manivelles, avec leurs accessoires, forment Vappareil moteur ; les tiroirs, les
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- - Fig. 100.
  - Ensemble du mécanisme.
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  - coulisses et les excentriques, avec les liges, axes ou barres qui relient ces pièces entre elles, constituent l'appareil de distri~ bution de la machine.
  - 68. Cylindres et boîtes à vapeur. — Les cylindres constituent une des parties essentielles de la locomotive. Ils se font en fonte dure à grain fin et serré; on donne à leurs parois une épaisseur de 30 à 33 mm, supérieure à celle qu’il leur serait nécessaire d’avoir au point de vue seul de leur résistance, et qui permet de leur faire subir plusieurs alésages, à la suite d’usure normale ou de grippages importants. On peut les faire venir de fonte ensemble quand ils sont intérieurs ; •dans le cas de quatre cylindres en batterie, ce sont ceux d’un même côté de l’axe longitudinal qui sont coulés d’une seule pièce. Aux États-Unis, on emploie parfois des cylindres en acier coulé qu’on munit d’une chemise en fonte.
  - Les cylindres ont une longueur un peu supérieure à la •double longueur des manivelles augmentée de l’épaisseur du piston ; l’espace libre à chaque extrémité est plus grand qu’il n’est nécessaire pour le jeu du piston en tenant compte de la variation de longueur des bielles motrices. Un jeu de G à 8 mm pourrait être suffisant, mais on le porte jusqu'à 12 et 13 mm pour augmenter le volume de l'espace nuisible. On donne ce nom au volume que l’espace libre du cylindre forme nvec l’orifice d’admission correspondant : il est nécessaire que •ce volume atteigne 6 à 9 0/0 de celui du cylindre dans les machines à simple expansion, et jusqu’à 15 et 18 0/0 dans les compound, pour éviter une compression excessive aux grandes vitesses de rotation.
  - Pour réduire le refroidissement extérieur, les cylindres sont munis sur leur pourtour et sur le plateau d’avant d’une enveloppe, généralement en laiton poli, emprisonnant une •couche d’air; entre cette enveloppe et le cylindre, on dispose parfois des douvelles en bois ou de la bourre d’amiante. Les •enveloppes des plateaux de cylindres d’un certain nombre de
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  - locomotives du réseau de l’État ont, en outre, une forme conique pour réduire la résistance de l’air à la marche.
  - Les cylindres sont généralement munis à leurs extrémités-, et suivant la génératrice inférieure, de robinets de purge qui servent à en expulser l’eau de condensation qui s’y est formée ou celle qui a pu être entraînée de la chaudière avec la vapeur. Ces purges peuvent être commandées soit par un petit piston à vapeur, soit à la main par une tringle à portée du chauffeur. Dans les locomotives à tiroirs cylindriques possédant des segments ne pouvant se refermer sur eux-mêmes, les fonds de-cylindres sont munis de soupapes de sûreté destinées à laisser évacuer l’eau ci-dessus; des soupapes de rentrée d’air sont aussi disposées sur les cylindres de ces machines pour permettre à l’air extérieur d’y pénétrer dans la marche à régulateur fermé. Dans les locomotives à tiroirs cylindriques des Chemins de fer de l’État, ces dernières soupapes sont montées sur les tuyaux d’admission.
  - Lorsque les cylindres sont intérieurs aux longerons, leurs axes étant très rapprochés de l’axe longitudinal de la machine, les déplacements produits par l’action de la vapeur agissant d’une manière alternative sur les pistons, ou par le mouvement non concordant des bielles, crosses et pistons parallèlement à l’axe longitudinal, sont très faibles et n’occasionnent pas de fatigue à la voie. Mais la visite et le graissage du mécanisme, ainsi que les réparations, se font avec moins de commodité que dans le cas de cylindres extérieurs, bien qu’ils soient grandement facilités dans les machines récentes par l’élévation qu’on y donne à la chaudière. On doit de plus, avec les cylindres intérieurs, employer des essieux coudés dont la fabrication est plus coûteuse que celle des essieux droits, et qui fournissent des parcours moins élevés que ces derniers par suite d’une fatigue du métal plus grande au raccordement des manivelles. Enfin les cylindres intérieurs doivent être inclinés pour permettre le passage des
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  - bielles motrices au-dessus d’un essieu, et cette inclinaison donne lieu à d’autres perturbations également nuisibles à la stabilité.
  - D’après des relevés faits sur les Chemins de fer de l’État danois, les cylindres intérieurs donneraient lieu à une réduction sensible de l’usure des bandages et de tout le châssis par rapport aux cylindres extérieurs.
  - Avec ces derniers, lorsqu’ils sont situés à l’avant de la machine et en porle-ù-laux, les perturbations, qu’on ne peut totalement annihiler dans certains cas, deviennent maximum et, dans le cas d’une vitesse excessive ou d’une voie défectueuse, elles risquent de produire des déplacements sensibles et dangereux de la voie. L’effet nuisible de ces perturbations est atténué et môme presque entièrement supprimé avec un grand empattement et l’emploi d’un bogie ou d’un essieu bissel à l’avant des cylindres, dispositions générales dans les locomotives actuelles. Si les cylindres extérieurs sont placés comme dans la disposi tion Crampton, c'est-à-dire très peu en avant du milieu de la machine, le lacet est également très atténué. Cette disposition se rencontre dans la plupart des locomotives compound à quatre cylindres, les deux autres cylindres y étant intérieurs ; on obtient ainsi une très bonne stabilité malgré l’inclinaison fréquente de ces derniers cylindres, grâce à un grand empattement des machines, à l’absence de tout porte-à-faux et à un bon équilibrage des mécanismes.
  - Les boîtes à vapeur, en Europe, viennent toujours de fonte avec leurs cylindres respectifs; quand ces derniers sont intérieurs, les boîtes peuvent venir se raccorder dans l’axe longitudinal de la machine en ne formant qu’une seule capacité. Aux États-Unis, les boîtes à vapeur sont constituées par un cadre en fer qui vient faire joint sur la partie du cylindre entourant la glace * cette disposition est très économique et elle facilite aussi le dressage des glaces. Le couvercle en fonte, avec joint suivant une diagonale de la boite à vapeur, des Chemins de fer départementaux, donne le même résultat,
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  - tout en ne nécessitant qu’un seul point au lieu de deux.
  - Le volume des boîtes à vapeur des locomotives récentes est porté à une cinquantaine de litres pour y régulariser la pression et réduire les coups de bélier qu’y produit la fermeture des orifices d’admission des cylindres ; avec des boîtes d’un volume de seulement 15 à 201, la surpression lors de cette fermeture atteint jusqu’à 5 kg aux grandes vitesses, ce qui fatigue les tiroirs, ainsi que les articulations et les pièces du mouvement de distribution. Un grand volume des boîtes à Vapeur donne aussi une pression à l’admission mieux soutenue et augmente par suite le rendement ; les tuyaux d’ad-inission n’ont pas besoin d’être alors tout à fait directs, ce qui peut faciliter l’établissement de la machine.
  - ! Les tables peuvent occuper les positions les plus diverses : horizontales en dessus ou en dessous, verticales et intérieures ou extérieures, inclinées vers l’intérieur ou l’extérieur, en dessus ou en dessous, suivant que les cylindres sont eux-mêmes intérieurs ou extérieurs. Ces tables sont percées de trois orifices [fig. 100 et 101) pour la distribution de la vapeur de chaque côté du piston et pour l’évacuation de cette vapeur dans la cheminée. Dans le cas de tiroirs cylindriques, il n’y a que deux orifices [fig. 125-127), qui sont découverts alternativement par l’une et l’autre arête, comme d’ailleurs aussi avec les tiroirs plans. On donne aux lumières la plus grande hauteur possible, afin de réduire leur largeur et, par suite, la course des tiroirs; la section des lumières d’admission varie entre 1/10 ou 1/15 environ de la section du cylindre; celle proportion atteint 1/6 ou 1/8 pour la lumière d’échappement.
  - Les compound des séries 3000 et 4000 des Chemins de fer d’Orléans ont des lumières de 360 X 35 mm aux cylindres d’admission et de 520 X 43 à ceux de détente, qui réduisent à une très faible valeur la chute de pression à l’admission ; elles permettent de marcher à des admissions sensiblement égales dans les deux groupes de cylindres sans que les mar
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  - chines se trouvent bridées. Dans les compound à deux cylindres de la série 1800 des Chemins de fer du Midi, les lumières d’admission et d’échappement du petit cylindre ont respectivement 380 X 40 et 380 X 80, et celles du grand cylindre 500 X 48 et 500 X 90.
  - 69. Pistons. — Les pistons des locomotives sont généralement du système suédois, c’est-à-dire que leurs segments n’ont que la bande naturelle que leur donne leur mode spécial de fabrication, et ils ne sont pas appuyés contre les parois du cylindre par l’actionde ressorts ni de la vapeur motrice. Us sont formés d’un disque en acier embouti {fig. 100) ou fondu, ou de deux plateaux en fer forgé soudés par leurs bords {fig. 101); ils peuvent aussi être en fonte, et même en bronze (machines anciennes ou de faible puissance). Les pistons à simple toile, droite ou conique, sont généralement préférés aujourd’hui, en raison de leur légèreté relative, qui est avantageuse pour réduire les perturbations aux grandes vitesses.
  - Le diamètre des pistons est inférieur de 2 à 4 mm à celui des cylindres, pour qu’ils ne puissent venir frotter contre les parois de ces derniers ; sur leur pourtour sont creusées deux ou trois gorges ou rainures dans lesquelles viennent se loger des bagues ou segments en fonte de 10 à 15 mm d’épaisseur. Par leur élasticité, due à la coupure, ces segments font joint avec les parois du cylindre et empêchent les fuites de se produire d’un côté à l’autre du piston. La coupure a environ 30 mm lorsque les segments sont libres, hors du cylindre ;
  - Fig. 101. — Pistons à deux toiles,
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  - elle se réduit à 3 ou 4 mm quand ils sont en place ; par la chaleur, les segments se dilatent dans le sens de leur longueur,, et les bords de la coupure viennent presque à se toucher ers marche.
  - Dans certaines machines, des ressorts sont placés sous les segments dans le but de les faire appliquer plus complètement contre les parois, principalement lorsqu’ils' sont aminées; cette disposition, qui tendàaugmenterl’usure, parait indispensable avec l’emploi de la vapeur surchauffée, qui est plus fluide que la vapeur saturée.
  - Les tiges des pistons sont le plus souvent en acier doux fondu, à 45 kg de résistance et 23 0/0 d’allongement; l’extrémité qui s’engage dans le piston est généralement filetée et un peu conique {Jxg. 100). Pour la visser, on chauffe le corps du piston ; le taraudage se dilate et permet d’emmancher la tige à force : en se refroidissant, le piston serre fortement sur la tige et fait, pour ainsi dire, corps avec elle ; on rive enfin l’extrémité de celle-ci sur le plateau ou on goupille ensemble le moyeu, évidé, du piston et la tige.
  - Lorsque les pistons ont un grand diamètre, ils sont souvent munis d’une contre-tige sortant par un presse-étoupe ou se déplaçant dans un fourreau en bronze ; ils sont ainsi mieux guidés et ils ne tendent pas à traîner dans le cylindre. Les contre-liges sont également nécessaires quand on emploie de la vapeur surchauffée, pour assurer l’étanchéité des pistons et empêcher les grippages; au lieu de deux segments, on en emploie trois ou quatre plus étroits.
  - Un graissage continu et suffisant, avec de bonne huile* réduit aussi les fuites et l’usure, ainsi que la résistance des pistons, qui peut devenir très grande si le graissage fait entièrement défaut .
  - 70. Garnitures des tiges de pistons. — Les garnitures métalliques en alliage blanc dit antifriction ont remplacé depuis longtemps sur les locomotives les anciennes tresses
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  - <le chanvre, que l’on devait recharger et refaire fréquemment; les garnitures métalliques ont, au contraire, une très longue durée et se conservent longtemps étanches, si on a soin de les graisser convenablement et de maintenir les patins de crosse des pistons sans jeu dans les glissières, la tige étant elle-même bien cylindrée.
  - La garniture Duterne est d’un emploi presque général sur les réseaux français : c’est une simple bague biconique en une ou deux parties (ajustées, dans ce dernier cas, suivant .un plan passant par l’axe de la tige), terminée à chacune de «es extrémités par un biseau incliné à 45°, qui tend constamment à faire appuyer la garniture contre la tige sous la double .action de la bague de fond et du presse-garniture; elle peut
  - Fig. 102. — Garniture Duterne.
  - •se serrer progressivement pour étancher les fuites dès qu’elles •commencent à se produire. Telle qu’elle est représentée sur la figure 102, elle offre l’inconvénient d’obliger à démonter le presse-garniture et à refaire ensuite le joint sur la boîte lorsqu’on veut lui donner du serrage, ou la recharger. Ce serrage est lui-même difficile à régler, notamment quand on met une garniture neuve en place : trop serrée, la garniture occasionne, en effet, un frottement considérable qui va parfois jusqu’à rendre le démarrage de la machine difficile à la sortie du dépôt; insuffisamment appliquée contre la lige, elle
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  - donne lieu, d’un autre côté, à des fuites de vapeur importantes. Le ressort disposé dans le fond de la boîte, en pressant la
  - Fig. 103. — Garniture Pile.
  - garniture contre le presse-garniture et par réaction contre la tige, tend à compenser l’usure lente que produit le frottement et à maintenir l’étanchéité. En donnant à la partie conique des bagues une forme plus allongée, l’angle avec la tige étant, par exemple, de 30° au lieu de 45°, on peut mieux régler le serrage au début d’un rechargement.
  - La Compagnie d’Orléans fait usage de la garniture Pile et de la garniture dite « Transatlantique » ; la première consiste (fig. 103) en une boîte ayant une forme conique du côté de la bague de fond et une forme cylindrique du côté du presse-garniture, et dans laquelle on engageant certain nombre de bagues, les premières coniques et les suivantes cylindriques ;
  - ftahbg / Bronze ' (
  - /Métal blanc
  - Fig. 104. — Garniture « Transatlantique ».
  - ‘ces bagues sont en deux parties, et on a .soin d’en croiser les-coupures. Le serrage du presse-garniture a pour effet de faire presser les bagues coniques contre la tige ; les rechargements se font avec des bagues cylindriques.
  - . La garniture Transatlantique {fig, 104) se compose de
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  - bagues en bronze et en régule de section triangulaire, alternées, la grande base du triangle des premières s’appliquant contre la boîte à garnitures, et celle des secondes contre- la tige ; l’emplissage de la boîte se termine par une tresse en « packing ».
  - Les Chemins de fer de l’Est emploient uniquement la garniture Kubler, qui se compose {fig. 105 et 106) de bagues coniques en deux parties, alternativement femelle et mâle* avec un presse-garniture à serrage réglable.
  - Fig. 103. — Garniture Kubler.
  - Lorsqu’on emploie la surchauffe, il convient de faire usage d'une garniture ne donnant lieu qu’à un faible frottement et comportant des anneaux successifs séparés par des intervalles vides, ou la pression de la vapeur est de plus en plus réduite.
  - 71. Crosses de pistons. — Glissières. — Par suite des positions obliques que prennent les bielles motrices, il est nécessaire de guider les têtes de pistons en hauteur, pour que leur déplacement s’effectue en ligne droite ; à cet effet, les crosses réunissant les tiges de pistons aux bielles sont munies de patins à rebords, qui coulissent avec un faible jeu entre des glissières parallèles à l’axe du cylindre. ; , i - ,..J
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  - Quand les cylindres sont intérieurs, il y a souvent quatre glissières par cylindre; parfois, au contraire, il n’y a par cylindre qu’une seule glissière, que les patins de la crosse embrassent alors complètement. Cette dernière disposition, fréquemment employée pour les cylindres intérieurs des machines à quatre cylindres, est plus simple et dégage mieux la machine. Les mécanismes extérieurs comportent habituellement deux glissières.
  - On fait les glissières très fortes afin qu’elles ne se déforment pas sous l’action des patins, pressés avec force contre la glissière supérieure dans la marche avant, et contre la glissière inférieure dans la marche arrière, sauf aux fonds de course où le portage est inversé.
  - Les glissières sont en acier fondu dur, présentant une résistance moyenne à la rupture de GO kg par millimètre
  - Fig. 107. — Grosse ou tête de piston.
  - carré et un allongement de 18 0/0. Les crosses sont en acier fondu ou moulé, ou en fer forgé et cémenté ; les patins sont en fonte ou en fer et généralement garnis de métal blanc ou de semelles en bronze pour réduire le frottement et l’usure : il n’est pas bon que cette dernière dépasse 1 mm, tant en hauteur qu’en largeur, sans cela les garnitures des tiges s’ova-lisent et donnent lieu à des fuites importantes de vapeur.
  - La tige de piston s’emmanche dans la crosse par une partie
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  - -cône, un peu renflée au raccordement [fig. 107) ; une clavette bien ajustée, enfoncée à la masse et munie d’une forte goupille ouverte, assure la solidité de l’assemblage. Il faut éviter que la tige de piston ne vienne porter dans le fond de la cavité ménagée dans la crosse, lorsque cetle cavité n’est pas entièrement débouchée ; celte circonslanco pourrait •empêcher le serrage de la clavette, et l’emmanchement ne tarderait pas à jouer si la toile de fond de la crosse venait à céder.
  - Trop forcée, la clavette peut faire fendre la tige ; pour éviter cette avarie, la Compagnie de l’Ouest emploie un système de serrage à bague sectionnée et à coin {fig. 108) : la tige a, dans cet emmanchement, une conicité inverse de la conicilé habituelle.
  - Fig. 108.
  - Assemblage de la crosse avec la tige de piston (C‘“ de l’Ouest).
  - 72. Bielles et manivelles. — Une bielle de machine consiste en un corps en fer ou en acier rigide terminé par deux
  - têles formantarticulations aumoyen de coussinets; dans les locomotives, on distingue les bielles motrices et les bielles d’accouplement.
  - La bielle motrice sert, avec la manivelle, à transformer le mouvement alternatif ou de va-et-vient que sa petite tête reçoit du piston, par l’intermédiaire de la crosse, en un mouvement circulaire continu ou de rotation de l’essieu, qu’elle transmet à la manivelle ou à la roue motrice par sa grosse -tête. Quand la bielle attaque directement l’essieu entre ses boîtes à huile, cet essieu doit être brisé, et ses deux parties
  - 10
  - Fig. 109. — Manivelle à deux bras ou flasques.
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  - sont alors reliées par les bras et le tourillon d’une manivelle double {fig. 109) ; la brisure peut aussi être produite près de la roue, à l’extrémité de l’essieu et, dans ce cas (essieu Martin, fig. 110), la manivelle est simple, son tourillon étant implanté dans un bossage compris entre deux rayons de la roue. Si la bielle motrice est en dehors des roues, elle est reliée à l'essieu par une manivelle à un seul bras ou par un tourillon implanté dans un bossage de la roue.
  - La petite tête de bielle motrice peut être à chape fermée ou à fourche {fig. 111-112) et munie de coussinets à serrage par coin à vis, ou de bagues. La grosse tête alîecte des formes très différentes : à cage fermée ou à fourche, faisant corps avec la bielle ou bien rapportée. Le serrage se fait par clavette ou par boulons serrés à bloc à même ou sur cales.
  - Les têtes de bielles sont toujours ajustées et les corps généralement aussi ; dans les machines articulées 6121 à 6138 du Chemin de fer du Nord, ces corps sont bruts de forge. Les coussinets peuvent être en acier ou en bronze, ils sont toujours anlifrictionnés dans le premier cas, et parfois aussi dans le second. Quand les coussinets sont entièrement antifrictionnés, on les munit de
  - Fig. 111. — Petite tête de bielle à chape fermée et à coin.
  - Fig. 110. — Essieu Martin.
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  - barrettes transversales en bronze, afin qu’en cas de matage excessif ou de fusion du métal blanc, les tôles de bielle ne puissent prendre un trop fort jeu et le piston venir buter contre les fonds de cylindre.
  - Fig. 112. — Petite tête de bielle à fourche.
  - L’obliquité que prennent les bielles motrices dans la rotation des roues est d’autant plus prononcée que le rapport de leur longueur à celle des manivelles est plus petit ; cette obliquité troublant la répartition du poids suspendu et
  - Fig. 113. — Grosse tête de bielle à cage fermée.
  - créant des surcharges sur les rails fatigantes pour la voie, on ne donne pas habituellement aux bielles motrices une longueur inférieure à 6 fois la longueur de la manivelle; ce rapport s’élève parfois à 8 ou 9 et même davantage.
  - Les boutons de manivelles sont emmanchés à la presse
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  - IÆ MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - hydraulique sous une pression moyenne de 30.000 à 40.000 kg. Les tourillons des bielles motrices, dans les machines à cylindres intérieurs, peuvent être calés dans le même sens que les boulons des manivelles d’accouplement ou à l’opposé de ces derniers. Dans le premier cas, il faut de plus forts
  - Fie. 114. — Grosse tête de bielle à chape ouverte.
  - contrepoids, aussi préfère-t-on généralement la seconde disposition.
  - Les tourillons clés 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 de marche, obtenir une course suffisante des tiroirs et un assez grand découvrement des lumières. Dans ce but, l’introduction de vapeur, dans les locomotives 2600 du Paris-Lyon-Méditerranée, peut se faire pendant les huit dixièmes de la course des pistons : même avec les trains les plus lourds, le démarrage ne rate jarpais ainsi. Dans toutes les locomotives, la manivelle du cylindre de droite
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  - précède toujours celle du cylindre du côté gauche dans Iq marche en avant (fig. 115). , ; -
  - Dans le cas de trois cylindres, disposition qui n’est àppliy quée que lorsque ces cylindres travaillent en compound, deqx d’entre eux sont extérieurs et le troisième intérieur ; les ma^ nivelles motrices peuvent alors produire l’entraînement du
  - Fig. 115.
  - Calage des manivelles à 90°.
  - Fig. 116.
  - Fro. 117. Calage à 90-135“.
  - Calage à 120°.
  - même essieu, ou de deux essieux différents, et elles peuvent aussi être calées soità 120° {fig. 116), soità90 et 435117), 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 trois cylindres de la Compagnie du Nord, est préférable à la première, parce que, dans le cas d’avarie au cylindre intérieur, la machine se comporte comme une locomotive ordinaire à deux cylindres.
  - Lorsqu’on emploie quatre cylindres, disposition qui est appliquée à l’étranger à des locomotives à simple expansion* et en France à des compound seulement, il peut y avoir un ou. deux essieux moteurs. Dans le premier cas, les manivelles de l’un des essieux sont calées par rapport à celles du même côté de l’autre essieu à 180°, si les deux essieux sont réunis par des bielles d’accouplement, ce qui est avantageux pour avoir un meilleur équilibrage des pièces en mouvement, tout en employant de plus faibles contrepoids ; il en est actuellement de môme pour les compound, mais des calages différents de 135 et 162° y ont été aussi employés pour obtenir
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  - ]'égalité des travaux dans les deux groupes de cylindres haute pression et basse pression, ou des moments moteurs plus élevés aux démarrages et en cours de route. Les manivelles d’un même essieu se calent toujours à 90° l’une par rapport à l’autre.
  - Enfin, avec la disposition Woolf, qui est appliquée en France à des locomotives de la Compagnie du Nord et à des machines américaines, les quatre pistons s’attellent deux par deux sur la même crosse : il n’y a, par conséquent, que deux manivelles motrices, et elles sont calées à 90°, comme dans les machines à simple expansion à deux cylindres.
  - Les bielles d’accouplement servent à faire concourir à l’adhérence les roues d’un ou de plusieurs essieux autres que l'essieu moteur. Le déplacement de la machine peut parfois se faire presque uniquement par l’entraînement des roues d’un seul essieu autre que l’essieu moteur, par exemple si les autres roues se trouvent arrêtées sur des flaques d’huile, des feuilles d’arbres, etc. ; ces roues ont alors à transmettre la presque totalité de l’effort moteur, et elles doivent être établies en conséquence.
  - Les bielles d’accouplement sont exposées à se rompre sous l’influence des forces d’inertie qui les sollicitent, particulièrement aux grandes vitesses et quand elles ont une grande longueur. On pourrait les supprimer dans les machines à trois ou quatre cylindres à deux essieux moteurs ; mais les essais faits sur le Chemin de fer du Nord ont montré qu’elles étaient nécessaires pour régulariser les efforts tangentiels, assurer la rapidité des démarrages dans toutes les positions d’arrêt des pistons, et diminuer la valeur des perturbations verticales maxima en conservant aux manivelles du même côté de l’axe longitudinal de la machine leurs calages respectifs.
  - Les coussinets à clavettes habituels des bielles d’accouplement sont parfois remplacés sur les boutons de manivelles simples par des bagues retenues par une rondelle et une goupille, et qu’on tourne à un diamètre supérieur de 1 /5 de mil-
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  - ïimètre environ à celui des tourillons, sans ajustage ultérieur.
  - Dans les machines à trois ou quatre essieux couplés où les
  - ’bielles d’accouplement sont
  - montées sur une seule ligne,
  - <on les réunit aussi près que
  - possible de la tête ou de la
  - bielle médiane par une ou
  - <leux articulations horizon- Fig- H8-—Bielles d'accouplement-
  - Articulation horizontale.
  - >tales (fig. 118), qui permettent
  - une certaine flexibilité dans le cas de déplacement des essieux en hauteur, sous reflet des inégalités de la voie. Quand un des essieux a un fort jeu transversal, on emploie une arti-
  - Fig. 119. — Bielle d’accouplement.
  - Articulation horizontale et articulation verticale.
  - •culation horizontale d’un côté et une articulation verticale de l’autre côté de la tête commune {fig. 119), ou bien deux articulations cylindriques en croix, formant un joint à la Cardan) {fig. 120), ou encore une articulation sphérique.
  - Fig. 120.— Articulation à la Cardan.
  - 73. Stabilité des locomotives. — La stabilité des locomotives en marche tend à être affectée par diverses causes dont la principale est l’action de la vapeur dans les cylindres. L’effort exercé sur les pistons est transmis par la bielle et
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- - 248 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - la manivelle aux boîtes à graisse qui, appuyées alternativement de chaque côté contre les plaques de garde, impriment à la machine, en raison de la non-concordance du mouvement des pistons, un mouvement de rotation autour d’un axe vertical ; on donne à ce mouvement le nom de lacet. Sous son influence, les boudins des roues tendent à venir porter tour à tour contre les rebords de chaque file de rails.
  - Dans la marche en avant de la machine, la vapeur, en agissant sur chaque piston, fait appuyer la crosse contre la glissière supérieure ; comme cette dernière est reliée d’une façon rigide au châssis, les roues les plus proches se trouvent ainsi déchargées à tour de rôle, ce qui a pour effet de surcharger les autres roues de la machine d’une môme quantité totale; le châssis oscille sur ses ressorts en produisant le mouvement qu’on appelle roulis. Plus la bielle motrice est courte, plus l’obliquité qu’elle prend est élevée, et plus la quantité dont se trouve surchargée ou déchargée chaque roue avant l’est également ; cette quantité peut atteindre 1.000 kg.
  - L’action des pièces tournantes (manivelles, partie de la bielle motrice située du côté de la grosse tôte, parties des-bielles d’accouplement attenantes aux têtes) et des organes à mouvement alternatif (piston, crosse, partie de la bielle motrice située du côté delà petite tôte) tend aussi à produire tour à tour une surcharge des roues sur le rail, puis une décharge des mômes roues, ainsi qu’un mouvement peu prononcé de recul de la machine ; cette action accentue aussi le lacet.
  - 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 connu sous le nom de galop. Ce mouvement ne se manifeste plus, ou est peu prononcé, dans les lourdes locomotives actuelles, dont les cylindres sont d’ailleurs le plus souvent' horizontaux ou ne sont que légèrement inclinés. Ce mou-
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  - vement n’affecte que le poids suspendu de la machine.
  - Les dénivellations de la voie causent, de leur côté, de grandes perturbations dans la charge des roues de la machine sur les rails, pendant que la conicité des bandages tend à produire le lacet.
  - Les perturbations dues à l’action alternative de la vapeur sont particulièrement sensibles sur les machines à grand effort de traction et à faible vitesse de marche ; elles se manifestent d’une façon très apparente quand on se tient à l’avant du tablier d’une machine à marchandises à cylindres extérieurs montant une forte rampe, ou bien quand on fait patiner cette machine sur place lors d’un démarrage.
  - D’après des essais à l’écoperche laits au Paris-Lyon-Méditerranée en 1890, le mouvement de lacet à la traverse d’avant de puissantes locomotives à cylindres extérieurs n’aurait pas dépassé cependant 4 mm, ne pouvant donc faire heurter les rebords des rails par les boudins des roues sur une bonne voie; en pratique,ce déplacementest sensiblement plus grand.
  - Le lacet peut devenir dangereux quand la machine marche à une vitesse excessive sur une voie fatiguée à forts surécartements ou dénivellations, ou bien lorsque les masses en porte-à-faux : cylindres extérieurs avec traverse en fonte, ou foyer, sont importantes. Une usure latérale trop grande des coussinets des boites ou des boudins des roues avant peut aggraver les perturbations, et il convient de ne pas laisser cette usure dépasser une limite donnée, et, par conséquent, de lever les machines à temps.
  - Lorsque les boudins viennent appuyer latéralement contre les rails, les roues avant peuvent monter sur ces rails si elles se trouvent en même temps déchargées d’une façon importante par l’effet de l’obliquité des bielles motrices ou par une dénivellation importante de la voie, et qu’en même temps les ressorts des roues n’ont pas une flexibilité suffisante pour maintenir une .charge convenable sur ces roues. Les ressorts des roues d’avant doivent donc être surveillés d’une façon
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  - particulière par les mécaniciens, qui doivent en demander le remplacement quand ils leur paraissent avoir perdu de leur bande.
  - Les perturbations dues aux organes en mouvement de la machine sont efficacement combattues par certaines dispositions, comme l’application de contrepoids aux roues motrices et accouplées, la suppression des masses en porte-à-faux, l’emploi de bogie ou d’essieu-bissel donnant encore un grand empattement, de cylindres intérieurs ou disposés extérieurement vers le milieu de la machine (disposition Cramp-ton), ou encore de quatre cylindres avec manivelles d’un même côté de la machine calées à 180°. Un attelage efficace entre la machine et le tender combat aussi les perturbations.
  - Les contrepoids employés pour équilibrer les pièces tournantes sont appelés contrepoids de l’équilibre vertical; ils sont appliqués séparément sur chaque roue motrice ou accouplée, à l’opposé de la manivelle; l’équilibre vertical est complètement réalisé de cette façon. On pourrait annihiler totalement aussi l’effet de recul et de lacet dû aux masses à mouvement alternatif, en appliquant d’autres contrepoids suffisants sur les roues accouplées, mais on créerait ainsi une perturbation verticale plus dangereuse; cependant, si la charge reposant au repos sur les roues n’atteint pas la charge maximum admise, on peut, sans inconvénient, équilibrer une certaine partie, 1/4 ou 1/3 et même quelquefois plus, de ces masses; les contrepoids correspondants sont appelés contrepoids de l’équilibre horizontal. Grâce à la solidarité établie parles bielles d’accouplement, cet équilibre horizontal partiel peut être réalisé sur l’ensemble des systèmes moteurs : ainsi, dans une machine à trois essieux à adhérence totale, où il est préférable, dit M. Iierdner, de ne pas trop charger l’essieu avant, on peut répartir ces contrepoids sur les roues des deuxième et troisième essieux, qui peuvent sans inconvénient recevoir une surcharge modérée. Pour la même raison, on peut appliquer de plus forts contrepoids aux roues des ma-
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  - chines P.2, et plus forts encore à celles des machines P.2.P, «qu’aux roues des machines 2.P.
  - Dans les locomotives à quatre cylindres et à quatre manivelles disposées à 180° deux à deux d’un môme côté de l’axe longitudinal, les pièces en mouvement s’équilibrent sensiblement entre elles, et on peut obtenir l’équilibre vertical complet au moyen de légers contrepoids.
  - Dans des essais de laboratoire effectués aux États-Unis, un fil de fer bien calibré passé sous les roues d’une machine à quatre cylindres équilibrés a été aplati très régulièrement, tandis qu’il était par moments complètement écrasé avec une machine à deux cylindres, et que, dans d’autres moments, il conservait sa forme cylindrique, ce qui démontre que les roues étaient alors soulevées sous l’action des contrepoids, qui étaient très forts et réalisaient totalement l’équilibre vertical et partiellement l’équilibre horizontal. Lemeilleur équilibrage naturel, sans contrepoids, est obtenu avec les machines à quatre cylindres égaux à manivelles à 180°, où les masses en opposition ont môme poids et où les cylindres d’un môme côté ont leurs axes aussi rapprochés que possible.
  - La stabilité de la locomotive est aussi conservée par l’emploi de balanciers de répartition, qui tendent à égaliser constamment la charge sur les essieux qu’ils conjuguent ; un résultat plus complet est obtenu par une suspension sur trois points, réalisée par l'emploi simultané d’un bogie et de balanciers longitudinaux. Du côté delà voie,l’emploi de rails lourds et très longs et de traverses rapprochées diminue la flexibilité et'les dénivellations, et augmente par suite la stabilité.
  - Une certaine surélévation du centre de gravité paraissait autrefois nuisible à la stabilité; M. Ilerdner a montré (') que cette surélévation, telle qu’elle est pratiquée aujourd’hui, est plutôt avantageuse, notamment à l’entrée des courbes, où elle
  - (l) A. HERDNER,Zes Locomotives à l'Exposition de Liège {Bulletin de septembre 1906 de la Société des Ingénieurs civils).
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  - « LE MECANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - présente un double avantage : d’une part, le rail extérieur est surchargé ; d’autre part, l’intensité des actions offensives qui lui sont infligées dans le sens horizontal est diminuée. Ces deux effets contribuent à supprimer les tendances au ripage et au renversement, et par suite à augmenter la stabilité. II& se manifestent d’ailleurs aussi en alignement droit dans toutes les circonstances où les roues d’avant de la machine se rapprochent des rails pour leur infliger un choc plus ou moins intense.
  - 74. Tiroirs. — Les tiroirs habituellement employés sur les locomotives sont du système dit à coquille ; ils ont la forme indiquée par la figure 121 et sont construits de façon à pouvoir : soit recouvrir à la fois les trois lumières dont est percée la table, soit alternativement l’une des lumières extrêmes du côté extérieur en mettant l’autre en communication par sa cavité avec la lumière médiane et, par suite, avec l’échappement.
  - Si on applique le tiroir sur la table de manière que son axe coïncide avec le milieu des orifices, on voit que les bandes du
  - Fig. 121.
  - Tiroir à coquille.
  - Fig. 122.
  - Tiroir à découvrement intérieur.
  - tiroir dépassentles rebords extérieurs des lumières du cylindre de chaque côté d’une quantité a, à laquelle on donne le nom de recouvrement extérieur du tiroir; le recouvrement intérieur est la quantité b dont les bandes dépassent le rebord intérieur des lumières.
  - Le recouvrement extérieur a toujours une valeur assez
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  - élevée, comprise habituellement entre 25 et 35 mm. Le recouvrement intérieur est au contraire très faible, sa valeur n’excède pas 2 à 3 mm, et il est même souvent négatif dans les machines à grande vitesse de rotation des roues, c’est-à-dire que l’orifice, au lieu d’être totalement recouvert comme sur la figure 121, estdécouvert d’une certaine quantité comme sur la figure 422. Ce découvrement atteint 7 mm dans les machines à tiroirs cylindriques des Chemins de fer de l’Etat, et il est également assez élevé dans les compound, principalement aux tiroirs de basse pression.
  - On remarquera que, dans ce cas, les deux côtés du cylindre sont en communication pendant tout le temps que les deux orifices restent découverts ensemble du côté de l’échappement : d’un côté du piston, c’est l’échappement anticipé qui se produit, et de l’autre c’est l’échappement normal. La vapeur ayant une plus forte pression sur la face de l’échappement anticipé, cette vapeur a tendance à pénétrer de l'autre côté du cylindre et à augmenter la contre-pression sur la face résistante du piston; en marche à faible vitesse, c’est une cause de diminution de rendement, mais les forts découvrements ne sont appliqués généralement que sur les machines à grande vitesse de rotation, où ils n’offrent pas cet inconvénient au même degré, en dehors des démarrages.
  - Le tiroir est entraîné par son cadre ( fig. 100), qui vient souvent de métal avec la tige ; celle-ci se fixe au moyen d’une clavette sur une crossetle reliée à la bielle du coulisseau, et l’entraînement peut aussi se faire par l’intermédiaire d’une partie filetée qui rend le réglage plus facile. Le cadre comporte parfois une contre-tige qui se déplace dans un guide en bronze borgne {fig. 100) ou dans un presse-garniture semblable à celui de la lige {fig. 101).
  - Le tiroir est monté à frottement doux dans le cadre afin de pouvoir être toujours appliqué contre la glace par la pression de la vapeur; il doit aussi posséder un certain jeu de soulèvement poür laisser passer l’eau refoulée par le piston dans
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - le cylindre à ses fonds de course, ou simplement l’air et les-gaz comprimés dans la marche à régulateur fermé. Quand la pression de la vapeur comprimée par le piston dans la marche normale dépasse celle de la boîte à vapeur, le tiroir se soulève encore : la machine deviendrait très bridée si le tiroir n’avait pas un jeu de soulèvement suffisant dans ces cas.
  - Les tiroirs sont généralement en bronze à 84 parties de cuivre, 14 d’étain et 2 de zinc. Ceux de la Compagnie d’Orléans sont en bronze phosphoreux, qui présente la propriété d’être plus homogène et dont la dureté peut être assez facilement graduée; ils sont percés sur leur surface frottante de trous tronconiques de 12 et 15 mm de bases et de 20 mm de-profondeur, qu’on emplit de métal antifriction; si les pastilles viennent à s’ébranler et à tomber, des gouttelettes d’eau se logent dans les trous et lubrifient encore les surfaces frottantes.
  - Le Chemin de fer du Nord emploie également (depuis 1802) des tiroirs en bronze phosphoreux; leur usure dans les machines h simple expansion timbrées à 10 kg atteint, quand ils ne sont pas équilibrés, 1 mm pour un parcours d’environ 8.300 km. Aux Chemins de fer de l’État, cette usure correspond pour des tiroirs en bronze ordinaire à un parcours moyen de 3.500 km ; aux Chemins de fer de l’Est, les tiroirs des locomotives à simple expansion 3001 à 3015, timbrées à 13 kg, s’usentseulement de 1mm par 16.000km de parcours environ. Les tiroirs en fonte, usités quand la pression ne dépassait pas 7 kg, ne sont plus employés en Europe ; mais ils continuent à être les seuls utilisés aux États-Unis, où on n’emploie, il est vrai, que des tiroirs compensés.
  - On visite les tiroirs après un parcours d’environ 15.000 à 20.000 km pour s’assurer qu’ils ne sont pas fendus ou que leur épaisseur n’est pas trop réduite; on les retire du service quand cette épaisseur n’est plus que de 6 à 8 mm.
  - 75. Tiroir à canal. — Lorsque l’admission a une faible durée, les tiroirs ne découvrent les orifices que d’une petite
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  - quantité : 5,2 mm pour la marche au deuxième cran dans les machines dont les phases de la distribution sont données plus loin ; la vapeur est alors fortement laminée et sa pression s’abaisse, ce qui donne lieu à une perte de travail et de rendement. Cette circonstance empêche de marcher aux très faibles admissions de 12 à 15 0/0 avec les distributions à coulisse, et de bénéficier des avantages économiques d’une grande détente.
  - Le tiroir Trick ou Ai.len à double entrée de vapeur {fîg. 123), employé dès 1855, permet de réduire ce laminage et, parconséquent, d’employer une marche à plus faible admission. Un passage ce' est ménagé dans le dos du tiroir ; en même temps que le tiroir, se déplaçant par exemple suivant le sens de la flèche, vient découvrir en a l’orifice d’introduction, le canal est démasqué en b par la table, et la vapeur pénètre dans le cylindre à la fois en a et en b. Aux faibles admissions, ce tiroir donne une augmentation de section d’ouverture de 200/0 par rapport au tiroir ordinaire ; mais on conçoit qu’il est plus difficile à maintenir étanche que ce dernier.
  - Les tiroirs cylindriques permettent aussi, par la grande longueur qu’on peut donner aux orifices, d’augmenter la section de ces derniers et de diminuerle laminage tout en n’occasionnant qu’un frottement très réduit. Ces tiroirs se construisent également avec double entrée de vapeur (locomotives B.3 à grande vitesse des Chemins de fer Paris-Lyon-Méditerranée, locomotive Thuile). Les tiroirs d’admission des locomotives à distribution Bonnefond des Chemins de fer de l’État et à distribution Durant et Lencauchez de l’Orléans sont aussi à double entrée de vapeur ; mais ils ne présentent pas les mômes risques de fuites que le tiroir Trick, parce qu’ils ne servent qu’à l’introducLion seule.
  - Fig. 123. — Tiroir Trick.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 76. Frottement des tiroirs. — La pression qui règne au-dessus du tiroir l’applique fortement sur sa table et empêche les fuites de se produire entre les deux surfaces frottantes ; mais cette pression donne lieu à un frottement considérable, qui absorbe une certaine proportion du travail de la machine, rend la manœuvre du changement de marche très dure et produit l’usure rapide des tiroirs, des tables et désarticulations du mouvement de distribution et de relevage.
  - Il est facile de calculer cette pression et le frottement auquel elle donne lieu. Soit un tiroir ayant pour dimensions 0,26 m X 0,38 m ; la pression qui l’appuie sur la table s’exercera sur une surface de 26 X 38 = 988 cm2, et la valeur de cette pression sera, si la vapeur est à une tension de 8 kg dans la boîte à vapeur, de 988 x 8 = 7.904 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 de la figure 121, 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, 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 988 kg environ, soit à 1 kg 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
  - 7.904 — 988 = 6.916 kg.
  - Le frottement, c’est-à-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 uii coefficient qui varie selon la nature des métaux en contact, et suivant leur degré de poli et
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  - «le lubrification. Avec des tiroirs en bronze ou en fonte se déplaçant sur des tables en fonte, ce coefficient est égal à 0,054, et il peut même descendre au-dessous de ce chiffre quand les 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 0,054 X 2 = 747 kg, et, dans le •second, 6.916 X 0,15 x2 = 2.075 kg ; enfin, si les tiroirs sont grippés, ou s’il y a interposition de cendres et en même temps manque absolu de graissage, le frottement des tiroirs pourra atteindre et même 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 meme 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, qu’on réduit le plus possible dans le but de diminuer ce travail. Si la machine dont le tableau ci-après donne le relevé de la distribution marche, par -exemple, à la 3e division de la réglette, on voit que la course du tiroir sera dans chaque sens de 0,0766 m. Le travail absorbé par chaque tiroir dans une course simple atteindra, pour le cas où le coefficient de frottement est de 0,15,
  - 2.075 X 0,0766 = 159 kgm :
  - c’est l’effort nécessaire pour déplacer le tiroir, multiplié par le chemin parcouru par ce tiroir.
  - Pouruntour de roues, ou une course double alleret retour des tiroirs, ce travail deviendra 159 X2 = 318 kgm.
  - A la vitesse de 70 km à l’heure, ou de m = 19,44 m
  - 3.600 sec ’
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - par seconde, si le diamètre des roues motrices est de 2 rm (leur circonférence au roulement étant alors de 3,14 m X 2 = 6,28 m), le nombre de tours de roues fait par la machine em 1 seconde sera de :
  - Le traA ail en kgm absorbé en une seconde par le frottement des tiroirs sera ainsi de 318 X3,l = 985,8 kgm correspondant à:
  - 983,8
  - 7S
  - = 13,1 chx.
  - Ce chiffre n’est qu’exceptionnellement atteint ; le travail’ moyen absorbé par le frottement des tiroirs, dans les machines puissantes, est de 6 chx environ.
  - 77. Tiroirs à pression réduite. — Divers moyens sont employés pour réduire le frottement des tiroirs ; on peut soustraire une partie de leur surface à la pression de la botte à vapeur au moyen d’un compensateur, ou môme les équilibrer complètement en leur donnant une forme cylindrique.
  - Le tiroir Richardson a été très longtemps employé aux Etats-Unis, ou on lui préfère généralement aujourd’hui les-tiroirs cylindriques ; il a été aussi essayé en 1896 aux Chemins de fer de l’Est, qui n’en ont pas retiré un bon résultat, tant sous le rapport de l’économie de vapeur que sous celui de l'entretien, et il a été abandonné. Il est caractérisé par l’emploi de réglettes soigneusement dressées, logées dans des rainures pratiquées sur le dos du tiroir et appuyées au moyen de ressorts contre une table également dressée, fixée par des vis au plateau de la boîte à vapeur. La surface du tiroir soustraite à la pression s’élevait au tiers environ de sa surface-totale dans les machines de l’Est.
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  - La distribution de la vapeur sur les pistons d’un même côté de la machine est faite, dans les locomotives Woolf à quatre essieux couplés du Chemin de fer du Nord, par un tiroir se déplaçant sur une table à cinq orifices, et qui est en partie équilibré par la disposition suivante.
  - A l’endroit où il est embarrassé par le cadre, le tiroir a la forme rectangulaire habituelle (fig. 124) ; cette partie rectangulaire est surmontée d’une partie cylindrique ce munie d’une gorge. Dans cette gorge se placent deux segments en fonte
  - Fig. 124.— Tiroir compensé du Chemin de fer du Nord.
  - semblables à ceux des pistons moteqrs ; un anneau aa, 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 milieu du tiroir (représentant 570/0 de sa surface totale) est ainsi soustrait à l’action de la vapeur, et le tiroir n’est plus appuyé sur la table que par la pression qui agit sur la partie rectangulaire et sur les bandes. Le plateau de la boîte à vapeur est muni, comme le tiroir lui-même, d’une ouver-
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- - 260 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - ture permettant à la vapeur des fuites qui peuvent se produire entre les bandes et la table, ou entre l’anneau et Je plateau, de s’échapper à l’extérieur sans venir faire pression sur le dos du tiroir.
  - On voit que ce tiroir équilibré est aussi à canal de Trick pour le cylindre à basse pression. — Des tiroirs à compensateur annulaire sont également employés sur les compound à grande vitesse des Chemins de fer du Nord et d’Orléans {fig- 125).
  - Cattpe/
  - Yjze An/plany
  - Fig. 123. — Tiroir compensé du Chemin de fer d'Orléans.
  - 78. Tiroirs cylindriques. — M. Ricour, en imaginant de disposer une soupape de rentrée d’air sur les tuyaux d’admission de vapeur pour que, dans la marche à régulateur fermé, les pistons ne produisent plus d’aspiration dans la boîte à fumée, a rendu possible l’application de ces tiroirs aux locomotives.
  - Les tiroirs cylindriques sont employés sur une grande échelle aux Chemins de fer de l’État et de l’Est, et les Che-
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  - mins de fer Paris-Lyon-Méditerranée commencent aussi à en faire usage.
  - La figure 126 montre les tiroirs de distribution des locomotives de l’État.
  - Lorsqu’une locomotive marche à régulateur fermé, 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 côté 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 de 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; 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 celte 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 ehtre 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.
  - Avec la soupape Ricour {fîg. 126j, voici ce qui se produit. Lorsqu’on ferme le régulateur, le ressort placé à la base de la soupape la fait lever, l’air extérieur est aspiré dans la boîte à tiroir et dans le cylindre, et il n’y a plus appel des gaz de la boîte à fumée. Cet air, au retour du piston, est refoulé
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- - Fig. 126. — Tiroirs cylindriques système Ricour.
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  - dans la cheminée et augmente le tirage; la machine enfin devient très libre, et les tiroirs se conservent étanches.
  - Les tiroirs cylindriques présentent plusieurs avantages.
  - On peut les placer aux extrémités du cylindre moteur et réduire ainsi le volume et la surface de l’espace nuisible, et augmenter par suite le rendement de la machine. Us permettent aussi de donner une plus grande longueur aux orifices que les tiroirs plans, et de réduire le laminage.à l’admission comme à l’échappement : les tiroirs cylindriques de .200 et 280 mm de diamètre des compound 2600 du Paris-Lyon-Méditerranée donnent une augmentation de la section des orifices d’environ iO 0/0 par rapport à des tiroirs plans à double orifice. Enfin ces tiroirs supportent une pression réduite, et ils peuvent même être totalement équilibrés; leur déplacement absorbe donc moins de force, et ils s’usent moins que les tiroirs plans.
  - Les tiroirs cylindriques des locomotives des Chemins de fer de l’État se composent de deux pistons P,P montés sur une même tige et se déplaçant en face de lumières Z, l, découpées vers les extrémités des cylindres moteurs; la vapeur de la -chaudière arrivant en A, entre ces pistons, l’admission dans les cylindres se fait 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. Il est très important de tenir compte de cette différence lorsque Ton veut'paralyser un côté de la machine en poussant le piston moteur à fond de course. Si on le pousse à barrière, 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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  - Les pistons distributeurs se composent de trois parties principales :
  - 1° Une souche femelle;
  - 2° Un segment, correspondant à une bande de tiroir ordinaire ;
  - 3° Une souche mâle.
  - La souche femelle a une forme évidée; dans le montage dm piston, c’est la pièce qui se place la première sur la tige ; elle vient s’appuyer contre une embase <?, et un tenon l’empèclie de tourner sur celte tige.
  - Le segment [fig. 127) est une lame cylindrique, en fonteT
  - comme les souches, munie à l’intérieur d’une nervure mince nn à laces planes parfaitement dressées ; il porte sur sa surface extérieure trois ou quatre rainures 7i, h, U 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 le segment plus étanche dans la marche sous vapeur.
  - Les extrémités de ce segment forment un joint croisé abcd ; les coupures, qui ont 10 mm 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 pistons, chassant cette eau devant eux, la refoulent en arrivant 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
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  - ergot E qui s’engage dans l’épaisseur de cette souche l’empêche de tourner autour de son axe.
  - On place enfin la souche mâle, puis, à l’aide d’un écrou qui se visse sur la tige, 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 tige.
  - Les deux souches étant ainsi emboîtées l’une dans l’autre, leurs rebords serrent, par l’intermédiaire de la couronne en tôle emboutie, 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, 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, maintiennent le segment 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 que celui du cylindre dans lequel 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 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 vapeur de l’appuyer contre la nervure et les rebords de la souche femelle; dès lors, si le montage des diverses parties du piston
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  - est bien fait et le graissage suffisant, 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’État, de 35-4 cm2, 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 au lieu du chiffre de 1.500 kg et quelquefois plus qu’il atteint pour chaque tiroir d’une machine ordinaire ; ce 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 que leur usure est nulle. Ainsi, à l’Exposition de Paris 1900 figurait un segment de locomotive-fourgon timbrée à 12 kg, ayant un parcours de 640.000 km, et qui ne présentait qu’une usure de 1 mm. — Des ruptures s’étaient produites au début dans des machines timbrées à 9 kg, mais c’est parce que la compression y avait une valeur trop élevée, faisant fermer les segments à chaque fond de course des pistons moteurs.
  - 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 locomotives ordinaires ; le changement de marche lui-même se manœuvre avec la plus grande facilité, sous pression, et dans les plus fortes machines.
  - La distribution système Ricour est aussi appliquée aux locomotives 4201 à 4205 de la Compagnie de Lyon.
  - Les hautes pressions conviennent particulièrement à ce
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  - genre de tiroirs, parce que le frottement reste très faible et la manœuvre du changement de marche très douce, et qu’elles permettent d’employer un espace nuisible restreint ou un faible découvrement intérieur. Dans des essais faits en 1899 au train rapide le « Sud-Express » entre Bordeaux et Hen-daye, la machine 2752 du réseau de l’État, timbrée à 14 kg, a remorqué un train de 125 t à la vitesse moyenne de 100 km à l’heure en palier, et à 88 km en rampe de 5 mm, avec des
  - Réservoir intermcc/*
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  - Fig. 128. — Tiroirs cylindriques des Chemins de 1er de l’Est.
  - admissions respectives de 25 et 32 0/0, en dépensant seulement 8,58 1 d’eau et 1,10 kg de charbon par cheval effectif à la jante.
  - En service, avec une charge moyenne de 140 t, la dépense de combustible de ces machines est de 9,05 kg par kilomètre au service des trains express.
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  - Les simples segments élastiques, du genre des segments des pistons moteurs, donnent des tiroirs complètement équilibrés, mais ils ne sont généralement pas, à moins de disposition^ de montage particulières, aussi complètement étanches que les tiroirs Ricour. Les tiroirs cylindriques des Chemins de fer de l’Est sont formés [fig. 128) d’un corps en fonte creux terminé à ses extrémités par deux pistons qui sont munis de deux bagues élastiques. Les lumières régnent sur tout le pourtour des cylindres distributeurs ; c’est le grand avantage des tiroirs cylindriques, on peut augmenter ainsi la longueur des lumières de 75 0/0 par rapport aux tiroirs à coquille ordinaires (dans des machines du « North Eastern », les lumières ont une longueur de 654 mm) en réduisant considérablement le laminage ; la pression à l’admission se tient mieux, celle à l’échappement est plus réduite : la seule application de ces tiroirs a fait baisser de 5 0/0 la consommation de charbon des machines B.3 à roues de 1,750 m de la Compagnie de l’Est, en les rendant encore beaucoup plus libres. Ces tiroirs ne demandent pas, d’autre part, plus d’entretien que les tiroirs plans.
  - C’est ce système de tiroir, un peu modifié, qui est employé dans les locomotives à vapeur surchauffée du Chemin de fer d’Orléans.
  - 79. Fuites de vapeur par les tiroirs. — Si bien dressés ou rodés que soient les tiroirs, ils donnent lieu, en raison de leur grande surface et du peu de recouvrement des orifices dans certaines de leurs positions, à des fuites de vapeur importantes, qui augmentent généralement après un certain temps de service par suite d’usure inégale, de stries, etc. Des expériences nombreuses ont été faites pour déterminer l’importance de ces fuites. Aux États-Unis, on a relevé sur une machine ayant des tiroirs cylindriques en bon état une fuite de vapeur de 112 à 180 kg de vapeur par heure pour chaque côté de la machine; la plus forte fuite constatée a été de 246 kg
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  - sur des tiroirs ayant un parcours de 21.000 km effectué sans aucune visite ni réfection dans l’intervalle. Ces tiroirs cylindriques, aux Etats-Unis, sont simplement munis de segments étroits, dans le genre de ceux des pistons moteurs, ei ils manquent d’étanchéité. Pour les tiroirs plans, les pertes ont été trouvées de 150 à 158 kg par heure.
  - En Allemagne, on a fait des essais comparatifs sur des tiroirs cylindriques tournés exactement au diamètre du cylindre et non munis de segments, et sur des tiroirs munis de segments étroits à bande naturelle ; les fuites constatées se sont élevées à 1.500 kg de vapeur par heure dans le premier cas et à 200 kg dans le second.
  - En France, de nombreux essais ont été effectués aux Chemins de fer de l’État par M. Ricour ; les fuites des tiroirs cylindriques de ce réseau ne sont pas plus importantes que celles de tiroirs plans bien dressés ; en route, les fuites sont moindres qu’au repos.Elles sont diminuées encore parmi bon graissage.
  - 80. Graissage des cylindres et des tiroirs. — Le graissage des cylindres et des tiroirs, en raison de la température élevée de ces organes, de leur grande surface et du frottement auquel ils sont soumis du fait de l’élasticité des bagues des pistons ou de la pression de la vapeur, a besoin d’ôtre •soigneusement fait pour réduire le frottement et l’usure, et faciliter le roulement de la machine. Toutes les locomotives construites depuis environ vingt ans sont munies de graisseurs continus fonctionnant automatiquement par la vapeur d’admission ou au moyen d’une commande mécanique; l’huile entraînée ou refoulée lubrifie généralement la vapeur dans les tuyaux d’admission mêmes. D’autres graisseurs fonctionnent automatiquement dès que l'on ferme le régulateur et tout le temps que dure la marche sans vapeur. Avec l’emploi de vapeur surchauffée, le graissage a absolument besoin d'être continu, et ce sont les appareils mécaniques qui sont
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  - alors préférés ; le refoulement s'effectue de préférence au milieu du cylindre, où la température de la vapeur est déjà sensiblement diminuée, ou bien sur les tiroirs mêmes (Chemin de fer d’Orléans: graisseur à condensation).
  - Le graisseur Mollerup se compose (fig. 129) d’un corps de pompe dans lequel un piston mû par un encliquetage commandé par une pièce du mouvement de distribution — la coulisse généralement — refoule de Fig. 129. — Graisseur Mollerup. ^ huile aux organes à
  - graisser ; le mouvement de descente du piston est continu et proportionnel à la vitesse de marche de la locomotive ; il peut être réglé à tout moment de manière à augmenter où réduire le débit. Le piston du corps de pompe doit être remonté à la main avant qu’il ne soit descendu à fond de course.
  - Le graisseur Bourdon comprend des petits pistons {fig. 130) à mouvement alternatif en nombre égal aux organes à graisser ; il est également
  - Fig. 130. — Graisseur Bourdon.
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  - à fonctionnement continu, et réglable suivant le degré do lubrification qu’exige chaque organe. Ce réglage opéré (généralement une fois pour toutes), le mécanicien n’a plus qu’à garnir à temps le réservoir d’huile et à s’assurer que les raccords de la tuyauterie sont bien étanches, afin que toute l’huile refoulée aille aux organes à graisser et qu’il ne s’en perde pas au dehors.
  - Les graisseurs à condensation ne débitent que dans la marche à régulateur ouvert, ils peuvent être aussi à plusieurs départs. Ils sont parfois complétés par des graisseurs automatiques placés sur les cylindres et fonctionnant par aspiration dans la marche à régulateur fermé.
  - Le graisseur « Dynamis»
  - (fîg. 131) fonctionne au moyen d’eau sous pression (celle de la chaudière, dans les locomotives) -et sans aucun mécanisme ; il parait préférable à la fois aux graisseurs à condensation habituels, car son fonctionnement est plus sûr et est continu, et aux graisseurs mécaniques, dont il évite les inconvénients d’usure d’organes.
  - Il comprend essentiellement un réservoir en bronze R, une
  - Fie. 131. — Graisseur « Dynamis ».
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  - rampe AB de distribution de l'huile, et des distributeurs D placés sur la rampe ci-dessus et aux divers points à lubrifier. Les distributeurs sont munis d’un pointeau de réglage et d’un regard en verre.
  - L’eau vient de la chaudière par le tuyau T ; elle pénètre
  - au-dessus de l’huile et refoule cette dernière sous pression aux divers distributeurs. Pour l’emplissage du réservoir, qui est muni d’un tube intérieur de niveau, on ferme le pointeau T, et on ouvre T' ; quand toute l’eau est écoulée, on ferme T, on dévisse le pointeau supérieur et on remplit le réservoir d’huile; on revisse ensuite ce pointeau, on ouvre T, et le fonctionnement reprend. L’arrêt de l’appareil s’obtient en fermant le pointeau T.
  - Ce graisseur demande des joints et des raccords bien étanches ; il a été mis en essai à la fin de 1906 sur une locomotive des Chemins de fer du Midi. — Cette Compagnie, comme celles de l’Est et de l'Orléans, emploie aussi le graisseur à condensation et à goutte visible système Nathan, représenté figures 132 et 133.
  - Le prertiier graisseur est à deux départs, pour lubrifier les boîtes à vapeur et les cylindres des compound. Il comporte deux corps indépendants, dont le remplissage se fait par l’ouverture du bouchon A, après qu’on a fermé la soupape d’arrivée de vapeur disposée au-dessus du vase de con-
  - C 11
  - Fig. 132. — Graisseur Nathan.
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  - densation E, la soupape d’eau D et les soupapes régulatrices de débit C, C, puis ouvert la soupape de vidange W. Le remplissage effectué, on ouvre la soupape de vapeur et celle d’eau très lentement, puis les soupapes régulatrices C, C, après que les tubes compte-gouttes K, K se sont remplis d’eau.
  - Fig. 133. — Graisseur Nathan des Chemins de fer de l'Est.
  - F, F sont des soupapes qui restent constamment ouvertes, sauf lorsque le tube compte-gouttes correspondant vient à se rompre ; on ferme dans ce cas les soupapes F et C et on effectue le graissage par le graisseur supplémentaire O, qu’on ouvre de la même quantité que la soupape C avant la rupture.
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  - Le réservoir d’huile est muni également d’un tube en verre de niveau G, avec obturateur automatique pour le cas où ce tube viendrait à se rompre : on effectuerait alors entièrement le graissage avec les deux graisseurs auxiliaires O, qui peuvent d’ailleurs être utilisés concurremment avec les compte-gouttes, — par exemple lorsqu’on veut forcer le graissage à un moment quelconque sans changer le réglage-de ces derniers.
  - Fig. 134. — Graisseur Lalance. Fig. 133. — Graisseur à main
  - de la Compagnie P.-L.-M.
  - Le graisseur [fit/. 133) employé par la Compagnie de-l’Est sur ses dernières compound comporte deux départs d’huile se bifurquant pour aboutir aux quatre boîtes à vapeur ; il n’est pas muni de tube indicaleurdu niveau de l’huile ; les verres compte-gouttes K y sont protégés contre le refroidissement de l’air par une enveloppe en cristal.
  - Pour les lignes à profil accidenté ou à stations d’arrêt rapprochées, où l’on ferme fréquemment le régulateur, on emploie le graisseur Lalance (fig. 134), qui donne une goutte d’huile aux moments précis de la fermeture du régulateur et débite ensuite proportionnellement au chemin parcouru sans vapeur.
  - Les soupapes de ces graisseurs doivent être parfaitement
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  - rodées, et l’on doilbien prendre garde de ne pas déformer les sièges au démontage et au remontage, puis au rodage lorsque l’on serre le graisseur dans l’étau.
  - .Les graisseurs à boule ne sont plus que rarement utilisés. La Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée emploie un graisseur à main, à piston [fig. 135), qui est placé à portée du mécanicien et permet de lubrifier les cylindres et les tiroirs dans le moment qui paraît le plus favorable.
  - L’huile employée au graissage des cylindres et des tiroirs est de l’huile minérale russe ou américaine, à point d’inflammabilité élevé (jusqu’à 360°), ne se décomposant pas sous l’action de la chaleur et ne formant pas non plus de dépôts sur les parois.
  - 81. Excentriques. — La transmission de mouvement par excentrique comporte deux articulations, comme la trans-
  - Fig. 136. — Excentriques.
  - mission par bielle motrice ; mais l’ensemble delà bielle et de la manivelle peut transformer un mouvement de rotation en un mouvement de va-et-vient (mouvement de rotation d’un arbre ou d’un essieu en mouvement de va-et-vient d’un piston ou d’un tiroir), et inversement un mouvement de va-et-vient en
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  - un mouvement de rotation (mouvement rectiligne alternatif du piston en mouvement rotatif de la manivelle), tandis que l’excentrique ne peut transformer qu’un mouvement de rotation en mouvement de va-et-vient.
  - L’excentrique se compose d’un disque circulaire généralement en fer (fig. 136) et appelé poulie ou chariot, d’un collier en fer, à garniture en bronze régulée, se déplaçant à frottement doux sur la poulie, et d’une barre reliant cette poulie à l’organe à commander.
  - La poulie est clavetée ou emmanchée à force sur l’essieu ou sur le manneton d’une contre-manivelle {fig. 137), et de
  - telle sorte que son centre se trouve écarté de celui de la pièce qui le porte d’une quantité que l’on nomme excentricité ou rayon de l’excentrique. Le collier ne tourne pas, il est simplement tiré dans un sens, puis dans l’autre par la poulie, qui ne lui imprime qu’une assez faible oscillation. Le prolongement de la barre d’excentrique, dans toutes les po-Fig. 137. —Excentriquesextérieui’s. sitions, passe par le centre de
  - la poulie, comme l’axe de la bielle motrice passe par le centre du tourillon; le rayon de l’excentrique est comparable lui-même à la longueur de la manivelle, de sorte que l’excentrique avec sa barre est l’équivalent de la bielle avec la manivelle, et ils ont la même représentation géométrique. La longueur théorique de la barre d’excentrique correspond à la distance des centres des deux têtes de la bielle; le centre de l’excentrique se déplace sur une circonférence, comme le centre de la tête de bielle; enfin le pied de la tige d’excentrique a une course qui est égale au double du rayon d’excentrique, comme la course du pied
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  - de bielle est égale au double du rayon de la manivelle.
  - Pour que l’excentrique puisse se placer sur un arbre ou sur un essieu, on voit clairement qu’il est nécessaire que le rayon de sa poulie soit plus grand que le diamètre de l’arbre ou de l’essieu, de façon qu’il reste en dehors de celui-ci une épaisseur de matière suffisante.
  - Les excentriques, dans les locomotives, servent à transmettre le mouvement de l’essieu moteur au tiroir par l’intermédiaire de la coulisse et, parfois, d’un arbre de renvoi. Dans le cas d’une coulisse extérieure et d’une distribution Wal-schaerts, l’excentrique, qui occasionne un très grand frottement, est remplacé par un bouton implanté, sur une contre-manivelle venue de forge avec le tourillon de la manivelle motrice; l’excentrique extérieur avec sa barre peut aussi, dans les distributions à coulisse de Gooch ou de Stephenson, être remplacé par un bouton semblable, venu de métal avec l’excentrique intérieur. Quand les excentriques sont extérieurs ( fig. 137), les poulies viennent en une seule pièce et s’emmanchent à force sur le manneton de la contre-manivelle motrice ; quand ils sont intérieurs, les poulies sont en deux pièces clavetées sur l’essieu entre deux épaulements de ce dernier. Les excentriques offrent, dans ce dernier cas, sur la transmission par bielle et par manivelle, le précieux avantage de pouvoir être montés sur l’essieu sans obliger à le couder.
  - Sauf dans le cas de distributions radiales : Joy, Walschaerts et autres, la coulisse est conduite par deux excentriques, dont l’un commande la marche avant et l’autre la marche arrière. La distribution Walschaerts ne comporte qu’un seul excentrique (ou un bouton de manivelle équivalent) ; la distribution Joy, de même que celle des locomotives 900 de la Compagnie de l’Ouest, n’en comprend aucun.
  - Ces dernières distributions présentent l’inconvénientde se dérégler sous l’influence des déplacements verticaux du châssis.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Fig. 138.
  - Tiroir sans recouvrement.
  - 82. Calage des excentriques. — Quand le piston est, au début de sa course, à l’avant ou à l’arrière du cylindre, la manivelle étant horizontale dans les deux cas, la vapeur doit commencer à venir agir sur sa face motrice, si le tiroir est sans recouvrements extérieurs (fig. 138); celui-ci doit se trouver à ce moment au milieu de sa course, et le rayon de l’excentrique est lui-méme vertical en haut, si on suppose que la machine marche en avant. L’admission aura lieu pendant toute la durée de la course du piston, et il n’y aura donc pas de détente; il n’y aura pas non plus d’échappement anticipé si le tiroir est également bord à bord intérieurement avec les orifices ( fig. 138), l’échappement normal se produira pendant toute la course de retour, et il n’y aura ni compression ni avance à l’admission. La distribution sera donc bien simple, car elle ne comprendra que deux phases : admission sur le piston pendant toute la course motrice, et échappement pendant toute la course résistante. On voit combien cette distribution serait défectueuse, car la vapeur s’échapperait à la pression d’admission sans avoir produit aucun travail de détente ; le piston, jusqu’à la fin de sa course et, par conséquent, au moment de l’admission sur l’autre face, serait poussé par la vapeur à pleine pression, et son changement de sens produirait des chocs violents aux articulations de la bielle avec la manivelle et la crosse, si ces articulations avaient le moindre jeu, car la contre-pression à ce moment serait nulle. Enfin, au début de la course résistante, la contre-pression serait très élevée et elle nuirait considérablement au travail de la machine. Le diagramme en trait fin [fig. 139) montre comment s’effectue-
  - Fig. 139. — Diagramme du travail de la vapeur.
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- - MÉCANISME 279
  - raient le travail moteur et le travail résistant avec cette distribution ; pour une dépense de vapeur représentée par 100, on 11e recueillerait qu’un travail indiqué égal aux 70/100 environ du diagramme théorique.
  - On corrige et 011 améliore considérablement cette régulation, qui est appelée normale, en calant l’excentrique en avance, dans le sens de la marche, de la position à 90° indiquée sur la figure 140, et en donnant des recouvrements intérieurs et extérieurs aux tiroirs [fig. 121) : l’angle AOr*, dont alors l’angle de calage MOr dépasse un angle droit, s’appelle l’angle d'avance ou Xavance angulaire : il a une valeur moyenne d’environ 30° dans les locomotives.
  - C’est grâce à celte avance que le tiroir se trouve écarté de sa position moyenne de Xavance linéaire c (fig. 141), quand le piston est à fond de course (il faut remarquer que l’avance linéaire serait plus grande si le tiroir n’avait pas de recouvrement extérieur) ; grâce à l’avance linéaire et au recouvrement extérieur, le tiroir fermera ensuite l’orifice avant que le piston n'arrive à fond de course, en produisant la détente ; l’avance linéaire aura aussi produit l’ouverture de la lumière d’échappement (retardée un peu par le recouvrement intérieur du tiroir) avant que le piston 11’arrive à fond de course : Xéchap-pement anticipé ainsi obtenu réduira la pression avec laquelle le piston se trouverait sans cela poussé à la fin de sa course, de sorte que le changement de portage des articulations s’effectuera avec plus de douceur. Au retour du piston,
  - Fig. 141.
  - Avance linéaire du tiroir.
  - Fig. 140.
  - Calage des excentriques.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - l’avance angulaire et le recouvrement intérieur feront fermer plus tôt l’orifice d’échappement pour produire la compression, et l’avance angulaire produira également plus tôt l’ouverture de la lumière d’introduction, c’est-à-dire Y avance à l'admission, qui, avec la compression, amortira la vitesse du piston à tin de course et permettra à la pression de s’établir dans l’espace nuisible avant le départ du piston pour sa course motrice.
  - Ainsi, à l’aller du piston, l’angle d’avance aura produit la: détente et l’échappement anticipé, et, au retour, la compression et l’avance à l’admission, en améliorant le rendement de la vapeur ainsi que le fonctionnement mécanique du moteur. Le diagramme du travail de la vapeur affectera alors la forme en trait fort de la figure 139, et l’on voit que, pour une-moindre dépense de vapeur que dans la régulation précédente (73 au lieu de 100), on pourra recueillir un plus grand travail effectif.
  - Avec les coulisses de Stephenson et de Gooch, et des tiroirs cylindriques admettant par leurs bords intérieurs, les-excentriques peuvent être calés en arrière de la manivelle motrice. G’est ce qui a lieu également dans les machines à tiroirs cylindriques à distribution Walschaerts de l’État, le point d’attache de la tige de tiroir sur le grand levier d’avance étant placé au-dessous de l’articulation de pivotement {fig. 143), au lieu d’être placé en dessus {fig. 100), comme avec les tiroirs à coquille.
  - Les excentriques peuvent être également calés en arrière-de la manivelle, quand le mouvement est donné aux tiroirs par l’intermédiaire d’un balancier de renvoi.
  - 83. Coulisses. — La coulisse a pour objet de produire le-changement du sens de marche de la machine et de faire varier la durée de l’admission de vapeur dans les cylindres.
  - Lorsque, dans le déplacement en avant de la machine, la manivelle motrice occupe la position horizontale MO {fig. 140),,
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- - MÉCANISME
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  - le piston étant à fond de course à l’arrière, le tiroir découvre l’orifice de l’avance linéaire à l’admission, avance qui est obtenue par le calage spécial donné à l’excentrique, dont le rayon, on vient de le voir, précède la manivelle d’un angle MOr égal à l’angle droit MOA -f- l’angle d'avance AOr ; le mouvement de la manivelle a lieu dans le sens de la flèche f.
  - Pour produire la rotation de la manivelle dans le sens de la flèche f et obtenir, par conséquent, le changement du sens de la marche, le tiroir devra encore occuper, à l’origine de la course du piston, la même position que précédemment; mais il sera nécessaire que le rayon d’excentrique 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 1)0° -f- l’angle d’avance A'Or'.
  - Le changement du sens de la marche était obtenu, au début des chemins de fer, au moyen d’un excentrique unique à calage variable, disposition qui est encore utilisée dans des voitures automotrices système Purrey des Chemins de fer de l’État, d’Orléans et de Paris-Lyon-Méditerranée. On a employé ensuite deux excentriques, l’un pour la marche avant, l’autre pour la marche arrière, l’une ou l’autre des extrémités libres de leurs barres, terminées en pied de biche, pouvant être mises en prise au moyen d’un dispositif de relevage avec le levier de commande de la tige de tiroir. En reliant, enfin, les extrémités des barres d’excentriques par une coulisse dans laquelle on fait déplacer un coulisseau relié à la tige du tiroir, on peut obtenir, en plus du changement de marche de la machine, un fonctionnement en détente plus ou moins étendu suivant le plus ou moins de rapprochement du coulisseau du milieu de la coulisse. On se rendra facilement compte de cette dernière propriété des coulisses en considérant la coulisse de Goocli ou celle de Walschaerts, qui pivotent toutes les deux autour d’un axe passant parleur milieu.
  - Si l’on fait osciller l’une de ces coulisses, on voit que ses extrémités décrivent les grands arcs de cercle mn, m'nr
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - (fig. 142), pendant que son centre théorique reste fixe ; tous les points intermédiaires entre ce centre et les extrémités décrivent également des arcs dont l’amplitude varie en proportion de leur éloignement du centre de la coulisse. Le tiroir se déplace donc de sa position moyenne et découvre d’autant plus les orifices que le galet se rapproche davantage des extrémités de la coulisse.
  - On voit également que, quand le coulisseau passe, par
  - Fig. 142. — Coulisse de Gooch.
  - exemple, de la partie supérieure de la coulisse, qui se rapporte à la marche avant de la machine, à la partie inférieure, son mouvement, et par suite celui du tiroir, change de sens, ce qui doit produire également le changement de sens de la marche de la machine, c’est-à-dire la marche arrière.
  - Dans les positions intermédiaires que le coulisseau peut occuper entre ses positions extrêmes, il n’est plus conduit uniquement par l’un ou l’autre des excentriques, mais son mouvement est sous la dépendance des deux excentriques à la fois. Toutefois ce mouvement s’effectue pour chaque position du coulisseau comme si celui-ci était conduit par un excentrique particulier ayant un angle de calage et un rayon déterminés, et qu’on appelle l'excentrique fictif se rapportant à la position considérée.
  - 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; pour
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- - MÉCANISME
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  - -que cela soit, il faut, de plus, que la manivelle motrice correspondante soit verticale, en haut ou en bas ; pour toutes les nutres positions de la manivelle, le tiroir s’écarte un peu de sa position moyenne, et il peut parfois môme découvrir les •orifices, notamment lorsque le piston est à fond de course, cas où ce découvrement est égal à l’avance linéaire à l’admission.
  - Le fonctionnement de la distribution Walschaerts fera aisément comprendre cette particularité.
  - Dans cette distribution, la tige du tiroir ne reçoit pas son mouvement uniquement du galet du sec- FlG' 143 — Distribution de Walschaerts.
  - teur, mais en partie nussi de la lige du piston, pour produire précisément l’avance à l’admission par l’intermédiaire du levier A et des bielles B et C [fig. L43 a).
  - Si la marche est au point mort et la manivelle motrice verticale en haut(/ù/. 1436),
  - le tiroir est à mi-course et la bielle C occupe la position ah (tracé reporté en pointillé sur la figure 443 a).Mais,sila 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' et le tiroir sera reporté vers 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’admission. 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 ne pouvant im-
  - Fio. 143 (b).
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  - LE mécanicien de chemin de fer
  - primer de mouvement de rotation aux roues; mais, si la bielle et la manivelle ont un peu dépassé l’horizontale, en haut ou en bas, la vapeur pénétrera encore sur la face du piston et pourra faire partir 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 tender s’il ne veut pas s’exposer à voir la machine se mettre en marche.
  - Les coulisses de distribution peuvent être simples ou doubles, et obtenues par découpage ou par la réunion de deux flasques. Elles sont en fer cémenté et trempé pour réduire le frottement et l’usure.
  - Les pièces du mouvement de distribution peuvent être en acier doux, en acier moulé ou en fer cémenté et trempé dans les œils; ceux-ci sont munis parfois de construction de bagues en acier ou en bronze dur rapportées, qu’on peut facilement remplacer en cas d’usure. Les articulations qui supportent un effort élevé ou qui ont une grande course sont munies d’un réservoir de graissage avec mèche ; les autres sont percées simplement d’un trou de quelques millimètres dans l’œil.
  - 84. Appareils de changement de marche. — Le changement du sens de la marche et la modification du degré de détente que permettent d’obtenir les différents systèmes de distributions à coulisse sont déterminés au moyen de Vappareil de changement de marche (fîg. 144), qui comporte généralement des bielles, leviers, arbre et barre de relevage, et finalement un levier ou une vis rattachés à l’extrémité de cette barre. Le levier a été longtemps seul en usage sur les locomotives; il est encore employé sur un assez grand nombre de locomotives de route, même récentes, anglaises, américaines et belges, ayant des tiroirs plans compensés ou cylindriques équilibrés offrant peu de résistance au déplacement, et aussi sur des machines de gare pour lesquelles il offre sur-
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- - MÉCANISME
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  - tout des avantages. Il est aussi combiné avec le volant habituel de façon à présenter à la fois les avantages d’une manœuvre rapide et d’une grande variation de la détente ; cette, disposition paraît avoir été employée pour la première fois par l’ingénieur Belpaire, en Belgique.
  - La manœuvre par vis et volant est employée en France depuis 1866. La vis commande un écrou muni d’un index qui se déplace le long d’une réglette graduée, et cet écrou est relié par deux tourillons, directement ou par l’intermédiaire d’un levier, aux œils des deux branches de la fourche qui termine la barre de relevage. Un verrou articulé dans la jante du volant s’enclenche dans les crans d’une roue à rocliet fixée sur le bâti, pour permettre de maintenir l’arbre de relevage dans la position choisie ; la disposition inverse : verrou fixé sur le bâti et rocliet mobile avec le volant, se rencontre aussi {fig. 146).
  - Aux Chemins de Lyon et de l’Est, les organes de commande du changement de marche sont disposés de telle sorte qu’on obtienne la marche avant en tournant le volant dans le sens du mouvement des aiguilles d’une montre. C’est une mesure de prudence qui a son utilité pour les mécaniciens appelés à conduire alternativement des machines de types différents.
  - Les compound à quatre cylindres à mécanismes de distribution indépendants sont généralement munies de deux vis de changements de marche, placées dans diverses positions : à côté, au-dessus ou dans le prolongement l’une de l’autre, et qui peuvent être commandées ensemble ou séparément par un volant unique au moyen d’engrenages et de rochets; le mécanicien a ainsi la facilité d’employer dans chaque groupe de cylindres, suivant le profil et la charge, les introductions
  - Fig. 144. — Chevalet de changement de marche.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - les plus favorables, soit à la puissance ou à l’économie,soit la vitesse.
  - Dans les compound du Chemin de Lyon, il n’y a qu’une vis de changement de marche, mais il y a deux barres de relevage et quatre mécanismes de distribution, qui sont conjugués; l’admission n’est variable que dans les cylindres à haute pression ; dans les cylindres à basse pression, elle est fixe et comprise entre 60 et 70 0/0, suivant les séries de machines.
  - Lorsque les quatre cylindres commandent le môme essieu au moyen de quatre manivelles, les machines peuvent ne comporter qu’une distribution, et même qu’un seul tiroir,, par groupe ; dans ce dernier cas, et parfois aussi dans le premier, le fonctionnement a lieu en mode Woolf et non en compound.
  - Les locomotives Woolf à cylindres en tandem n’ont qu’un seul mécanisme de distribution pour chaque groupe de cylindres du môme côté de la machine, et, par suite, un seul appareil de relevage; on peut obtenir des admissions differentes dans les deux groupes de cylindres en donnant des largeurs différentes aux bandes des tiroirs et en n’employant pas une liaison rigide entre les tiroirs, comme dans les machines 57-65 du Chemin de fer de Ceinture de Paris, étudiées par la Compagnie du Nord.
  - Dans les machines Woolf ayant leurs cylindres en batterie,, il n’y a également qu’un mécanisme de distribution par groupe de cylindres haute et basse pression; la coulisse actionne directement les tiroirs à haute pression, ceux de basse pression étant commandés par un balancier ou un arbre de renvoi.
  - Les mécanismes de relevage des compound à deux cylindres des Chemins de fer du Midi sont actionnés par un appareil unique de changement de marche, mais ils diffèrent par l’excentricité,, par le calage des poulies et par les recouvrements des tiroirs, de manière à donner au cylindre basse
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  - pression une admission supérieure de 11 à 15 0/0 à celle du cylindre haute pression.
  - Le changement de marche des locomotives compound à deux bogies moteurs 6123-6/38 du Chemin de fer du Nord comporte des dispositions spéciales rendues nécessaires par les déplacements relatifs du chevalet de support des vis et des arbres de relevage.
  - La commande des relevages est établie d’après le principe des compound à grande vitesse, avec cette différence qu’au lieu d’être horizontal l’appareil est renfermé dans un fourreau vertical. Le volant actionne toujours le mouvement haute pression, et un verrou d’enclenchement permet de conduire à volonté le fourreau portant le pignon de commande du mouvement basse pression.
  - Un contrepoids monté à l’extrémité d’un levier venu de forge sur l’arbre de relevage équilibre le poids des pièces : bielles, leviers et autres, qu’il faut soulever quand on veut relever les coulisses ou les coulisseaux, suivant le système de distribution. Ce contrepoids donne lieu à des vibrations assez fatigantes pour tout le mécanisme de relevage, les paliers et les boulons d’attache, et on le remplace souvent par un ressort attaché à l’extrémité d’un levier spécial ou enroulé sur l’arbre môme.
  - 85. Changements de marche à vapeur et à air comprimé. — Par suite de l’élévation du timbre des chaudières et des dimensions des cylindres, la pression sur les tiroirs à coquilles ordinaires atteint une valeur très grande qui rend la manœuvre du changement lente, et pénible pour le mécanicien.
  - Pour éviter cette fatigue et rendre la manœuvre plus prompte, la Compagnie de l’Ouest a muni un certain nombre de machines de vitesse de la série 900 d’un changement de marche à vapeur avec verrouillage automatique. Pour obtenir
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- - 288 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - le changement de marche ou la modification du degré de détente, il suffît au mécanicien de mettre la manette E [fig. 145) au cran correspondant d’un secteur denté. Ce mouvement produit le déplacement du tiroir de distribution du cylindre à vapeur A et l’ouverture du robinet C, qui met en communication entre elles les deux extrémités du cylindre de ver-
  - C fiobinet de verrouflteije
  - Points fixes de .rot3 h on
  - Fig. 145.— Changement de marcheàvapeur des Chemins de fer de l’Ouest.
  - rouillage. La vapeur arrive alors dans le cylindre A et agit sur le piston, qui se déplace immédiatement en produisant le déplacement du changement de marche; ce piston entraîne en même temps celui du cylindre de verrouillage, qui refoule le liquide et le fait passer par le robinet C dans l’autre partie du cylindre. Lorsque le déplacement du piston A est égal à celui de la manette E, le tiroir de distribution se ferme, de même que le robinet C, en produisant de nouveau le verrouillage.
  - Un assez grand nombre de locomotives du Chemin de Lyon sont munies d’un dispositif dans lequel {fig. 146) la vapeur agit pour équilibrer les résistances à la manœuvre du tiroir, pendant que le mécanicien actionne à bras, comme d’habitude la vis du changement de marche. L’admission de vapeur sur l’une ou l’autre face du piston est déterminée par
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  - un petit déplacement longitudinal que le mécanicien imprime au volant sur la vis en le faisant tourner; en continuant à manœuvrer la vis, le piston entraîne la barre de relevage. Le verrouillage est également produit par un cylindre à huile.
  - Les deux premières locomotives à deux bogies moteurs du 'Chemin de fer du Nord sont munies d’un système de change-
  - Fig. 146. — Changement de marche à contrepoids de vapeur de la Compagnie P.-L.-M.
  - ment de marche dont la manœuvre est facilitée par un cylindre à air comprimé, disposé sur chaque bogie, qui attaque l’arbre de relevage correspondant par un levier. Ce dispositif ai’a pas été conservé dans les locomotives suivantes de la môme série.
  - 86. Régulation du tiroir. — On appelle ainsi la façon dont le tiroir effectue les diverses phases de sa course par rapport à celles du piston; nous en avons déjà dit quelques mots à propos du calage des excentriques.
  - Si on considère la machine de vitesse dont le relevé de la distribution est donné ci-après au moment où le piston est à fond de course à l’arrière (fîg. 147), on sait que le tiroir s’est déjà écarté de sa position moyenne d’une quantité xy (fig. 141) égale au recouvrement extérieur plus 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.
  - 19
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - TABLEAU DE DISTRIBUTION DES MACHINES A GRANDE VITESSE •SÉRIES 2001 A 2068 DU RÉSEAU DE L’ÉTAT
  - DÉSIGNATIONS MARCHE AVANT DIVISIONS DE I.A RÈGLE
  - 0 1 2 3 4 5 6 ' i 7
  - Avance linéaire)admission. 5 5,1 K 2 5,3 5, 5 5,6 6,2 6,7
  - en ram j émission . 33 33,2 33,2 33,3 33,5 33,6 34 34
  - Ouvertures maximades lu-
  - miores mm 5,2 5,3 5,8 8,3 11,1 16,5 22,5 30,3
  - Course du tiroir mm 70,4 70,6 71,6 76,6 82,2 93 105 121 !
  - ; a Chemin parcouru par le
  - o ï> 1 « piston pendant l'admis- 1
  - S 1 “ •oie w | -o sion, exprimé en de 1 1 1
  - g c 1 cd CJ 1 V 1 ta course 8 il 19 30 40 51 59 67
  - O / -3 Chemin parcouru par le
  - Il 1 s piston pendant la détente. 50 49 47 42 36 30 25 21
  - o 1 M *£ yj !•<! 4, *r V a> s Chemin restant à pour-
  - 5 F o X suivre par le piston
  - ^ ! «î 2 > -g lorsque l’échappement
  - 1 et anticipé commence 42 40 34 28 24 19 16 12
  - J <u . « 9-a Chemin parcouru par le
  - 0> | S* « C 1 ” C piston lorsque l’écbap-
  - P 1 Æ » • O 1 o pement cesse 42 54 60 67 72 77 82 86
  - V 1 U) ° ! S G Chemin parcouru par le 1 1
  - § J s-s piston pendant la com- 21 - 13 -
  - \ P w Il 8 pression 49 38 35 30 25 2 17 C)
  - « 1 , t_ Chemin parcouru par le
  - a Lë_ï piston pendant le refou- 1 1
  - O 1 C 5* / 1 F o P lement ou admission an- i -
  - h" licipée 9 8 5 3 2 2 1 2
  - Course du tiroir en mm.. 70,4 70,6 71,7 76,7 82,2 93 105 121
  - Course des pistons............... mm 650
  - Longueur de la bielle motrice.. — 1.80'.)
  - Largeur des orifices d’introduction................................ — 35
  - Largeur de l’orifice d’échappement............................... — 65
  - Course des excentriques......mm
  - Angle d'avance Àr 23°40 Æ.
  - mm 200
  - 33°
  - mm 30
  - mm 2,
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- - MÉCANISME
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  - L’autre face, au contraire, est en communication avec l’échappement (fig. 141).
  - Fig. 147 à 153. — Régulation du tiroir.
  - Fig. 147.
  - Fig. 148.
  - Fig. 149.
  - Fig. 147. — Commencement de l’admission.
  - Fig. 148. — Ouverture maxima de l’orifice d’admission. Fig. 149. — Fin de l’admission, commencement de la détente.
  - En mettant la marche ù la troisième division à l’avant et faisant 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 oa [fig. 148), le tiroir découvrira l’orifice de 8,35 mm (ouverture maxima) ; il rétrogradera ensuite, et il fermera totalement l’orifice lorsque le piston aura parcouru les 33 centièmes de sa course {fig. 149). Cette période constitue l’admission. La vapeur emprisonnée dans le cylindre se détendra alors et, sous cette action, le pis-
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- - 292
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - ton 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
  - Fig. 150.
  - Fig. 151.
  - Fig. 152.
  - Fig. 150. — Commencement de l’échappement anticipé.
  - Fig, 151. — Ouverture maxima de l’orifice d’échappement,
  - Fig. 152. — Commencement de la compression.
  - Fig. 153. — Commencement de l’avance à l’admission.
  - intérieur (fig. 150) commencera à découvrir l’orifice pour î’échappement. Pendant le restant de la course du piston, 30
  - soit la vapeur s’échappera du cylindre et on aura l’échappement 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. 151), et la vapeur précédemment admise continuera à s’échapper dans l’atmosphère. Quand le rayon d’excenlricité dépassera la position horizontale oa, le
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- - MÉCANISME
  - 293
  - tiroir commencera de nouveau à se mouvoir vers l’avant, et iJ viendra fermer totalement l’orifice d’échappement quand le 69
  - piston aura parcouru les — de sa course rétrograde. — Cette
  - période de la course du piston constitue l’échappement normal. Il restera à la fin de cette période un peu de vapeur dans le cylindre et dans l’espace nuisible — 20 g environ — à une tension un peu supérieure à celle de l’atmosphère, soit 0,2 kg environ. 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 l’introduction {fig. 152). 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 mm, pendant lesquels la vapeur de la boîte à tiroir pénétrera entre la face arrière et le fond du cylindre ; le piston foulera donc en contre-vapeur, ce sera la période d’avance à l’admission {fig, 153).
  - 87. Admission. — Grâce à la compression et à l’avance à l’admission, l’espace nuisible, au début de la course motrice du piston, est rempli de vapeur à une pression voisine de celle de la chaudière ; si le piston se déplace lentement, dans un démarrage par exemple, cette pression se maintient constante pendant toute l’admission, et on peut la représenter par une ligne droite {fig. 154) parallèle à une autre droite représentant la pression atmosphérique et distante de cette dernière d’une quantité égale à la pression dans la chaudière, soit 10 kg par exemple. Si, au contraire, la machine est en vitesse, la vapeur de la chaudière commence à subir dans le tuyau d’admission une perte de pression qui est d’autant plus grande que le régulateur est moins ouvert ; on peut estimer cette perte à 1 kg en moyenne au début de l’admission dans le cylindre. Cette détente s’effectuant sans production d’au-eun travail, la température de la vapeur ne doit pas changer
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  - dans l’intervalle ; elle sera donc de 183°, chiffre correspondant à la pression de 10 kg; et, comme la pression finale n’est que de 9 kg, chiffre pour lequel la température de la vapeur saturée n’est que de 179° (Voirie tableau II de la fin du traité), il s’ensuit que, dans son passage de la chaudière à la boîte à tiroir, la vapeur se sera surchauffée de 4°. A la vérité, il ne se produit aucune surchauffe, parce que la vapeur de la chaudière est toujours un peu humide, et c’est à la sécher que les calories mises en liberté par le laminage de la vapeur sont utilisées.
  - Pendant l’admission, la vapeur subit un certain laminage et, par suite, une seconde diminution de pression, parce que la section découverte de l’orifice ne peut généralement fournir assez de vapeur pour emplir, sans chute de pression, l’espace engendré par le piston. Cette baisse de pression, qui est due en partie aussi aux condensations que la vapeur d’admission subit au contact des parois du cylindre refroidies à la course précédente par la vapeur d’échappement, se manifeste principalement vers la fin de l’admission, au moment de la fermeture de l’orifice ; la courbe de pression prend alors la forme de l’extrémité du diagramme en pointillé (fig. 134). la chute de pression étant par exemple de 2 kg.
  - 88. Détente. — La détente est l’augmentation de volume que prend la vapeur lorsque, isolée de la chaudière par la fermeture des lumières d’admission, elle continue à pousser le piston en vertu de son expansibilité. Elle est produite par l’avance angulaire et par le recouvrement extérieur du tiroir.
  - L’emploi delà 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. Si on arrête par exemple l’admission de vapeur dans le cylindre lorsque le piston a parcouru les trois dixièmes ' de sa course, le piston ne continuera pas moins sa marche
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  - pendant les sept autres dixièmes sous l’action du fluide 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 meme 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 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 l’échappement anticipé. Dès lors il est inutile d’admettre de la vapeur au delà d'un pareil point.
  - Ces considérations font voir aussi que la détente peut, dans une certaine mesure, augmenter le travail effectif 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 10 kg environ [fig. 139). Pour une pression de 12 kg, l’admission donnant le plus grand
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  - effort peut être celle de 0,70 ; pour celle de 14 kg, cette admission a été trouvée de 0,60 pour la vitesse de 75 km à l’heure.
  - Mais la détente poussée à une trop grande limite présente aussi des inconvénients, et dans les locomotives à distribution ordinaire il convient, d’après M. Nadal, de ne pas lui donner une valeur supérieure à :
  - 70 0/0 pour la pression de 10 kg, l’admission étant de 30 0/0
  - 75 — — 12 — — 25 —
  - 80 — — 15 — — 20 —
  - Ce sont celles qui donnent, pour chacune de ces pressions,, la meilleure utilisation de la vapeur.
  - 89. Avance à l’échappement. — Elle a pour objet de commencer à faire évacuer du cylindre la vapeur qui a agi sur la face motrice du piston avant que celui-ci ne soit rendu à fond de course, de façon que, lorsque l’admission commence sur l’autre face, la contre-pression soit déjà réduite à peu près à la valeur de la pression atmosphérique (ou du réservoir intermédiaire pour les cylindres haute pression des compound). La détente continue en réalité à se produire pendant cette phase de la distribution.
  - L’avance à l’échappement est favorable au jeu du piston et àTobtenlion de grandes vitesses ; mais, aux faibles vitesses, elle lait perdre une partie du travail que la vapeur pourrait encore produire utilement en se détendant jusqu’à fond de course.
  - L’avance à l’échappement est déterminée, comme l’avance à l’admission, par l’angle d’avance de l’excentrique; mais, comme le recouvrement intérieur du tiroir est bien plus faible que le recouvrement extérieur (on a vu qu’il était même parfois né-
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  - gatif), l’avance à l’échappement a également une durée bien plus longue que l’avance à l’admission (Voir le tableau, p. 290).
  - 90. Échappement. — La contre-pression que la vapeur d’échappement exerce sur la face résistante du piston diminue le travail effectif de la vapeur d’admission sur la face motrice. L'orifice d’échappement étant largement ouvert pendant presque toute la course, cette contre-pression a une faible valeur dans la marche à petite vitesse, et elle ne dépasse la pression atmosphérique que d’environ 0,200 kg ; mais elle acquiert une valeur plus élevée, jusqu’à 0,500kg et davantage encore, aux grandes allures, la section des orifices et celle de la tuyère d’échappement étant alors insuffisantes pour débiter rapidement cette vapeur. Un peu avant la fin de l’échappement, la contre-pression augmente encore par suite de la fermeture progressive de l’orifice d’échappement.
  - La température moyenne de la vapeur d’échappement varie entre 105 et 120° ; les parois du cylindre, le fond, les orifices et la surface du piston, qui, à la course précédente, étaient en contact avec de la vapeur chaude, sont alors fortement refroidies, car à l’action de cette vapeur à 105° s’ajoute la revaporisation, commencée pendant la période de détente, de l’eau contenue dans le cylindre et provenant de la condensation de la vapeur pendant l’admission.
  - Le refroidissement des parois ainsi opéré provoquera de nouveau, à la course motrice suivante, la condensation d’une partie importante (20 à 40 0/0) de la vapeur d’admission, et sera la cause d’une diminution sensible du rendement.
  - 91. Compression. — La 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 à fond de course ; sans la compression et l’avance à l’introduction, cet arrêt se ferait uniquement par l’intermédiaire des articula-
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  - lions de la bielle, ce qui produirait des chocs fatigants pour le mécanisme et le châssis.
  - Le travail résistant auquel l’action du piston sur cette vapeur donne lieu est restitué en partie dans la course suivante par la même vapeur, qui agit alors comme un ressort préalablement comprimé qui se détend. Mais la compression ne doit pas être trop prolongée, elle opposerait sans cela une résistance trop grande au mouvement du piston, en réduisant le travail moteur ; 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 boite à tiroir ; elle ne devrait en aucun cas dépasser ce chiffre. Une faible compression est même favorable à l’obtention de grandes vitesses, et on donne souvent pour ce motif du découvrement aurebord intérieur du tiroir{fig. 122). -
  - On remarquera, dans le tableau de la page 290, que la durée de la compression est très grande aux faibles introductions et qu'elle diminue lorsque l’admission augmente ; c’est ainsi qu’elle a une durée de 350/0 de la course du piston pour une admission correspondant au deuxième cran de la réglette, tandis qu’elle n’est plus que 25 0/0 au quatrième cran.
  - 92. Avance à Vadmission. — L’avance à l’admission concourt, avec la détente et la compression, à diminuer les chocs aux articulations de la bielle avec la manivelle et la crosse du piston aux fonds de course ; l’avance à l’admission est obtenue, on le sait, au moyen du calage spécial des poulies d’excentriques, calage fait de telle façon que l’angle MO?’ du rayon d’excentricité avec la manivelle motrice {fig. 140) est supérieur à un angle droit de l’angle d’avance AO?'. De cette façon, quand la manivelle occupe la position horizontale OM, le piston étant à fond de course à l’arrière, le tiroir, par le moyen de cet angle d’avance, s’est déjà écarté de sa position moyenne d’une quantité xy {fig. 141) égale à la somme de l’avance linéaire à l’admission et du recouvrement extérieur,
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  - -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 à peu près 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’opposerait à l’action du piston trop de temps avant son changement de direction, en donnant lieu inutilement à une certaine perle de travail.
  - Précisément parce que cette avance est faible,il importe que la distribution soit bien réglée ; sans cela l’avance se transforme, pour l’un des côtés du piston, en un retard à l'introduction, tandis qu’elle peut être doublée pour l’autre côté, et ces deux modifications présentent chacune des inconvénients, en diminuant encore l’effet utile de la vapeur.
  - Les condensations par l’effet des parois qui se manifestent pendant l’admission commencent à se produire pendant la compression, et elles atteignent leur maximum d’intensité pendant l’avance à l’admission.
  - La régulation du tiroir comporte donc six phases, trois à l’aller du piston: admission, détente, échappement anticipé, et trois au retour : échappement normal, compression, admission anticipée.
  - Les deux principales sont l’admission et l’échappement normal. La détente et la compression s’effectuant pendant que les orifices sont recouverts intérieurement et extérieurement, ils sont l’effet des recouvrements du tiroir. L’échappement et l’admission anticipés sont de lfeur côté le résultat de l’angle de calage.
  - En partant de l’extrémité supérieure, et en rapprochant le coulisseau du milieu de la coulisse, on diminue l’admission et l’échappement normal et on augmenté par suite la détente et
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  - la compression ; l’échappement et l’admission anticipés sont également augmentés. Quand le coulisseau est tout à fait an point mort, les phases principales : admission et échappement, ont la même durée respective que les phases anticipées: admission et échappement anticipés ; l’admission anticipée contre-balance l’admission normale, mais le travail positif de la détente est plus grand que le travail négatif de la compression, et la locomotive lancée en avant continue sa marche dans le même sens, lors même que l’index de l’écrou du changement de marche est encore ramené un peu en arrière du point mort.
  - De même la machine, marchant en arrière, continuerait son mouvement si on ramenait le changement de marche au point mort, en dépassant même un peu ce point vers l’avant: la zone voisine du milieu de la coulisse pour laquelle ces phénomènes se produisent s’appelle la zone neutre.
  - La comparaison des diagrammes de la figure 154 montre
  - bien l’utilité des phases secondaires de la distribution. S'il n’y avait aucune compression ni avance à l’admission et à l’échappement, le diagramme prendrait la forme, très défectueuse, du tracé en trait fort ; la forme plus avantageuse du tracé en pointillé est obtenue avec des valeurs convenables de ces phases. (Le tracé en trait fin continu représente le diagramme théorique pour l’admission considérée.)
  - 93. Marche à régulateur fermé. — Il est également intéressant de connaître les phénomènes qui se passent dans les cylindres lorsque la locomotive marche à régulateur fermé.
  - Fig. 134.
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  - Considérons une machine se déplaçant ainsi au moment où le piston, se dirigeant vers l’avant, est un peu éloigné du fond de course arrière, le changement de marche étant d’autre part placé à la 7e division à l’avant ; le tiroir occupe alors la position indiquée sur la figure 148. Le piston, en se déplaçant, tend; à produire le vide derrière lui en M [fig. 101) ; la pression atmosphérique existant de l’autre côté du cylindre, par suite de sa communication avec l’échappement, la machine éprouve ainsi une certaine résistance à la marche. Le Aude ci-dessus se communique à la boîte à vapeur BB, 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 fumée, qui se précipitent aussitôt dans la boîte BB et de là dans le cylindre, derrière le piston. Lorsque celui-ci a
  - parcouru les de sa course, 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. 155), une nouvelle aspiration plus violente que la première se produit, et directement cette fois, dans la cheminée.
  - 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 normal, c’est-à-dire pen-86
  - dant les de la course du piston ; à ce moment la bande du
  - tiroir vient fermer complètement l’orifice et produire 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 encore les tiroirs et les tables, entre lesquels ils s’inter-
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  - posent; leur échauffement peut atteindre 250 à 300° à fond de course.
  - Si, au lieu de mettre le changement de marche à fond de course, le mécanicien l’avait placé à la 3e 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 ~j de cette
  - course, c’est-à-dire deux fois plus que dans le cas précédent;.
  - Fig. 155.
  - Fig. 156.
  - Fig. 157.
  - Fig. 155. — Marche à régulateur fermé.
  - Fig. 156. — Marche à contre-vapeur.
  - Fig. 157. — Retour du piston.
  - 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
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  - comprimés, la machine éprouverait même ainsi une grande résistance à la marche, et la vitesse dutrain 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 compressiondesgaz, l’appelle du reste à ces prescriptions les mécaniciens qui omettent de s’y conformer.
  - D’un autre côté, pour conserver les tiroirs et les tables, if est bon d’injecter un peu d’eau dans l’échappement dans les pentes un peu longues parcourues à régulateur fermé. Les cendres et les gaz de la cheminée ne sont plus aspirés par les pistons, et les tiroirs se trouvent au contraire lubrifiés par l’eau injectée.
  - Dans les locomotives compound, la dépression derrière les pistons est généralement un peu plus forte que dans les machines à simple expansion ; et, comme ces pistons ont un plus grand diamètre ou sont en plus grand nombre, la résistance de ces machines dans la marche à régulateur fermé est plus élevée que celle des machines simples. Certaines dispositions de compensateurs gênent aussi le soulèvement des tiroirs, et les machines sont alors très bridées quand on ferme le régulateur. Les locomotives à tiroirs cylindriques auraient également, on l’a vu, un très mauvais fonctionnement à régulateur fermé si on ne les munissait delà soupape de rentrée d’air Rieour; cette soupape est également employée dans les compound, tant pour les cylindres à haute pression que pour les cylindres à basse pression.
  - 94. Marche à contre-vapeur. — Dans la marche à contre-vapeur avec injection d’eau, imaginée en 1865 au Chemin de fer du Nord de l'Espagne et appliquée dès l’année suivante sur le réseau Paris-Lyon-Méditerranée, le mécanicien envoie d’abord, à l’aide des robinets spéciaux placés sur la
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  - face arrière de la boite à feu, une injection d’eau ou de vapeur, ou les deux à la fois, dans l’échappement, par un tuyau débouchant en «, en dessous du tiroir [fig, 101); puis il renverse sa marche, qu’il place entre le troisième et le quatrième 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.
  - Considérons la machine au moment où le train descend une rampe sous l’influence de la gravité, le mécanicien ayant appliqué la contre-vapeur à fond de course, et voyons ce qui se passe dans les cylindres pendant un tour de roues.
  - Le piston étant à fond de courseà l’arrière, le tiroir occupe la position de la figure 156, découvrant l’orifice d’admission d’une quantité égale à l’avance linéaire, soit 67 mm; l’admission de vapeur a lieu pendant un temps très court — exactement égal à l’admission anticipée dans la marche normale — sur la face arrière du piston et tend à produire le mouvement en avant de la machine. Sur le diagramme {fig. 158) qui représente le travail de la contre-vapeur, le travail moteur ci-dessus s’exerce sur le piston pendant qu’il parcourt le chemin AD.
  - Au lieu de continuer à découvrir l’orifice, comme dans la marche directe., le tiroir, étant conduit par l’excentrique de marche arrière, dont le rayon fait également avec la manivelle un angle égal à un angle droit plus l’angle d’avance, rétrograde au contraire vers l’arrière et ferme rapidement cet orifice; la vapeur admise dans le cylindre se détend alors, produisant encore un travail moteur DE' {fig. 158), jusqu’à ce que le tiroir, continuant sa marche, découvre la lumière du côté
  - ! Jtetour du piston. | Travail résistant
  - Travail moteur
  - Fig. 158. — Travail de la contre-vapeur.
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  - 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 écoule une certaine quantité dans l’atmosphère jusqu’à ce que l’équilibre s’établisse entre ces deux milieux ; le piston, en continuant son mouvement, aspire à partir de cet instant, et pendant tout le reste de sa course, la vapeur et l’eau injectées par le tuyau a (ftg. 101), et qui produisent encore un faible travail positif E'E [fig. 158). Le travail moteur total est égal à l’aire comprise entre la ligne ADE'E et l'horizontale du point E.
  - A la fin de cette course, le tiroir occupe la position de la figure 157, découvrant l’orifice du côté de l’échappement ; le piston, en changeant de direction, refoule 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 le diagramme par le parcours E'G, est retardatrice.
  - Le piston comprime alors le mélange emmagasiné dans le cylindre ; il produit ainsi un grand travail résistant, et cette compression dure tout le temps que la lumière du cylindre reste fermée. Elle donne lieu à un dégagement de chaleur qui tend à accroître la pression de la vapeur existant dans le cylindre et à produire sa surchauffe. L’eau injectée intervient à ce moment pour maintenir cette vapeur à saturation et à une tension voisine de celle de la chaudière. Le tiroir découvre ensuite l’orifice du côté de l’introduction; la vapeur de la chaudière se précipite dans le cylindre, et le piston refoule cette vapeur dans la chaudière par le tuyau d’admission et en soulevant le régulateur; c’est la période réelle de contre-vapeur, dont le travail résistant, très considérable, produit avec le précédent le ralentissement, puis l’arrêt, du train. L’action résistante se trouve ainsi représentée par la surface fermée du diagramme.
  - La marche inverse comprend donc, comme la marche directe, six phases bien distinctes ; ces six phases sont égales à celles
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  - qui se présentent, pour une môme admission, dans la marche-directe; mais elles s’effectuent dans un ordre contraire, 1» période d'échappement anticipé devenant la période d’aspiration, et l’échappement normal et l’admission anticipée, respectivement, le refoulement dans l’atmosphère et le refoulement dans la chaudière. La succession des phases est la meme; mais la durée de l’admission a varié, de sorte que les périodes résistantes sont plus importantes que les périodes motrices.
  - L'effort 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 effort diminue aussi quand la vitesse augmente; dans les machines à voyageurs ordinaires des Chemins de fer de l’État, il est de 2.500 kg (soit la moitié, exactement, de l’effort maximum réel de traction des mêmes machines, lequel est de 5.000 kg) pour une admission inverse de 70 0/0 et une vitesse de 40 km, et de 1.900 kg seulement pour une vitesse de 72 km. Ces chiffres montrent qu’il ne faut pas trop attendre pour employer la contre-vapeur, car son action ne serait plus suffisante pour arrêter le train. — Il faut avoir soin également de ne pas employer une admission inverse trop élevée, qui donnerait un effort résistant supérieur à l’adhérence et ferait patiner la machine,, les roues tournant dans le sens de la marche arrière du moteur pour une marche en avant de la locomotive. L’effort résistant diminuerait considérablement, en effet, au point de n’être plus qu’une fraction très faible de celui pouvant être normalement atteint sans patinage. — Pour les machines à huit roues couplées et à tiroirs cylindriques du même réseau,, l'effort de la contre-vapeur est tout à fait remarquable; il atteint 10.000 kg pour toutes les vitesses depuis 35 km jusqu’à l'arrêt. — Le diagramme (fiy. 159) se rapporte au travail de la contre-vapeur dans un cylindre HP de locomotive com-pound marchant à la vitesse de 50 km, avec une admission inverse de 10 0/0.
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  - Par l’exposé précédent, on voit aisément ce qui se produirait si un mécanicien omettait d’injecter un mélange d’eau et de vapeur dans l’échappement ; à la troisième phase de la marche, le piston aspirerait, par cet échappement, les gaz et les cendres de la boîte à fumée, à une température de 300° environ; ces gaz, refoulés dans le cylindre pendant la période décompression, s’échaufferaient considérablement, et leur température pourrait atteindre à la fin de cette compression 800°.
  - Pression à la chaudière.
  - Pression dans la boîte à vapeur.
  - Fig. 159. — Diagramme de contre-vapeur relevé sur un cylindre IIP de machine compound.
  - ad, détente; dfe, aspiration; ec, compression; ca, refoulement.
  - Les cylindres, les tiroirs et les tiges se gripperaient sous cette action, et les garnitures de métal blanc viendraient 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.
  - Si, au lieu d’injecter 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 de cette vapeur s’élèverait considérablement encore, et une partie des inconvénients de la marche sans injection se représenteraient;
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  - 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 même temps que de la 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 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 constituerait 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 par la 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 conséquent, 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 spéciales en usage sur les machines de chaque réseau. AuxChe-mins de fer de l’État, 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,
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  - 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 réglette du changement de marche.
  - Ces robinets peuvent se boucher en partie, et quelquefois même entièmrfient, par le tartre; les mécaniciens ne doivent donc pas sse fier d’une façon absolue à leurs indications, etleur altentjoii 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 de 5 mm, l’injection d’eau est réservée pour les sections présentant 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.
  - Dans la marche ordinaire sous vapeur, l’action combinée du piston et de la bielle motrice fait soulever la crosse et frotter le patin supérieur contre la glissière correspondante ; dans la marche par inversion, au contraire, c’est contre la glissière inférieure que la crosse est appuyée par l’action de la vapeur, à laquelle s’ajoute le poids de la crosse, de la bielle et de la tige. Lorsqu’un mécanicien a l’intention d’employer la contre-vapeur sur un parcours prolongé, il doit donc soigner tout particulièrement le graissage de celte glissière.
  - 95. Distribution à coulisse de Stephenson. — La coulisse de Stephenson (fig. 160) est un arc de cercle — on
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  - l’appelle parfois, pour cette raison, secteur— dont le centre est situé dans la direction de l’essieu moteur, et dont le rayon est le plus souvent égal à la longueur des barres d’excentriques. Elle est reliée à la bielle de relevage par son
  - Fig. 160. — Distribution de Stephenson.
  - 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 ou ouvertes, et dans ce cas l’avance linéaire du tiroir augmente lorsque l’admission diminue, au point môme de devenir parfois beaucoup trop grande pour les points de détente correspondant à la marche habituelle de la machine.
  - Avec des barres croisées ou fermées, c’est le contraire qui a lieu, l’avance du tiroir augmente en môme temps que l’admission. C’est la disposition à barres droites qui est généralement employée dans les locomotives, une avance un peu importante étant avantageuse aux grandes vitesses, auxquelles correspondent habituellement des admissions modérées.
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  - La disposition à barres ouvertes se reconnaît facilement, de môme que celles à barres fermées, quand la manivelle motrice est horizontale à l’arrière ; dans le premier cas, les barres sont décroisées, et elles sont croisées dans le second.
  - La coulisse de Stephenson constitue encore la plus simple des distributions actuelles, et avec celle de Walschaerts elle est la plus utilisée sur les locomotives. Aux États-L nis, elle est souvent employée avec un mouvement de renvoi par arbre et levier, les tiroirs étant placés à l’extérieur des longerons et les coulisses à l’intérieur.
  - 96. Coulisse de Gooch. — La coulisse de Gooch [fig. 161) est également un arc de cercle, qui est décrit de l’articula-
  - Fig. 161. — Coulisse de Gooch.
  - lion de la lige du tiroir prise pour centre avec la bielle K (fiy. 142) pour rayon; mais cet axe tourne sa convexité vers l’essieu moteur, son centre étant, par conséquent, dirigé vers l’avant de la machine. Cette coulisse est suspendue par son milieu, et c’est le galet qui se déplace sous l’action de la bielle derelevage.
  - Lorsque le piston est à fond de course à l’arrière dans le
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - cylindre, les excentriques occupent la position indiquée sur la figure 142, et la bielle K du tiroir est un axe de symétrie par rapport aux deux parties de la coulisse, étant entendu que les angles de calage des deux excentriques sont égaux; si, d’autre part, la longueur de la bielle K est exactement égale au rayon de la coulisse, on peut manœuvrer le coulisseau du haut en bas du secteur sans que l’articulation de la tige du tiroir, et par suite le tiroir lui-même, se déplace : l’avance est donc constante pour tous les crans de détente, pour la marche avant comme pour la marche arrière.
  - On peut voir que celte distribution nécessite plus d’emplacement en longueur que celle de Stephenson ; en retour, dans la manœuvre de relevage, on n’a que le coulisseau à déplacer au lieu de l’attirail des coulisses et des barres d’excentriques. La constance des avances paraît offrir un léger avantage au point de vue du fonctionnement de la machine à toutes les allures d’introduction, bien qu’elle n’entraîne pas la conslance des périodes d’admission anticipée,
  - Fig. 162. — Coulisse d’Allan.
  - dont la durée augmente à mesure que l’admission diminue.
  - Cette coulisse peut s’établir avec des barres droites ou croisées, comme celle de Stephenson.
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  - 97. Coulisse d'Allan. — Dans cette distribution [fuj. 162), la coulisse est droite et elle se déplace en môme temps que le coulisseau, sous l’action des bielles de relevage ; le poids des attirails de la coulisse et du coulissçau s’équilibre en partie. Les avances peuvent être à peu près constantes, pourvu que les bras des leviers de relevage soient dans un rapport convenable. Elle s’emploie parfois avec un balancier de renvoi, les excentriques étant alors calés à l’opposé de la position habituelle.
  - 98. Distribution de Walschaerts. — Cette distribution, imaginée vers 1844 par un chef d’atelier des Chemins de fer de l’État belge, à Bruxelles, jouit actuellement d’une grande faveur sur la plupart des réseaux français et étrangers, et elle est notamment employée pour la commande des tiroirs extérieurs des compound à quatre cylindres (ftg. 100).
  - Elle donne des avances constantes et présente, de plus, l’avantage de permettre de placer horizontalement les tiroirs au-dessus des cylindres ; pour des ouvertures maxima égales des lumières, elle donne aussi des degrés d’admission peu différents, ce qui n’a pas lieu avec les distributions à deux excentriques. La distribution Walschaerts est appliquée aux machines à tiroirs cylindriques, au nombre de 180, 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 aussi à l'absence presque complété d’usure aux différents axes de la distribution par suite du faible frottement des tiroirs.
  - La coulisse a sa concavité tournée vers l’essieu moteur, comme dans la distribution de Stephenson ; la bielle de suspension peut s’articuler directement sur le coulisseau, ou bien en avant ou en arrière, toujours sur la bielle du tiroir.
  - Cette distribution ne comporte qu’un seul excentrique [Jxg. 143), qu’on cale à angle droit sur la manivelle motrice, et qu’on peut remplacer, quand la distribution est
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - extérieure, par un bouton sur une contre-manivelle. L’avance est produite par le déplacement du levier d’avance sous l’action du coulisseau. Le rayon de l’excentrique est en avance ou en retard de la manivelle motrice, et la tige de tiroir est attachée à l’extrémité supérieure ou à un point intermédiaire du grand levier d’avance, suivant que les tiroirs admettent par leurs bords intérieurs ou extérieurs, ou qu’ils sont conduits directement ou par l’intermédiaire d’un balancier.
  - 99. Distributions sans excentrique. — La distribution Joy comprend [fig. 163) une coulisse GH en forme d’arc de cercle, ayant pour rayon la distance de l’articulation de la tige
  - U____
  - Fig. 103. — Distribution Joy.
  - de tiroir au centre du coulisseau. Ce dernier se meut dans a coulisse sous l’action d'un levier AB articulé en A à la bielle motrice et en B au levier FB, lequel o-cille lui-môme autour de l’axe F fixé au longeron ; à l’aide d’un levier sur lequel est fixée la coulisse, et de la barre de marche, on peut faire prendre à la coulisse des inclinaisons différentes, qui règlent la détente et le changement de marche. Le coulisseau, en se déplaçant dans la coulisse, imprime au tiroir une course d’autant plus longue que cette coulisse est elle-même plus inclinée ; la position verticale de la coulisse correspond au poids mort de la distribution, la position inclinée vers l’avant à la marche en avant, et la position inclinée vers l’arrière à la
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  - marche en arrière. Les inclinaisons intermédiaires donnent les degrés de détente.
  - Cette distribution donne des avances constantes et produit l’ouverture rapide des lumières, en diminuant le laminage ; elle est appliquée, en France, aux locomotives-tenders de la ligne de Sceaux.
  - La Compagnie de l’Ouest emploie également, sur des machines à grande vitesse, à cylindres intérieurs, de la série 950, une distribution sans excentrique, dans laquelle la coulisse reçoit son mouvement par une articulation fixée sur la bielle motrice.
  - Ces systèmes présentent quelques inconvénients, — entre autres, les oscillations verticales des machines sur leurs ressorts ont pour effet de troubler la régularité des phases de la distribution.
  - En résumé, les coulisses ou distributions de Gooch, d’Allan, de Joy, etc., n’améliorent pas sensiblement le travail de la vapeur par rapport à la coulisse de Stephenson, mais elles facilitent parfois l’installation des tiroirs et des mécanismes, suivant l’emplacement disponible.
  - 100. Graissage des mécanismes et des essieux. — Le graissage des pièces frottantes a une grande importance au point de vue de la conservation des organes, de la réduction de puissance absorbée par le frottement, enfin de l’économie. Le grand travail demandé aux locomotives de construction récente, et le parcours élevé qu’elles effectuent souvent sans arrêt, exigent l’emploi de dispositions judicieuses, de lubrifiants de bonne qualité, et aussi des soins et de l’attention de la part des mécaniciens.
  - Les réservoirs de graissage des pièces à frottement important, ou animées d'une grande vitesse, ont une grande capacité et doivent posséder une fermeture étanche ; le réglage du débit doit pouvoir s’effectuer avec commodité, suivant la température et les conditions de marche.
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  - Le graissage par mèches est encore très employé pour les boîtes à huile, les colliers d’excentriques et les glissières de tête de piston. Les mèches doivent être enfoncées assez profondément dans le siphon pour que leur extrémité se trouve au-dessous du fond du réservoir de graissage ; elles ne doivent être ni trop minces, ni trop fortes, et il ne faut pas non plus qu’elles soient empoissées, ce qui exige qu’on les change environ tous les mois, selon la qualité de l’huile. On admet aux Chemins de fer du Midi qu’elles doivent donner quatre gouttes d’huile par minute ; elles doivent être de préférence en laine, comme les tampons des boîtes. Les articulations du mouvement de distribution qui ne supportent qu’une fatigue légère ou n’ont qu’un faible déplacement, sont lubrifiées au moyen d’un simple trou de graissage empli au départ et à certains arrêts ; les articulations qui travaillent le plus sont munies d’un réservoir avec mèche, ou bien on les garnit de déchets de laine, sur lesquels on verse l'huile {fig. 164) : les déchets régularisent le débit et retiennent les impuretés.
  - Les graisseurs des bielles et crosses peuvent être à couvercle à ressort ouvrant vers l’intérieur, de manière à avoir une fermeture étanche en marche.
  - Pour les pièces animées d’un mouvement de roLation, alternatif, ou de trépidation, telles que les bielles, crosses, excentriques et boîtes, on emploie, sur certains réseaux, un graisseur sans mèche à trou d’environ 1 mm qui peut être en partie rempli par une épinglette en laiton, de grosseur variable suivant la température.
  - Les Chemins de fer du Nord et de l’Est emploient sur leurs locomotives récentes le graisseur américain à pointeau représenté par la figure 165, qui réalise une économie de 30 à 40 0/0 sur les graisseurs à mèche, en donnant une plus grande
  - Fig. 164.
  - Graisseur d’articulation de mouvement de distribution.
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  - sûreté de débit. Ce graisseur est employé pour les boîtes à huile et leurs glissières, les coussinets de bielles et les crosses de pistons; les graisseurs des boîtes consistent en un réservoir fixé latéralement sur la chaudière, au-dessus de chaque boîte, et muni de pointeaux réglables placés à l’origine de chacun des tuyaux qui conduisent l’huile à l’organe à graisser. Un robinet à boisseau permet d’arrêter ce débit pendant les stationnements d’une certaine durée, en évitant ainsi de reprendre à tout moment le réglage des pointeaux.
  - Le graissage du régulateur doit s’effectuer le moins souvent possible et seulement avec de l’huile minérale pure, né risquant pas d’attaquer les tôles, comme les huiles végétales ou les graisses; une faible couche d’huile à l’intérieur des surfaces chauffées peut isoler le métal de l’eau et produire des surchauffes locales, qui deviennent dangereuses quand les surfaces sont un peu étendues.
  - L’huile employée pour le graissage du mécanisme, au Chemin de Lyon, est de l’huile de colza additionnée d’un peu de schiste ou de mazout; sur d’autres réseaux, on emploie de l’huile minérale russe. La fluidité de cette dernière varie beaucoup avec la température; il faut avoir soin de bien régler les mèches, les épinglettes ou les pointeaux, pour obtenir un débit suffisant par temps froid ou réduire les pertes quand la température est élevée ; cette huile ne convient pas pour réduire les chauffages, à moins de l’épaissir par de la fleur de soufre ou du graphite, et il faut généralement avoir recours au suif ou à l’huile de colza.
  - Aux États-Unis et aussi en Allemagne, on commence à employer de la graisse consistante pour le graissage des essieux et du mécanisme ; on réalise ainsi une économie de lubrifiant,
  - Fig. 165.
  - Graisseur à pointeau.
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  - mais au détriment du roulement de la machine, dont la résistance par tonne est augmentée de près de 50 0/0.
  - 101. Économie due aux pressions élevées. — La formule
  - T — T'
  - théorique du rendement de la vapeur est ———, dans laquelle
  - T et T' expriment les températures extrêmes de cette vapeur à partir du zéro absolu, situé à 273° au-dessous du 0° G. : le-rendement est ainsi le rapport de la chute de température centigrade de la vapeur à sa température initiale absolue. Pour des pressions de 8, 10, 12 et 15 kg, correspondant à des températures respectives de 174, 183,191 et 200°, on aainsï des rendements de 0,156 — 0,175 — 0,189 et 0,24. Par rapport à la pression de 10 kg, celle de 15 kg donne donc une augmentation théorique de
  - 0 211 = 0,203,soit 20 0/0 en nombre rond.
  - Uj 1 / u
  - Or le tableau II montre que les quantités totales de chaleur renfermées dans 1 kg de vapeur aux pressions de 10 et de
  - 15 kg sont respectivement de 662,3 cal et 667,5 cal et ne diffèrent ainsi que d’une très petite quantité,—moins, de 1 0/0. Les hautes pressions sont donc très économiques, du moinsjusqu'à 15 et 16 kg; au delà, en raison des différences moindres de température existant entre les pressions, on n’aurait également qu’une augmentation de rendement de plus en plus faible.
  - On peut aussi considérer un diagramme théorique où 1»
  - Fig. 16G.
  - Économie due aux hautes pressions.
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  - pression d’admission est représentée par l’ordonnée OA et la durée de l’introduction par l’abscisse OB; la détente s’effectue suivant CD, et le travail est représenté par l’aire OACDEO {fig. 16b). Si, dansle môme cylindre, onabaisselapression à ÔF, avec un degré d’introduction OG = FIT, la courbe de détente est HD, et le travail est proportionnel à l’aire FHDEOF. Par rapport à cette surface, celle relative à la pression O A présente une augmentation de l’aire FACII; or on démontre que les deux poids de vapeur représentés par les admissions OB et OG et par les pressions respectives OF et OA sont égaux, et on sait que dans ce cas les quantités de chaleur qu’ils renferment sont sensiblement égales : la pression OA fait donc gagner théoriquement, par rapport à la pression plus faible OF, à peu près tout le travail représenté par l’aire FACHF.
  - Dans la pratique, avec les distributions ordinaires, cette économie ne se retrouve pas en totalité; mais, si on emploie des distributions permettant un abaissement suffisant de la pression à la fin de la détente, ou mieux la disposition com-pound, qui maintient encore à une faible proportion la quantité de vapeur condensée par les parois, on peut obtenir une augmentation sensible de travail pour une môme dépense de calorique. Dans des essais effectués aux États-Unis, on a obtenu avec une admission de 32 0/0, en passant de la pression de 6,5 kg à celle de 8,2 kg, une augmentation de puissance de 450/0 et une diminution du poids de vapeur dépensé par cheval de 9 0/0; de 82 kg, à 9,75 kg, l'augmentation de puissance a été de 20 0/0 et la diminution de la dépense de vapeur par cheval de 5 0/0.
  - D’après M. Nadal, ingénieur en chef adjoint des Chemins de fer de l’Etat, les pressions de 12 et 15 kg donneraient, par rapport à celle de 10 kg, des augmentations de puissance respectives de 10,5 et 21,2 0/0 aux grandes vitesses de marche.
  - 102. Distributions perfectionnées. — Les distributions dites perfectionnées ont pour but, principalement, de remé-
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  - dier aux pertes de travail par laminage, compression excessive et défaut de détente, que l’emploi de la distribution par coulisse et tiroir à coquille ordinaire occasionne dans les locomotives marchant à une pression élevée et à une grande vitesse de rotation des manivelles, comme c’est le cas général aujourd’hui.
  - Ces pertes de travail ont été mises en relief dans divers essais, et notamment dans ceux effectués en 1888 aux Chemins de fer du Nord sur une locomotive à marchandises timbrée à 10 kg et remorquant différentes charges sur des profils différents également.
  - Ces essais ont montré que l’utilisation incomplète de la vapeur dans les cylindres provient surtout d’une insuffisance de détente. Il faudrait donc, semble-t-il, augmenter le volume des cylindres pour obtenir une plus grande détente; mais cette modification, seule, ne donnerait pas une augmentation d’utilisation de la vapeur, précisément parce que le laminage, tant à l’admission qu’à l’échappement, ne permet pas d’employer une admission inférieure à 20 ou 25 0/0 de la course du piston.
  - Or une admission de 25 0/0, avec une pression de 12 kg et un espace nuisible de 8 0/0 du volume du cylindre, augmentant en fait l’admission d’autant,' ne donne qu’une expansion de
  - fOO + 8 25 + 8
  - = 3,27 volumes
  - et la vapeur a encore à la fin de la course du piston une pression de
  - 12 X
  - 25 + 8
  - 100 + 8
  - = 3,6 kg,
  - en admettant que la détente s’elfectue jusqu’à la fin de la coufse suivant la loi de Mariotte. Cette pression de 3,6 kg n’est pas, d’autre part, nécessaire pour le tirage, dont l’intensité,
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  - d’ailleurs, dépend surtout du poids et non de la pression de la vapeur.
  - Pour obtenir une plus grande augmentation de détente, on peut avoir recours aux distributions spéciales Bonnefond, Durant et Lencauchez ou Nadal, qui permettent de marcher dans de bonnes conditions avec une admission de 12 à 15 0/0 de la course, ou bien à la disposition compound, qui, en dehors d’autres avantages thermiques ou mécaniques, permet d’obtenir une grande détente tout en conservant une admission •élevée et en utilisant par conséquent la distribution ordinaire, ou encore à deux de ces dispositions à la fois.
  - 103. Distribution Bonnefond. — La distribution Bonne-fond, essayée aux Chemins de fer de l’État en 1885 et appliquée ensuite à une vingtaine de machines de vitesse de ce réseau, est une modification de la distribution Corlisi, à quatre tiroirs dont deux pour l’admissionetdeux 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 {fig. 167) ;
  - D’obtenir, pour une admission
  - donnée, une détente plus longue
  - Fig. 167. — Diagramme , .
  - <le distribution bonnefond. et une compression plus courte
  - qu’avec les distributionsordinaires : •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 0/0 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 0/0; dans ce dernier cas, la détente ne dépasse pas 5 fois le volume de la vapeur admise dans le cylindre, tandis qu’avec la
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- - Fig. 168. — Distribution Bonnefond, ensemble du mécanisme
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  - distribution Bonnefond la détente peut atteindre 8 et 40 foiâ 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, l’autre de détente.
  - Le mécanisme de changement de marche se compose {fig. 168)1 des organes ordinaires, plus un balancier et une bielle de commande des tiroirs d’échappement.
  - Le mécanisme de détente comprend une barre spéciale qui, par le moyen d’un second volant, donne le mouvement à une roue dentée ; celle-ci engrène avec un pignon sur l’arbre duquel sont montées deux fractions d’hélice à pas contraires J, J'.
  - La coulisse ne sert qu’à produire le changement de marche,
  - Fig. 169. — Distribution Bonnefond, coupe par un tiroir d’admission.
  - et on ne fait occuper au coulisseau que trois positions dans cette coulisse : l’une ou l’autre des deux 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 {fig. 169), très petits, sont à déclic’ et placés vers la partie supérieure et aux extrémités du cylindre ; ils sont plans et à double introduction, et ils reçoivent
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  - leur mouvement de la partie supérieure du balancier. Les tiroirs d’échappement sont cylindriques et munis de trois segments en fonte de faible largeur. Ils sont également placés vers les extrémités du cylindre, mais à la partie inférieure, et ils reçoivent uniquement leur mouvement de la partie inférieure du balancier. Les périodes d’échappement anticipé et de compression ont ainsi la même durée pour 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'H', 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 même 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 étant à l’avant et l’index de la détente au cran 8; les parties en regard des hélices où se produira la butée des cliquets se trouveront alors à leur écartement maximum.
  - 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 du coulisseau. Si nous considérons un côté de la machine, le piston étant au point mort à l’avant, la touche h 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.
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  - A ce moment, le piston aura parcouru les de sa course.
  - Au contact de l’hélice, le cliquet pivotera autour de son axe G, 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 viendronten regard des cliquets F, F' se rapprocheront, et la butée précédente se fera lorsque le ^0
  - 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 0/0 de la course des pistons.
  - Les figures 108, 169 montrent le montage du tiroir M, qui est pris sur la lige entre deux collets. Celte tige a en OO' un diamètre de 40 mm, tandis qu’en RR' ce diamètre est de 50 mm. 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 chaque côté du piston P, celui-ci se trouve soumis sur ses deux faces, pendant l’ouverture du tiroir,àdes pressions d’une valeur 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 OQ' du piston que du côté RR'.
  - Au moment où le cliquet FGII 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 mouvementdu piston P, opposera au tiroir, vers la fin de la fermeture, une résistance croissante, laquelle produira un arrêt très doux. D’un autre côté,
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  - la fermeture du tiroir est aidée par l’action du ressort V, 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 de la partie arrière de la tige du tiroir (fig. 169) 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 buter avec force contre ce fond et ilpourrait 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’unautre côté, lorsque la garniture du tiroir esttropserrée bu insuffisamment graissée, la résistance qu’elle oppose 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 rates dans la distribution ; la touche du cliquet, au moment d’entraîner celle du tiroir, glisse sur cette dernière, se lève, et le tiroir reste immobile; la vapeur n’entre pas par conséquent dans le cylindre. Les ratés peuvent aussi se produire quand les parties d’entraînement des touches se sont arrondies par l’usage, ou que 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 trois coups de piston moteur 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 correspondante du cylindre en machine pneumatique, occasionnant une résistance qui nuit encore au rendement. Le cylindre s’échauffe aussi et se grippe à la fois.
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  - Les mécaniciens doivent donc faire tout leur possible pour •éviter ces ratés, en faisant «remplacer à temps les ressorts •détendus ou les touches usées, en pratiquant une bonne marche et en réalisant un graissage continu de tout le mécanisme d’entraînement et de déclic des tiroirs et des tiroirs •eux-mêmes.
  - Les garnitures en antifriction des tiges, qui donnent un frottement considérable quand elles sont trop serrées •ou insuffisamment graissées,
  - •ont été remplacées par trois petits segments logés dans des gorges pratiquées sur le pourtour de la tige et se déplaçant dans les boîtes à garnitures, soigneusement alésées à cet effet. Les non-fonctionnements et les ratés des tiroirs ont ainsidisparu et ces machines font un très bon service ; elles sont surtout appréciées des mécaniciens pour leur liberté d’allure dans la marche en palier ou à régulateur fermé. Dans la marche à grande admission, elles sont un peu inférieures aux machines à distribution ordinaire par suite de l’insuffisance de l’échappement anticipé. D’autre part, les grandes vitesses de marche nuisent au fonction-
  - Fig. 170. — Ensemnle de la distribution Durant et Lencauchez.
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  - nement du déclic, qui devient défectueux au delà de 80 km.
  - Dans des essais effectués par M. Nadal, leur puissance a été trouvée de 700 chx, soit 365 par mètre carré de grille, avec un taux devaporisationde7,16kgpar kilogramme de charbon. Leur consommation de vapeur apparente par cheval indiqué s’est élevée à 8,38 kg et celle de vapeur condensée et des fuites à 3,62 kg, soit au total à 12 kg; en développant leur puissance normale, la consommation par cheval utile au crochet du tender a atteint 19,07 kg.
  - 104. Distribution Durant et Lencauchez. —- Cette distribution réalise, à un degré plus élevé, les memes avantages que la précédente, avec laquelle elle présente les'différences suivantes [fig. 170).
  - Les tiroirs d'admission et d’échappement sont du genre Corliss, c'est-à-dire cylindriques et à mouvement tournant : 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 à la fois pour le changement de marche et pour la production delà détente; les manques de démarrages et les ratés ne sont pas ainsi à craindre comme dans la distribution Bonnefond. Le coulisseau est prolongé à sa partie supérieure et muni d’un second 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’admission diminue. Pour les admissions extrêmes de 10 0/0 et de 70 0/0, elles sont respectivement de 25 0/0 et de 6 1/2 0/0.
  - Ces circonstances permettent de faire usage d’un faible espace nuisible et d’employer à la fois de faibles admissions ; avec une introduction de 12 0/0 et un espace nuisible de 40/0 du volume du cylindre, l’expansion de la vapeur est de 100+4
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  - (volume qu’occupe cette vapeur à la fin de la course du piston) : 12 —J- 4 (volume d’admission) = 6 volumes 1 /2, et la vapeur admise à la pression de 12 kg n’a plus à la fin de la course qu’une pression de 12:6,5, soit 1,8 kg environ. On a vu que, dans les distributions ordinaires, l’expansion est au plus de 3,3 volumes, et que la pression de la vapeur à la fin de la course est supérieure à 3,5 kg pour une même pression de 12 kg.
  - Le frottement des tiroirs de la distribution Durant et Len-cauchez étant encore très faible, cette distribution convient très bien pour l’utilisation des hautes pressions.
  - Les locomotives Durant et Lencauchcz ont un démarrage facile, et elles sont également très libres dans la marche à grande vitesse. Avec un train de 150 t, elles atteignent sur pente de 2 1/2 mm des vitesses de 102 à 105 km, alors que la vitesse réalisée sur le même profil par des locomotives semblables du réseau d’Orléans, mais à distribution ordinaire, ne dépasse pas 90 à 92 km. Elles réalisent, en outre, sur ces dernières, une économie moyenne de 11 0/0 d’eau, qui s’élève à 16 0/0 pour les faibles admissions. — Un graissage continu et suffisamment abondant des tiroirs est nécessaire dans ces machines comme dans les Bonnefond.
  - Les Chemins de fer de l’Est ont deux machines Flaman munies de ladistribution Durant et Lencauchez ; elles tiennent à peu près la tête des machines qui sont dans leur roulement au point de vue de l’économie de charbon. Le Chemin de Lyon possède également deux machines de ce système.
  - 105. Distribution Lentz à soupapes. — Quand on veut utiliser de la vapeur fortement surchauffée, susceptible de décomposer les huiles de graissage, il est préférable d’employer, à la place de tiroirs plans ou cylindriques, des soupapes ne donnant pas de frottement et ne nécessitant pas de graissage : l’emploi de ces soupapes nécessite des distributions spéciales, différentes des distributions à coulisse ordinaires. Les
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  - Compagnies du Nord {fig. 171) et du Midi ont muni d’une distribution système Lentz de ce genre des machines à huit roues couplées; un surchauffeur Pielock a été monté en même temps sur la machine du Midi.
  - Chaque cylindre porte deux soupapes d’admission et deux soupapes d’échappement, qui sont placées â ses extrémités. Les garnitures des tiges se composent d’une série de boîtes annulaires empilées dans la douille et formant un tout rigide sous la pression delà bride de serrage; ces boîtes renferment, de deux l’une, des bagues d’étanchéité ajustées sur la tige.,
  - Fig. 171. — Locomotive à distribution système Lentz.
  - mais ayant un certain jeu entre les joues des boîtes et sur le diamètre extérieur. Ce sont les tiges des anciens tiroirs qui actionnent les soupapes; elles sont entaillées à cet effet pour les soulever, comme le feraient des cames oscillantes. Ces tiges n’ont pas de garnitures.
  - La distribution Lentz donne une ouverture et une fermeture rapides des orifices d’admission et d’échappement, et de grandes sections pour le passage de la vapeur; elle réduit ainsi le laminage et augmente par conséquent le travail de la vapeur.
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  - Le frottement que donnent les tiroirs ordinaires est supprimé, celui des articulations du mécanisme de distribution est aussi très diminué, lessoupapes étant équilibrées. Le graissage est également réduit, enfin les soupapes peuvent se soulever dans le cas de coups d’eau dans les cylindres pour donner évacuation à cette dernière dans la cheminée.
  - 106. Distributions eompound et Woolf. — Les grandes détentes que l’emploi des hautes pressions exige pour être économique peuvent être obtenues avec les distributions ordinaires à coulisse, en faisant usage de la double expansion. Les systèmes eompound et Woolf procurent encore des avantages thermiques et mécaniques, en réduisant les différences de température et de pression, ainsi que les fuites de vapeur dans les cylindres, et en régularisant l’effort moteur de la machine. Ils consistent, en principe, à admettre la vapeur de la chaudière dans un ou deux cylindres d’un certain volume, et à faire détendre cette vapeur dans un ou deux autres cylindres d’un volume au moins double généralement.
  - Les machines à double expansion peuvent fonctionner en mode eompound ou en mode Woolf ; la différence entre ces deux modes de travail réside dans cette circonstance que^ avec la disposition Woolf, la vapeur qui sort des petits cylindres se rend directement dans les cylindres à basse pression sans séjourner dans un réservoir intermédiaire; dès lors les deux manivelles motrices doivent y être calées, ou à peu près, à l’opposé l’une de l’autre, ou se confondre. Le système Woolf ne peut ainsi s’employer qu’avec deux groupes de deux cylindres, soit au total quatre cylindres. D’autre part, la communication existant entre les deux cylindres pendant l’échappement haute pression et l’admission basse pression fait que la pression dans ces deux phases de la distribution n’est pas constante {fig. 172). —Dans les différentes dispositions eompound, la vapeur, à la sortie des cylindres à haute pression, se rend dans un réservoir intermédiaire, d’où elle est distribuée dans
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  - le ou les grands cylindres; on peut ainsi caler les manivelles se rapportant au même groupe de cylindres de diverses façons. (72), et la pression peut être constante dans les deux cylindres pendant toute la durée de l’admission comme de-l’échappement.
  - On donne souvent, en pratique, la désignation de com-pound aux locomotives travaillant selon le mode Woolf, et les deux systèmes peuvent ne former ainsi qu’une seule classe ; des locomotives à quatre manivelles fonctionnent
  - d’ailleurs en mode Woolf, comme des machines à cylindres en tandem et à deux manivelles.
  - C’est un Français,. M. Mallet, qui a imaginé d’appliquer le fonctionnement com-pound aux locomotives ; cet ingénieur a formulé comme il suit les conditions théoriques d’emploi de ce mode de travail de la vapeur :
  - Dans le fonctionnement compound, le travail recueilli est théoriquement le même que si l’admission et la détente s’effectuaient dans le cylindre détendeur seul ; par suite, ce cylindre devrait avoir le même volume que le ou les cylindres d’une machine à simple expansion de même puissance théorique; en réalité, on donne aux cylindres de basse pression une capacité sensiblement plus grande, pour utiliser plus complètement la détente de la vapeur ;
  - L’expansion totale est le produit des expansions partielles dans les deux cylindres, lorsque la pression au réservoir est égale ou à peu près à la pression finale dans le cylindre admet-teur ; si l’admission est de 40 0/0 dans le petit cylindre, donnant une expansion de 100:40 = 2,5 volumes, et de 45 0/0 dans le grand cylindre, avec uneexpansion correspondante de 2,22 vo-
  - Fig. 172. — Diagramme du travail de la vapeur dans les cylindres d’une machine Woolf du Chemin de fer du Nord.
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  - lûmes, la détente totale estde2,5 x 2,22 = 5,55 volumes.Cette détente est aussi égale au produit de l’expansion dans le petit -cylindre par le rapport des volumes des deux cylindres. Pour un rapport des volumes de 2,8 et une admission au petit cylindre de 0,50, la détente totale est de 2 X 2,8 =5,6 volumes ;
  - Le cylindre détendeur devant toujours pouvoir débiter la vapeur qui provient du cylindre admetteur sans occasionner dans ce dernier une contre-pression exagérée, le volume d’admission au deuxième cylindre ne doit pas être inférieur au volume du premier ; comme conséquence de cette condition, les distributions doivent être indépendantes, au moins d’une manière facultative, toutes les fois que le rapport du volume du grand cylindre est égal ou inférieur à 2, pour que l’admission au grand cylindre puisse toujours se prolonger sur une fraction de la deuxième partie de la course et de manière que le volume ainsi engendré soit au moins égal à celui du petit cylindre.
  - , L’amélioration du fonctionnement économique et mécanique des machines compound résulte des circonstances de fonctionnement ci-après. La chute totale de température étant partagée entre deux cylindres successifs, l'importance des condensations est réduite dans chacun d’eux à la moitié environ de ce qu’elle serait dans le cylindre unique équivalent. Si les pertes dues à ces condensations s’ajoutaient, il est clair que le bénéfice serait nul : il y aurait même des raisons pour qu’il fût négatif. Mais il n’en est pas ainsi : c’est la même quantité de vapeur qui se condense et se réévapore successivement dans chaque cylindre. Ce sont les mêmes calories qui, successivement cédées et reprises aux parois du cylindre à haute pression, servent ensuite à réchauffer celles du cylindre à basse pression (•) ;
  - Les tiroirs des compound sont appuyés sur leurs tables par une pression moindre également, le frottement et l’usure
  - 0) A. IIehdxer, les Locomotives à l’Exposition de Liège.
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  - en sont donc diminués, ainsi que les fuites; celles qui se produisent au cylindre HP effectuent un travail moteur dans le cylindre BP, et la vapeur de l’espace nuisible du cylindre HP travaille dans le cylindre BP à pleine pression, ce qui ne se produit pas dans les machines à simple expansion ;
  - On peut obtenir une plus grande détente que dans les locomotives ordinaires, et, par suite, une meilleure utilisation de la vapeur, sans produire de laminage important à l’admission : le laminage réduit en effet la pression de la vapeur, dont le rendement est alors diminué ;
  - Enfin, les efforts sur les pistons subissent des variations moins grandes dans une course double aller et retour ; l’effort moteur total sur l’essieu est plus régulier, les pièces fatiguent moins et la machine a moins tendance également à patiner.
  - Les locomotives compound sont employées aujourd’hui en très grand nombre sur tous les réseaux français, et la Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée en possède à elle seule 881, en service ou en construction, toutes à quatre cylindres.
  - En Allemagne, le nombre des locomotives compound dépasse 5.000, dont un très grand nombre sont à deux cylindres ; les compound à deux cylindres sont également nombreuses en Autriche; en France, on adopte actuellement ce type pour la transformation des machines à simple expansion, qui peut être faite de cette façon très économiquement.
  - Pour les compound à trois cylindres, c’est la Suisse, puis la Grande-Bretagne, qui en possèdent le plus grand nombre ; il n’y a que deux machines de ce genre en France, la machine Webb des Chemins de fer de l’Ouest et la machine Sauvage du Chemin de fer du Nord.
  - 107. Locomotives compound à deux cylindres. — Dans ces machines, la vapeur de la chaudière est introduite dans le petit cylindre, où elle agit à pleine pression d’abord, puis par détente ; elle se rend ensuite dans le réservoir intermédiaire,
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  - d’où elle pénètre dans le second cylindre, ou elle travaille également à pleine pression, puis par détente; elle s’échappe enfin dans la cheminée, et, dans le fonctionnement en com-pound, il n’y a ainsi que deux coups d'échappement par tour de roues. Le premier cylindre est appelé petit cylindre, cylindre admetteur ou cylindre de haute pression (HP), et le second, grand cylindre, cylindre détendeur ou cylindre de basse pression (BP).
  - On conçoit que le piston du petit cylindre puisse, lors des arrêts, ne pas se trouver dans une position qui assure le démarrage de la machine ou du train ; il faut donc pouvoir envoyer la vapeur de la chaudière dans le réservoir intermédiaire, au moins pendant un demi-tour de roues. Divers dispositifs de démarrage automatiques et non automatiques sont utilisés à cet effet. Dans les compound à trois essieux couplés construites par les Chemins de fer de l’Est en 1893, un même mécanisme déplace successivement une soupape d’admission directe ouvrant dans la boîte à vapeur haute pression, un clapet isolant le petit cylindre du réservoir, enfin une soupape donnant une issue directe dans la cheminée à l’échappement du petit cylindre. Dans les compound à deux cylindres des Chemins de fer du Midi, un régulateur auxiliaire disposé dans une boîte en bronze fixée sur le cylindre haute pression est en communication avec la boîte à vapeur de ce cylindre; quand on déplace ce régulateur de sa position normale, il découvre simultanément deux orifices, l’un, d’un diamètre de 30 mm, qui débouche vers le milieu du cylindre haute pression, l’autre, d'un diamètre de 10 mm, qui est en communication avec le réservoir intermédiaire. D’autre part, les conduits d’admission du cylindre haute pression sont munis de soupapes de décharge, qui s’ouvrent vers le réservoir intermédiaire lorsque la différence des pressions sur les deux faces du piston (ou entre le conduit d’admission et le réservoir) dépasse 12 kg; cette disposition soustrait le mécanisme de ce cylindre à un effort trop élevé et assure en
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  - môme temps les démarrages, le régulateur auxiliaire n’étant que rarement utilisé et seulement pour effectuer le premier tour de roues. Le cylindre haute pression n’évacue jamais, non plus, dans la cheminée, et le fonctionnement a toujours lieu en compound.
  - Il n’y a qu’un seul mécanisme de relevage pour les deux cylindres ; pour obtenir au grand cylindre des admissions plus longues qu’au petit cylindre, reconnues favorables à l’économie de fonctionnement et à l’obtention de grandes vitesses, on a employé un calage différent pour les poulies d’excentriques, des recouvrements de tiroirs différents, et des longueurs différentes également des rayons d’excentriques. Les admissions respectives dans les deux cylindres sont alors les suivantes pour la marche avant :
  - Cylindre HP
  - 30 0/0.. 40 0/0.. 50 0/0.. 60 0/0.. 70 0/0.. 75 0/0..
  - Cylindre BP
  - 43 1/2 0/0 54 1/2 63 1/2 72 1/2 81
  - 84 1/2
  - Les locomotives transformées suivant cette disposition ont été munies, pour la plupart, de .chaudières timbrées à 15 kg ; d’autres — des machines à voyageurs de la série 1600, à quatre roues couplées de 2 m de diamètre — ont conservé leur chaudière ancienne, timbrée à 12 kg : l'économie de combustible obtenue par ces dernières sur les machines semblables non transformées a été de 15 0/0. Les locomotives mixtes de la série 1800, à trois essieux couplés et essieu bissel, ont réalisé, sur les machines semblables à simple expansion munies d’une chaudière timbrée à 10kg, une augmentation de puissance de 25 0/0 pour une môme consommation de combustible; par rapport aux compound à quatre cylindres de même timbre et de môme diamètre de roues motrices, elles ont encore donné une
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  - -économie de 7 0/0, malgré la liaison de leurs distributions.
  - Les Chemins de fer de l’État possèdent une locomotive «compound à deux cylindres provenant de la transformation (faite sur les plans de M. Nadal, ingénieur en chef adjoint du réseau) de la machine à grande vitesse 2754. L’appareil de démarrage comporte une prise de vapeur spéciale à la chaudière et un robinet d’échappement direct du petit cylindre, actionné par un moteur à air comprimé. Ce servo-moteur est commandé lui-même par un robinet à trois voies dont la poignée est reliée à la tringle du régulateur auxiliaire envoyant la vapeur vive directement au réservoir intermédiaire, de façon que le mécanicien n’ait qu’une manœuvre à faire pour se mettre dans la position de démarrage. Les tiroirs sont -cylindriques et du système américain avec segments étroits.
  - L’échappement est déterminé par un tiroir spécial indépendant de celui d’admission. Les lumières des cylindres sont placées à une certaine distance des fonds, et la compression commence quand le piston recouvre ces lumières : la période de compression est donc fixe pour tous les crans d’admission, sa durée est faible et de 12 0/0 seulement de la course des pistons, ce qui constitue un avantage au point de vue de la liberté d’allure de la machine et du rendement.
  - Le système à deux cylindres paraît convenir particulièrement pour une transformation économique de locomotives à simple expansion, l’emploi de quatre cylindres étant réservé pour les locomotives neuves plus puissantes ; la Compagnie d’Orléans a transformé, suivant cette disposition, 8 machines mixtes à roues de \ ,500 m et 7 machines à marchandises à roues de 1,350 m, qu’elle a mises en essai sur des lignes à profil accidenté ; la Compagnie de l’Est a transformé de la même façon 50 machines à 6 roues couplées, et les Chemins de fer de l’État 4 machines (3601-3605). La même transformation, sans addition d’essieu ni allongement de foyer, a été faite aussi à d’anciennes machines à quatre roues couplées des mêmes réseaux (sauf l’Est). On peut. ne remplacer la
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  - chaudière que si le timbre en est inférieur à il ou 12 kg; la réduction des coups d’échappement ne présente pas d’inconvénients jusqu’à une vitesse de rotation de 40 tours par minute. Les essais et applications des Chemins de fer du Midi ont montré, en définitive, que les préventions qui pouvaient exister autrefois en France contre les locomotives compound à deux cylindres ne sont nullement justifiées, et que ce système comporte, au contraire, une série d’avantages qui lui assurent une supériorité incontestable sur les compound à quatre cylindres, lorsqu’il s’agit de locomotives de puissance modérée. On ne doit renoncer à ces avantages que lorsque la puissance qu’on exige des machines, et par conséquent le volume qu’on est conduit à donner au cylindre basse pression et la masse qui en résulte pour le piston, la bielle, etc., atteignent des valeurs telles que l’emploi de quatre cylindres s’impose. Cette puissance n'est d'ailleurs pas aussi réduite qu’on pourrait le supposer, puisque les machines 1800 àu Chemin de fer du Midi ont une surface de grille de 2,15 m2 et ont développé jusqu’à 728 chx.
  - 108* Locomotives compound à trois cylindres. — Ces locomotives peuvent comprendre un seul cylindre d’admission et deux de détente, ou inversement deux cylindres d’admission et un seul de détente: dans les deux cas, le cylindre unique est placé dans l’axe longitudinal de la machine et les deux autres extérieurement aux longerons. Les trois cylindres peuvent commander un même essieu ou deux essieux moteurs différents, ces deux essieux pouvant être ou non accouplés par des bielles. Dans le cas d'un essieu moteur unique, les manivelles haute et basse pression peuvent être calées à 120° ou à 90 et 135°, le calage de 90° s’appliquant aux deux manivelles des cylindres de même fonction. Dans le cas de deux essieux moteurs accouplés, le calage est le môme : 90-135°. Enfin l’admission de vapeur vive au réservoir intermédiaire ou au -cylindre de détente peut être employée facultativement dans
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  - le cas de deux cylindres d'admission ; elle est nécessairement obligatoire dans le cas d’un seul cylindre admetteur.
  - La disposition à deux cylindres haute pression avec admission de vapeur vive au cylindre basse pression pour les démarrages a été réalisée par Webb en 1882, sans bielles d’ac^ couplement entre les deux essieux moteurs ; les démarrages étaient défectueux, et cette disposition a été abandonnée, les locomotives qui en étaient munies ayant été transformées en machines à simple expansion. La Compagnie de l’Ouest avait fait l’acquisition d’une de ces machines ; le fonctionnement économique en était assez satisfaisant, mais l’entretien était onéreux.
  - La disposition à cylindre admetteur unique est employée sur les locomotives mixtes du Jura-Simplon et sur des locomotives express du« North EasternRy » etdu « Midland Ry »; elle a été aussi appliquée, en 1887, à une machine mixte du Chemin de fer du Nord.
  - La vapeur vive envoyée au réservoir intermédiaire, ou directement dans les cylindres basse pression pour les démarrages, vient faire contre-pression sur le piston haute pression; mais, le diamètre des cylindres basse pression étant généralement plus grand que celui du cylindre haute pression, le démarrage s’effectue assez franchement, surtout quand le piston haute pression reçoit lui-même la vapeur sur sa face motrice, car il est alors équilibré ; les conditions de démarrage sont meilleures que dans une machine à deux cylindres à simple expansion de diamètre égal à celui de haute pression de la compound à trois cylindres.
  - Les machines ci-dessus du Midland sont de construction récente ; les trois cylindres attaquent deux essieux différents, qui sont accouplés par des bielles. Pour les démarrages, le mécanicien envoie dans les boîtes à tiroir des cylindres basse pression de la vapeur dont un détendeur règle la pression ; en cours de route, une soupape à commande à la main permet d’admettre la vapeur directe à une pression plus élevée,
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  - d’autres soupapes laissant, au cas où cette pression, ou bien la contre-pression elle-même, deviendrait excessive, une partie de la vapeur passer au cylindre haute pression. Les commandes des distributions des deux groupes sont indépendantes, et on peut faire varier séparément les introductions aux cylindres. Le tiroir haute pression est cylindrique et les tiroirs basse pression plans; ils sont commandés par des coulisses de Stephenson. Le cylindre haute pression a un diamètre de 0,475, celui des cylindres basse pression est de 0,52m; la course des pistons est de 0,650m. Ces machines développent normalement 1.300 chx, sans être poussées.
  - 109. Locomotives compound à quatre cylindres. — Ces
  - locomotives peuvent être à un ou deux essieux moteurs et à deux ou quatre manivelles. Dans le cas de deux manivelles et d’un essieu moteur, les cylindres sont disposés en tandem, ou bien ils se superposent, avec une tête de piston unique ; il n’y a qu’une distribution par groupe de cylindres et parfois qu’un seul tiroir desservant les deux cylindres (machines Woolf à marchandises du Chemin de fer du Nord et machines américaines Vauclain des Chemins de fer de l’État, d’Orléans et de Lyon). Chaque cylindre peut aussi avoir son tiroir propre (machines compound n09 51-65 de la Petite-Ceinture de Paris).
  - Dans le cas de quatre manivelles, les cylindres peuvent se chevaucher ou être disposés en batterie sur la même ligne ; dans le premier cas, ils commandent généralementdeux essieux différents, et dans le second cas un même essieu. C’est la première disposition qui est adoptée d’une façon à peu près générale en France. Les cylindres haute pression sont placés extérieurement entre le bogie èt le premier essieu couplé, et ils commandent l’essieu moteur arrière ; les cylindres basse pression sont intérieurs el disposés entre les essieux du bogie : leurs pistons attaquent l’essieu moteur avant. Dans la première locomotive compound du Chemin deferduNord, établie en 1886, les essieux moteurs n’étaient pas accouplés ; cette
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  - disposition présentait des inconvénients pour les démarrages, comme au point de vue de la stabilité. Dans les compound suivantes du même réseau, on a accouplé les essieux moteurs, comme Pavait déjà fait le Chemin de Lyon en 1888, et aujourd’hui, dans toutes les compound à deux essieux moteurs, ces essieux sont accouplés. :
  - Les locomotives compound à quatre cylindres chevauchés du type français ont quatre mécanismes de distribution avec relevages généralement indépendants, permettant de faire varier les admissions séparément dans les cylindres haute pression et basse pression, suivant les diverses circonstances de marche ; l’admission basse pression est généralement su-' périeure de 15 à 200/0 à l’admission haute pression pour réduire la pression au réservoir intermédiaire et la contre-pression aux cylindres haute pression dans le but de faciliter la marche en vitesse. Avec l’emploi de tiroirs cylindriques, permettant d’obtenir des lumières de plus grande section réduisantle laminage tant à l’introduction qu’à l’échappement,, on peut égaliser à peu près les admissions et les travaux dans1 les deux groupes de cylindres à toutes les vitesses; on emploie ainsi dans les locomotives 3600 des Chemins*de fer de l’Est et1 dans un grand nombre de 3500, à roues de 1,750 m, des admis-1 sions de 40-45 au lieu de celles de 40-60 utilisées dans les loco-. motives 3400 précédentes à tiroirs plans, ce qui a pour effet de relever la pression au réservoir intermédiaire de 2,250 kg-à 3 kg.
  - Les locomotives du Chemin de Lyon font exception à la' règle ci-dessus ; elles ont également quatre distributions, mais les relevages y sont conjugués. L’admission n’est variable qu’aux cylindres haute pression ; elle est fixe aux cylindres de basse pression et réglée une fois pour toutes entre 60 et 70 0/0 : on a été conduit à employer cette disposition par suite de la règle qu’on s’est imposée de ne pas donner habituellement de découvrement intérieur aux tiroirs. Dans d’autres machines, les quatre distributions sont à relevages
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  - solidaires, et enfin le système Coles, employé principalement aux États-Unis, ne comporte que deux distributions.
  - Lorsque les quatre cylindres commandent un même essieu par quatre manivelles, il peut y avoir quatre distributions (machines Paris-Lyon-Méditerranée), ou deux distributions, avec quatre leviers d’avance et quatre tiroirs (disposition allemande Von Borries), ou encore deux distributions avec quatre tiroirs dont deux sont commandés par un arbre de renvoi (système Gôlsdorf), ou enfin deux distributions et deux tiroirs (locomotive italienne n° 3701 de l’Exposition de 1900).
  - Dans le cas d’emploi de quatre manivelles, celles d’un même côté de la machine se calent aujourd’hui à 180°; les mécanismes moteurs ont ainsi à tout moment un mouvement opposé, et ils s’équilibrent sensiblement; on n’a besoin d’employer que de faibles contrepoids pour compenser la différence de leurs masses et des plans suivant lesquels ils se déplacent. D’autres calages, 135° par le Paris-Lyon-Méditerranée et 162° par les autres réseaux, ont été aussi employés pour obtenir au démarrage un moment moteur minima aussi élevé que possible et une répartition à peu près égale des travaux entre les deux groupes de cylindres ; ces deux calages sont abandonnés dans les locomotives les plus récentes des diverses Compagnies, qui toutes ont adopté définitivement celui à 480°. L’emploi de quatre cylindres et de quatre manivelles diminue la fatigue du châssis, les perturbations dues aux forces d’inertie des pièces à mouvement alternatif, ainsi que les chocs verticaux que l’obliquité des bielles produit sur les rails.
  - Pour obtenir un moment moteur élevé au démarrage et des mises en vitesse rapides, une prise de vapeur spéciale permet d’envoyer directement au réservoir intermédiaire de la vapeur vive prise à la chaudière et détendue au préalable à 6 kg- ou 6,5 kg; très souvent l’échappement des petits cylindres peut encore être dirigé dans la cheminée, de manière à diminuer la contre-pression dans ces cylindres et à augmenter l’effort sur leurs pistons.
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  - Ces appareils ont des dispositions diverses. Celui des locomotives Atlantic du Chemin de fer du Nord comporte un obturateur cylindrique à lanterne, percé de deux lumières latérales à angle droit L, L' (fig. 173); au moyen d’un servomoteur à air comprimé, le mécanicien peut faire tourner cet obturateur de 90° dans une boîte BB, munie de deuxouver-
  - Fig. 173. — Appareil de démarrage des locomotives « Atlantic » du Chemin de fer du Nord.
  - tures O, O', qui sont en relation : l’une avec la tuyère d’échappement direct à la cheminée, l’autre avec le réservoir intermédiaire. L’intérieur de la lanterne fait suite au tuyau d’échappement des cylindres haute pression; suivant la communication qu’on établit au moyen de l’obturateur, on obtientdonc un fonctionnement à simple expansion ou en compound. L’appareil employé par la Compagnie du Midi dans ses locomotives type Consolidation permet encore d’envoyer de la vapeur vive dans les cylindres de détente, tout en conservant le fonctionnement compound; ce mode de marche est employé pour la montée
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  - des rampes exceptionnellement fortes (33 mm par mètre) qui se rencontrent sur la ligne de Béziers à Neussargues.
  - Aux Chemins de fer départementaux, le robinet spécial de-démarrage est ouvert quand le changement de marche est à fond de course,etil se ferme quandon le relève au cran 6 1/2..
  - Dans les locomotives B.3 à grande vitesse, de la série 2600y des Chemins de fer Paris-Lyon-Méditerranée, on a pu obtenir,, en portant la durée d’admission aux cylindres haute pression à 880/0 de la course des pistons, des moments moteurs suffisants pour se dispenser d’un dispositif d’évacuation directe de l’échappement des cylindres haute pression dans la cheminée ; les démarrages sont obtenus au moyen d’une simple introduction de vapeur à 6 kg dans le réservoir intermédiaire. Dans les compound à grande vitesse précédentes (C 61-180), où l’admission aux cylindres haute pression a une moins longue-durée, le calage à 180° des manivelles a obligé à employer un dispositif d’évacuation directe de ces cylindres dans la cheminée.
  - Le diamètre des cylindres haute pression varie de 0,330 m à 0,390 m, et celui des cylindres basse pression de 0,330 m à 0,600 m ; le rapport des volumes atteint 2,47 à 2,71 dans les-locomotives françaises et 2,94 dans les. compound du système-Golsdorf.
  - Le réservoir intermédiaire a une capacité très variable, qui est de 2701 dans les machines C 61-180 du Chemin de Lyon,, où les cylindres haute pression ont un volume de 36 1, et seulement de 140 1 dans les 2600 de construction plus récente, où le volume des cylindres haute pression est de 591 ; dans les. compound à deux cylindres des Chemins de fer du Midi, ce réservoir a une capacité de 272 1, soit 2,44 fois celui du cylindre haute pression et J ,15 fois celui du cylindre basse pression.
  - La disposition Woolf à quatre cylindres et deux manivelles, ne présente pas, au point de vue de l’équilibrage des pièces à mouvement alternatif, les avantages des machines à quatre-inanivelles ; le poids de ces organes est même aggravé par
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- - MECANISME
  - 345
  - Fig. 174. — Distribution Woolf des locomotives Baldwin françaises
  - rapport aux machines à simple expansion à deux cylindres, et les locomotives Woolf ne conviennent bien ainsi que pour les vitesses modérées des trains de marchandises ou de banlieue: aussi le type Vau-clain, employé en France par les Chemins de fer de l’Etat, d’Orléans et de Lyon, ne se construit-il plus.
  - Dans ces machines, le cylindre haute pression de chaque groupe surmonte le cylindre basse pression, et les tiges des pistons sont attelées à une crosse unique qui travaille très mal quand les efforts sur les pistons ne sont pas égaux; le reste du mouvement est simple, et il n’y a également qu’un mécanisme de distribution et un seul tiroir par groupe. Ce tiroir [fig. 174) est cylindrique et creux; l’arrivée de vapeur se fait par ses fonds, elle passage de la vapeur allant du cylindre haute pression au cylindre basse pression par son intérieur. L’échappement du grand ' cylindre à la cheminée a lieu par un passage ménagé sur le pourtour de la partie médiane du tiroir.
  - Le rapport des volumes des cylindres est très élevé (2,87), abaissant d’une façon convenable la contre-pression aux cylindres haute pression ; l’admission minimum à ces cylindres est de 50 0/0 {fig. 175), ce qui donne encore une expansion de près de 5 volumes avec un espace nuisible de 10 0/0. Pour les démarrages, le mécanicien peut envoyer dans les cylindres basse pression de la vapeur vive de la chaudière, qui pénètre d’abord dans les petits cylindres, des deux côtés de leurs pistons, en équi-
  - Fig. 175. — Diagramme de machine Woolf Vauclain.
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- - 346
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - librant complètement ces derniers ; le démarrage se fait ainsi avec les grands cylindres seuls. Des soupapes de rentrée d’air empêchent le vide de se former dans les cylindres haute pression dans la marche à régulateur fermé; des soupapes de sûreté sont placées, d’autre part, sur les fonds des cylindres basse pression pour que la pression dans ces cylindres ne puisse dépasser 6 kg.
  - Le Chemin de fer du Nord possède des machines tandem à six roues couplées et à bogie pour le service de la petite banlieue de Paris, et des machines à marchandises à huit roues couplées pour trains de marchandises lourds.
  - Les cylindres des premières machines ont respectivement 0,330 m et 0,540 m de diamètre avec une course de pistons de 0,600 m et un diamètre de roues motrices de 1,600 m. Ces machines sont munies d’un dispositif ingénieux augmentant la durée de l’admission dans les cylindres basse pression. Chaque cylindre est nécessairement alors muni d’un tiroir, mais le mécanisme de commande des tiroirs d’un même côté est commun. La tige du tiroir haute pression est solidaire de ce mécanisme ; celle du tiroir basse pression reçoit son mouvement de la tige de tiroir haute pression par l’intermédiaire d’un manchon à glissement, qui présente un jeu de 15 mm entre les tiges ; le tiroir basse pression reste donc ouvert plus longtemps que le tiroir haute pression, et la durée de l’admission s’v trouve augmentée d’environ 20 0/0 par rapport au cylindre haute pression pour les crans habituels de marche. Le mouvement de la tige haute pression est très lent quand l’entraînement commence à se produire, et ce dispositif ne donne pas lieu à des chocs importants ni à un matage excessif, les tiroirs basse pression étant encore compensés. Une prise spéciale permet d’envoyer de la vapeur vive dans les grands cylindres pour les démarrages. Le rapport des volumes des cylindres est très élevé (2,68), ce qui est nécessaire lorsque les distributions ne sont pas complètement indépendantes pour abaisser la pression au réservoir-intermédiaire à 2,5 kg
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- - MÉCANISME
  - 347
  - ou 3 kg ; une grande capacité du réservoir intermédiaire est également indispensable ici pour que la pression se maintienne sensiblement constante et que le fonctionnement ait lieu en compound et non en mode Woolf.
  - Les cylindres haute et basse pression de chaque côté des machines à marchandises sont desservis par un tiroir unique à cinq orifices [fig. 424) ; le rapport des volumes des cylindres •est de 3. Une prise spéciale permet aussi d’envoyer de la vapeur vive dans les cylindres basse pression pour les démarrages en rampe. Les vingt dernières machines de ce type que possède la Compagnie du Nord sont timbrées à 12 kg ; elles remorquent en rampe de 12 mm une charge de 675 t à 20 km, et 900 t à 15 km. Par rapport aux locomotives à huit roues couplées à simple expansion timbrées à 10 kg, ces machines réalisent une économie d’eau et de charbon d’environ 15 0/0.
  - Les locomotives compound articulées système Mallet sont toutes du système à quatre cylindres extérieurs. Le train arrière, qui est fixe, est actionné par les cylindres haute pression, le train mobile avant est commandé par les cylindres basse pression. Chacun des trains comporte deux, trois ou quatre essieux accouplés,et quelquefois un ou deux essieux porteurs. Le tuyau d’échappement des cylindres haute pression au réservoir intermédiaire possède une articulation £i rotule pour se prêter aux déplacements du train mobile, sur lequel se trouve le réservoir ; il en est de même du tuyau d’échappement des cylindres haute pression, le train avant étant mobile par rapport à l’avant de la chaudière. La barre de changement de marche et la tringle de commande des purges de cylindre du groupe basse pression sont également articulées.
  - Une prise de vapeur spéciale permet d’envoyer directement dans les cylindres basse pression (ceux de haute pression étant mis en communication ou non avec l'atmosphère) de la vapeur vive prise à la chaudière et préalablement détendue à 6 kg ou 6,5 kg.
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- - 348
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - II importe que le travail entre les deux groupes de cylindres soit bien également réparti, principalement dans les moments de plus grand travail de la machine, afin que l’adhérence de chaque groupe puisse être entièrement utilisée.
  - Les cylindres sont habituellement placés à l’avant de chaque truck. Dans les machines à deux trucks moteurs 6121-38 du Chemin de fer du Nord, ils sont disposés côte à côte [fig. 34), en dehors des roues porteuses voisines, ce qui rend plus directe la communication avec le réservoir intermédiaire. La vapeur vive de la chaudière peut être admise directement dans ce réservoir à une pression de 6,5 kg au moyen d’un petit régulateur spécial et d’une tuyauterie articulée, l’échappement des cylindres haute pression étant en même temps dirigé dans la cheminée : l’effort de traction peut atteindre avec ce mode de fonctionnement le chiffre élevé de 24.000 kg, d’ailleurs en rapport avec le poids adhérent, qui dépasse habituellement 80 t.
  - Les mécanismes de distribution sont indépendants pour permettre d’avoir une bonne répartition du travail dans les deux groupes de cylindres ; les deux appareils peuvent être mus à la main ou au moyen d’un servo-moteur à air comprimé. Les tiroirs de distribution sont cylindriques, ou plans et équilibrés ; des dispositions spéciales rendent la machine très libre dans la marche à régulateur fermé, ce qui est nécessaire pour éviter dans la descente des pentes de violentes réactions entre la machine et le tender.
  - L’économie de vapeur et de combustible des compound à quatre cylindres sur les machines à simple expansion ordinaires a été constatée sur tous les réseaux français. La comparaison des consommationsde combustible de la machine 701 et des machines Outrance du Chemin de fer du Nord ayant1 même chaudière, même timbre (11 kg) et même diamètre des' cylindres échappant dans l’atmosphère (460 mm) et, par suite, même détente finale, a donné les résultats suivants pour une
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- - MÉCANISME
  - 349
  - période de dix années pendant lesquelles les machines ont fait le même service :
  - Machine 701................... 8,6 kg par km
  - Machines Outrance............. 10,4 kg —
  - La différence en faveur de la compound est de
  - 10,4 — 8,6 = 1,8 kg,
  - soit une proportion de 1,8 : 10,4 = 17,3 0/0 par rapport aux secondes, et montre que le système compound peut être économique avec des pressions* modérées.
  - Au Chemin de Lyon, l’économie de combustible des machines 4501-60, timbrées à 15 kg, par rapport aux machines 4000 à simple expansion et timbrées à 11 kg mises dans le même roulement, a été trouvée de 16 0/0. Aux Chemins de fer du Midi, l’économie réalisée par les compound sur les machines à simple expansion est évaluée à 18 0/0; d’autre part, l’entretien des compound à deux cylindres serait le même que celui des machines à simple expansion de mêmes dimensions, et l’entretien du mécanisme des compound à quatre cylindres ne serait supérieur que de 40 0/0 à celui des machines simples.
  - Les locomotives à deux bogies moteurs 6121-38 du Chemin de fer du Nord ne consomment que 22,6 kg de charbon par km, tandis que les machines à huit roues couplées remorquant la même charge en double traction dépensent ensemble 32,7 kg, soit 44 0/0 de plus.
  - Les machines compound à deux cylindres, et surtout celles à quatre cylindres, sont moins libres que les machines à simple expansion dans la marche à régulateur fermé ; c’est une légère cause d’infériorité à certains trains et sur certaines lignes à profil accidenté, mais elle est plus que rachetée dans la montée de ces mêmes déclivités, par suite de
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- - 350 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - l’obtention d’une plus grande détente et de condensations moindres par l’effet des parois. Le fonctionnement des com-pound est d’ailleurs très élastique ; dans des expériences très serrées faites aux Chemins de fer du Midi, des variations de charge de 50 0/0 n’ont donné en effet qu’une augmentation de consommation de combustible par cheval indiqué de 5 0/0.
  - Enfin, dansdes essais faits à l’Exposition de Saint-Louis en 1904, la comparaison de machines à marchandises compound et à simple expansion a été tout à fait à l’avantage des compound. La moins économique a dépensé en effet 10 0/0 de moins de charbon que la meilleure machine à simple expansion, et la plus économique a consommé 40 0/0 de moins que la moins économique des machines simples.
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- - CHAPITRE V
  - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR. EFFORT DE TRACTION
  - ET PUISSANCE DES MACHINES LOCOMOTIVES
  - 110. Utilisation de la vapeur dans les cylindres. — On a vu que le rendement de la vapeur se trouvait réduit par suite de diverses circonstances : laminage à l’admission et à l’échappement, condensations par l’effet des parois, détente incomplète.
  - Le laminage entre la chaudière et la fin de l’admission dans les cylindres peut s’élever aux grandes vitesses jusqu'à 5 kg, en réduisant considérablement le travail et le rendement de la vapeur. Les chiffres suivants ont été relevés dans les expériences effectuées sur la machine compound à quatre cylindres à grande vitesse 2158 du Chemin de 1er du Nord :
  - Kilogramme»
  - Chaudière............................... 15
  - Boîte à vapeur............................ 13,1
  - Cylindre, au début et à la fin de l’admission.................... 12,4 et 10
  - Moyenne................................... 11,2
  - Le rendement théorique ou maximum d’un poids de vapeur
  - T___qv
  - est donné par la formule de Carnot : —~—> dans laquelle
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- - 352
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - T et T' sont les températures absolues extrêmes d'utilisation de cette vapeur. Pour une pression d’admission de 15 kg et une pression d’échappement de 0,5 kg correspondant, pour la vapeur saturée, à des températures de 200° C. et 111° C., le rendement maximum est de :
  - 200 + 273 — (111 + 273) 200 + 273
  - 18,8 0/0,
  - tandis qu'il n’est plus que de :
  - 187 + 273 —(111 + 273)
  - 187 + 273 ’
  - soit en moins :
  - 18,8 — 16,5
  - 18,8
  - 12,2 0/0
  - pour des pressions extrêmes de 11 kg et de 0,5 kg. Pratiquement, le laminage à l’admission augmente la consommation de vapeur de 15 0/0 dans les compound B.3 du réseau de l’État quand la vitesse passe de 40 à 75 km à l’heure. La perte de pression au réservoir, qui atteint alors 0,7 kg, donne lieu à elle seule à une perte de 95 chx à cette dernière vitesse.
  - Les pertes par condensation dans les cylindres, dues au refroidissement des parois par la vapeur d’échappement, dépendent de la grandeur de la surface en contact avec la vapeur vive d'admission (surface de l’espace nuisible + surface d’admission dans le cylindre : admetteur pour les compound) et de l’écart de température entre cette vapeur vive et celle d’échappement. Ces écarts de température sont moindres dans les compound que dans les machines à simple expansion, mais rarement de moitié, par suite de l’obligation où l’on se trouve d’abaisser la pression au réservoir pour faciliter le roulement de la machine (et bien que les différences de températures pour une même différence de pression soient
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- - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR 353
  - plus grandes dans les basses pressions que lorsque la pression s’élève); cependant, aux Chemins de fer de l’Est, enem-ployant des tiroirs cylindriques à grandes sections de lumières, on obtient au réservoir une pression de 3 kg pour une pression à l’admission de 14 kg.
  - Les condensations par l’effet des parois diminuent quand la vitesse de rotation augmente : de 30 0/0 à la vitesse de 40 km, elles se réduisent à 24 0/0 quand la vitesse atteint _______________________24
  - 75 km (diminution ——— = 20 0/0) dans les cornpound B.3
  - des Chemins de fer de l’État. La proportion par cheval diminue aussi quand le travail de la machine augmente. Dans les locomotives à simple expansion à distribution ordinaire, les condensations par les parois augmentent de moitié la consommation de vapeur pour les admissions usuelles de 15 à 30 0/0, dit M. Nadal. La perte qui en résulte est réduite d’environ 35 0/0 dans les cornpound, et de 20 0/0 dans les locomotives à distributions perfectionnées à faible surface de l’espace nuisible.
  - La contre-pression et la compression sont également augmentées par le laminage de la vapeur à l’échappement, dont la pression est accrue de ce fait. Dans les cornpound à 6 roues couplées de 1,750 m de diamètre marchant à 80 km, la compression aux cylindres haute pression dépasse la pression dans la boîte à vapeur de 1 à 2 kg ; la contre-pression au cylindre basse pression atteint 0,5 kg : l’augmentation de 0,3 kg au-dessus de la pression de 0,2 kg qu’il serait désirable de ne pas dépasser correspond à une perte de 100 chx à la vitesse de 80 km.
  - Quant à la perte de rendement par défaut de détente, elle varie suivant les conditions de marche,et elle est en général plus grande de moitié (environ 18 0/0 au lieu de 12 0/0) dans les locomotives à simple expansion à distribution ordinaire que dans les machines à distribution perfectionnée ou les cornpound.
  - La consommation totale augmente finalement avec la
  - 23
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- - 354
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - vitesse de marche, et pour les allures ordinaires des machine» elle atteint, d’après M. Nadal, par cheval indiqué :
  - Dans les locomotives à simple expansion et distribution ordinaire, timbrées à 12 kg,marchant avec
  - une expansion de 4 à 5 volumes.................. H,2(H)kg
  - Dans les locomotives à tiroirs cylindriques timbrées 10,125
  - — — à quatre tiroirs.........' à 12 kg 9,560
  - Dans les compound à 4 cylindres timbrées à 15 kg 9,250 — — 2 — — — 8,880
  - Pour une consommation de 10 kg par cheval indiqué et une pression d’utilisation de 14 kg, le rendement thermique atteint :
  - 270,000 kgm
  - 655,67 c X 10 X 425kgm
  - = 0,10 en chiffre rond ;
  - le nombre 270.000 kgm représente le travail d’un cheval en une heure, soit 75 kgm X 3.600 secondes ; le second chiffre, 655,67 cr représente la chaleur renfermée dans 1 kg de vapeur à 14 kg de pression; enfin le dernier chiffre, 425 kgm, représente l’équivalent mécanique de l’unité de chaleur, ou de la calorie.
  - 111. Détermination du travail de la vapeur dans les cylindres. — La façon dont la vapeur accomplit son travail dans les cylindres est bien indiquée sur les diagrammes relevés en marche au moyen de l’appareil appelé indicateur, inventé par 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,.
  - (') Dans des essais faits au laboratoire installé à Saint-Louis (E.-U.) pendant l’Exposition de 1904, la plus faible consommation d’une locomotive du type Consolidation a été de 10,65 kg par cheval indiqué pour une admission de 31 0/0 et une vitesse de rotation de 120 tours par minute (environ 32 km à l’heure).
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- - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR
  - 355
  - périodes qu’on peut relever à froid sur la machine, il est facile aussi de tracer le diagramme (approché) se rapportant à ce cran.
  - Soit, par exemple, une locomotive à voyageurs du réseau de l’État marchant à la 3e division de la réglette, la pression à l’admission étant de 9 kg.
  - On trace une ligne horizontale OX (/?//. 176) que l’on appelle
  - 6’ 7' 8’ 9’ 10'
  - 6 7 8
  - Fia. 116. — Diagramme théorique.
  - 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 on porte en 0B une distance égale à. la moitié de 0-1, pour représenter l’espace nuisible (cet espace, dans les locomotives
  - considérées, a une capacité égale à
  - 1
  - 20
  - , 1/2 011 aio
  - 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 une distance 0A qui représente, à l’échelle adoptée, la pression effective de la vapeurà 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 Al'-2'-3' figure ainsi la période d’admission, et sa distance à la ligne
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- - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 356
  - OX représente la pression de la vapeur dans le cylindre pendant toute la durée de l'admission.
  - Au point 3' de 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 mener par le point où cette ligne rencontre la perpendiculaire 3-3' une parallèle à la ligne atmosphérique OX : le point d! où cette parallèle rencontre la droite 4-4' sera ainsi un point du diagramme, et la distance k-d' 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 4-4'.
  - En opérant de la môme façon pour les points 5, 6, 7 et
  - —*
  - Fig. 177. — Diagramme pratique approché.
  - 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 290, — on obtiendra d’autres points du diagramme.
  - À partir du point 7,2 [fig. 177), l’échappement anticipé commence, la pression s’abaisse rapidement dans le cylindre pour n’ôtre plus, à la fin de la course du piston, que de très peu supérieure à la pression atmosphérique ; le diagramme pratique prend alors la forme e'e", tandis que celle du diagramme théorique est e'e
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- - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR
  - 357
  - 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 1,200 kg- environ au vide absolu et de 0,200 kg environ à la pression atmosphérique OX. En traçant donc à peu près parallèlement à OX et à une distance de cette droite équivalente à 0,200 kg une ligne e"c, on aura la forme du diagramme au retour du piston (fig. 177).
  - Au point 6,7 de cette course rétrograde, ou 3,3 en partant du point 0 (consulter toujours le tableau de la page 290), le tiroir ferme l’orifice d’échappement; la vapeur renferméedans 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.
  - Sa pression s’élève à mesure que son volume diminue, et ce
  - 3
  - dernier n’est plus à la fin de la compression que de —-
  - lu(J
  - 5
  - (période de contre-vapeur) -f- (volume de l’espace nui-8
  - sible) = du volume du cylindre.
  - Au début de la compression, ce volume atteignait :
  - 33 o
  - — (chemin restant à parcourir par le piston) -f- — (espace
  - 38
  - nuisible) = — du volume du cylindre.
  - 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 celte dernière période, à :
  - 1 2 X 38
  - -—^----= 5,7 kg absolus, ou 4,7 kg effectifs.
  - - En portant sur la verticale du point G de la course où finit
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - la compression une longueur Ce' égale à 4,7 kg et en joignant ce' par une courbe continue, on aura la partie du diagramme relative à la compression (s’il n’y avait pas de condensation, la pression de la vapeur comprimée serait représentée par le tracé en pointillé, au lieu du trait plein).
  - Enfin, quand le piston sera rendu au point G, 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’élè.Vera rapidement dans ce dernier et, quand 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?/ de la ligne atmosphérique à la partie supérieure du diagramme.
  - Au retour du piston, la pression à ce même point 8 de la course sera égale à la distance de la ligne atmosphérique à la partie inférieure du diagramme, soit à 8a.
  - Cette dernière quantité s’appelle la contre-pression absolue 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
  - 8a' — 8a ou aa'
  - mesurera la pression sur le piston, diminuée de la contre-pression, soit la pression réelle à laquelle il se trouve soumis au point 8 de la course considéré.
  - On voit aussi que celte ligne vv' est la partie de la verticale élevée au point 8 qui se trouve comprise entre la courbe infé-
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  - 359
  - rieure et la courbe supérieure du diagramme. On l’appelle !’ordonnée du point 8.
  - Le diagramme réel n’est pas exactement le môme 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 2'd'en pointillé : l’aire 2'3'oî' est la perte occasionnée par le laminage.
  - 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 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 (p. 290), 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, et elle a une durée de 40 0/0 de la course du piston — avec la contre-vapeur — pour une admission de 11 0/0 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 a une durée de 40 0/0 de la course; enfin le tiroir, n’ayant qu’une course très réduite, ne découvre l’orifice pour l’admission que de 5,2 mm ; la vapeur subit alors un laminage important, qui réduit sensiblement sa pression vers la fin de l’admission.
  - Aux admissions de 30 à 40 0/0, au contraire, il n’y a plus
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 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 e'), 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 perle de travail encore très forte. Cette perte, comme celle due à l’échappement anticipé, provient du défaut de détente de la vapeur dans les cylindres. Enfin la contre-pression et la compression donnent lieu aussi à une perte qui est un peu inférieure à la surface comprise entre la partie inférieure e"cc k. du diagramme et la ligne atmosphérique 0-10 [fig. 177).
  - On conçoit qu’il doit 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 0/0 qui donne ce résultat pour les locomotives ordinaires / ce point a été déterminé expérimentalement par M. Desdouits, ancien ingénieur en chef des Chemins de fer de l’État. Les diagrammes figures 178 et 179 ont été relevés sur une locomotive américaine marchant avec une pareille admission, l’ouverture du régulateur étant différente dans les deux cas.
  - 112. Travail de la vapeur à pleine pression. — Les diagrammes d’indicateur permettent de déterminer le travail
  - îlOSta -C83 eh?
  - Fig. 178. — Diagrammes relevés sur un cylindre d’une machine à simple expansion marchant avec une admission de 23 0/0.
  - . L3 1
  - - 62 V
  - Fig. 179. — Diagrammes relevés à une même admission, avec une pression réduite dans la boîte à vapeur.
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- - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR
  - 361
  - produit par la vapeur sur les pistons.— A son entrée dans les cylindres, la vapeur presse la face motrice du piston avec une force égale au produit de la surface S de ce dernier, exprimée en centimètres carrés, par le nombre p qui représente la tension absolue de la vapeur en kg, 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 parcours l que durera l’admission sera donc égal à SXpXlouSxîXj). Or S X ^ 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 kg.
  - Dans le cas que nous considérons, l’admission a lieu pendant les de la course L, le travail en fonction de cette course est donc égal à :
  - S X fo X !’•
  - 113. Travail de détente de la vapeur. — Dans le diagramme figure 177, la ligne MN étant la ligne du vide absolu, les ordonnées dd', ff’, etc., représentent, à l’échelle adoptée, la pression absolue de la vapeur sur le piston pour chacun des points considérés de la course.
  - Déterminons d’abord la valeur de l’ordonnée dd', en supposant que la vapeur soit à une tension absolue de 10 kg (soit 9 kg effectifs) pendant l’admission 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 eu lieu pendantles trois premiers dixièmes de la course du piston, lorsque celui-ci sera rendu au point 4,
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- - 362
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 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 :
  - 10 X 3
  - —-— = 7,5 kg (pression absolue).
  - Au point 5 de la course du piston, la valeur de cette pression, ou de l’ordonnée ff' sera de:
  - puis au point 6 : au point 7 : au point 8: au point 9 : enfin au point 10:
  - 10 X 3
  - 5 ‘
  - 10 x 3
  - : 6 kg;
  - 6
  - 10X 3
  - = 5 kg;
  - = 4,3 kg;
  - 10X 3
  - 8
  - 10 X 3 9
  - = 3,75 kg;
  - = 3,33kg;
  - IPX 3 10
  - = 3 kg.
  - La valeur moyenne, p', de la pression absolue dans le cylindre pendant la détente, — ou les 7 derniers dixièmes de la course du piston, — sera donc approximativement de :
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- - TRAVAIL ET UTILISATION PE LA VAPEUR
  - 363
  - et le travail accompli pendant cette période :
  - sxix'
  - 114. Travail de la vapeur agissant à pleine pression, d’abord, puis par détente. — Pour avoir la pression moyenne absolue pK de la vapeur pendant tout un coup de piston, il faut ajouter au chiffre 32,88 représentant la somme des pressions aux 7 points : 4, o, 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 :
  - Pi
  - 32,88 + 40 il
  - 6,62kg.
  - Il faut ensuite retrancher de ce chiffre la contre-pression moyenne absolue p\ exercée sur la face résistante du piston pendant la course considérée; cette contre-pression, lorsque le mécanicien laisse l’échappement complètement desserré, est évaluée à 1,200 kg à faible vitesse (à très grande vitesse, l’échappement moyennement serré, elle peut atteindre 1,8 kg à 2 kg absolus). La pression moyenne effectue de la vapeur sur le piston pendant toute une course est alors égale, d’une façon générale, à p{ — p\ et, dans le cas particulier considéré, à 6,62 — 1,20= 5,42 kg. Ce nombre représente la pression effective à laquelle le piston devrait rester soumis pendant toute sa course pour accomplir le môme travail qu’en subissant successivement, pendant l’admission, la pression constante p de la vapeur de la boîte à tiroir, et, pendant la détente, la pression variable de la vapeur introduite pendant l’admission, diminuées toutes deux de la contre-pression. Il est représenté sur le diagramme par la ligne horizontale rs.
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- - 364
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Le travail utile exercé sur le piston sera lui-même égal, d’une façon générale, à Y X prn, et ici à Y X 5,42 kg. Le travail développé par la vapeur par coup de piston est donc égal au volume du cylindre multiplié par la pression moyenne effective.
  - La pression moyenne effective suivant la pression à l’admission, le degré d’introduction, et la contre-pression peut être calculée aussi par la formule :
  - Pm = P y (l + log hyp. — p':
  - où V0 est le volume d’admission, et V le volume du cylindre. Au moyen de cette formule, on peut dresser le petit tableau ci-dessous qui donne, pour les diverses introductions, le rapport de la pression moyenne effective pendant tout un coup de piston à la pression d’admission, en supposant que la vapeur ne subisse pas de diminution de pression par le laminage ou les condensations, et que la contre-pression moyenne effective soit de 0,3 kg. On y voit que, pour une pression à l’admission de 10 kg, la pression moyenne est de 4,4 kg pour une admission de 20 0/0, et de 6 kg pour une admission de 30 0/0.
  - RAPPORT DE LA PRESSION MOYENNE A LA PRESSION A l’aDMIS-SION POUR DIFFÉRENTES INTRODUCTIONS ET UNE CONTRE-PRESSION DE 0,3 KG.
  - INTRODUCTION en centièmes DE LA COURSE PROPORTION de la pression moyenne à Ja pression d’admission AUX CYLINDRES INTRODUCTION en centièmes DE LA COURSE PROPORTION de la pression moyenne à la pression d’admission AUX CYLINDRES
  - 0,15 0,35 0,32 0,62
  - 0,18 0,41 0,44 0,35 0,65
  - 0,20 0,38 0,68
  - 0,22 0,47 0,40 0,70
  - 0,25 0,52 0,42 0,72
  - 0,28 0,57 0,45 0,75 0,80
  - 0,30 0,60 0,50
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- - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR
  - 365
  - En plus de l’évaluation du travail de la vapeur dans les cylindres, les diagrammes d’indicateur montrent encore la façon dont s’accomplit ce travail, les imperfections de la distribution : avances à l’admission et à l’échappement et compres-
  - Fig. 180. — Diagramme relevé sur la machine compound 2158 du Chemin de fer du Nord, montrant aussi la pression clans la boîte à vapeur.
  - sions insuffisantes ou exagérées par suite de distribution mal réglée, — baisses de pression excessives à l’admission dans les cylindres, ou contre-pressions trop élevées dues à l’insuffisance d'ouverture des lumières. Le diagramme des pressions dans les boîtes à vapeur se relève aussi à l’indicateur ; il montre {fig. 180), les chutes de pression produites par l’insuffisance d’ouverture du régulateur ou de volume du tuyau d’admission, ou encore de la boîte à vapeur, comme les élévations de pression produites par les coups de bélier résultant de la fermeture des orifices de tiroir, coups de bélier qui indiquent également une insuffisance du volume des boîtes.
  - 115. Effort de traction de la locomotive. — Dans l’exemple pris pour calculer le travail de la vapeur dans les cylindres, on a supposé que l’introduction avait lieu seulement pendant les trois dixièmes de la course des pistons ; pour avoir le travail maximum que peut produire cette vapeur, il faut supposer qu’elle pénètre dans le cylindre pendant toute la course. On admet aussi, dans ce cas particulier, que la vapeur ne subit pas de perte de pression dans le parcours de la chaudière aux
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- - 366
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - cylindres, et que 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 do 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
  - 7rC)X d-
  - (égale elle-même au produit v ^étant le diamètre) X par la course l, soit à :
  - Le travail par cylindrée sera donc, si on désigne d’une façon générale parp la pression effective de la vapeur dans la chaudière :
  - itXrf2
  - 4
  - XlXp.
  - Comme il y a quatre coups de piston par tour de roues, le travail T par tour égalera ainsi
  - nXdPXlXpXi
  - 4
  - = xd2 X l X P-
  - 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 circonférence des roues motrices à leur point de contact
  - (>) t:, rapport de la circonférence au diamètre, égale 3,14 fois ce diamètre.
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- - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR
  - 367
  - avec les rails, et dirigée en sens inversé du mouvement. Pour un tour de roues, pendant lequel le chemin parcouru est^xD (D étant le diamètre des roues motrices), cette résistance sera alors égale à
  - E x jïD.
  - Pour que la machine puisse vaincre cet effort, il faut que le travail T, exercé pendant le même temps, soit au moins égal à cette résistance, c’est-à-dire que
  - ndH X P — EtcD,
  - De cette égalité on déduit:
  - „ Tir d2/ X P d2l
  - e=^d ^"d"
  - 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 cesseaux 0,70 ou 0,75 de cette course. Pour avoir une valeur
  - d'H
  - plus exacte de E, on applique alors au deuxième terme p -y
  - un coefficient de réduction que l’on prend généralement égal à 0,65. La valeur définitive de E, c’est-à-dire l'effort de traction moyen théorique ou effort maximum pratique de la locomotive,
  - d2l
  - est ainsi égale à 0,6op X y
  - Si on suppose une machine ayant des cylindres de 44 cm de diamètre, 0m,65 de course de piston, et des roues de 21U,02 de
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - diamètre au roulement; si, de plus, le timbre de la chaudière est de 9 kg, l’effort maximum de traction de cette machine sera de :
  - 9 X
  - 44~ X 0,65 2,02
  - 9 x =6-60ik«-
  - Dans une locomotive à tiroirs plans de la série 2001 à 2068 des Chemins de fer de l’État, ayant les conditions d’établissement ci-dessus, l'effort développé a atteint o.000 kg, soit les 88 centièmes de l'effort théorique 'maximum, pour une admission de 70 0/0 et une vitesse de 35 km à l’heure. Le coefficient de 0,Go ci-dessus est donc beaucoup trop faible.
  - Aux Chemins de fer de l’Ouest, l’effort de traction se calcule d‘ll
  - par la formule [p — 1,5) -jj > qui fient compte de la chute de
  - pression de la vapeur entre la chaudière et les cylindres.
  - L’effort de traction des compound se calcule par les formules:
  - pour les machines à deux cylindres et:
  - (H-H')^fe + (H’ — i;
  - cm:
  - D
  - pourcellesà quatre cylindres; dans ces formules, dat L sont le diamètre et la course des cylindres haute pression, d'et U le diamètre et la course des cylindres basse pression, H la pression absolue à la chaudière, et
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- - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR
  - 369
  - la pression absolue au réservoir intermédiaire. Dans le cas de marche à échappement direct au petit cylindre, H — H' devient égal à H — 1.
  - #
  - 116. Adhérence. —L’adhérence est constituée par la partie du poids de la machine qui repose sur les roues accouplées. Grâce à cette charge, 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, c’est-à-dire par l’effet du frottement. Pour que les roues de la machine ne tournent pas sur place, il faut évidemment que l’effort de traction soit au plus égal à l’adhérence.
  - Celle-ci est variable avec l’état des rails et le degré de dureté des bandages et des rails, et on admet aussi qu’elle diminue un peu quand la vitesse de rotation des roues augmente. Avec un rail sec, elle peut s’élever jusqu’au quart du poids adhérent ; elle diminue un peu par temps de pluie, quand le rail est bien lavé, et elle s’abaisse au minimum, soit au quinzième environ du poids adhérent, par temps de brouillard ou quand les feuilles tombent des arbres en abondance sur la voie.
  - Dans l’établissement des machines, on compte sur un coefficient d’environ 1/6; la charge à faire porter par les roues couplées est alors donnée par la formule :
  - P
  - 6
  - = 0,6op
  - m
  - D
  - de laquelle on tire :
  - P = 0,65 X 6 X p
  - ÉlL
  - D
  - = 3,90p
  - m
  - d *
  - Dans la machine considérée à propos du calcul de la valeur
  - d2l
  - de E, on a trouvé pour le terme p -jj- une valeur de 5.607 kg ;
  - 24
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- - 370
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - en multipliant ce nombre par 3,90, on obtient le poids adhérent, soit 21.867 kg, qui ne peut être obtenu, en France, que par l’accouplement de deux essieux.
  - Le poids adhérent des locomotives à deux essieux couplés récentes ne descend pas au-dessous de 30.000 kg, et il atteint jusqu’à36.000 kg; celui des machines à trois essieux couplés à grande vitesse des Chemins de fer de l’Est et de Lyon s’élève respectivement à 50.550 et 51.900 kg. Les machines à quatre essieux couplés à adhérence totale des Chemins de fer de l’Etat ont un poids adhérent de 5-4 t, les machines consolidation du Midi et de l’Orléans 64,6 t et 65,7 t, les locomotives à deux bogies moteurs du Nord entre 721 et 90 t, enfin des machines Mallet articulées ont un poids adhérent total de 186 t.
  - 117. Travail des locomotives. — Pour avoir le travail développé par une machine à un instant donné, il faut tenir compte de l’elfort développé sur les pistons et de la vitesse de marche, le travail étant égal au produit de l’effort par le chemin parcouru.
  - Soit encore une machine 2000 des Chemins de fer de l’Etat marchant à la vitesse de 50 km à l’heure avec une admission de trois dixièmes et une pression de 9kg à l’introduction dans les cylindres ; la pression moyenne effective sera de 5,42 kg, et le travail par coup de piston s’élèvera à :
  - * * 44~ 0,65 X 5,42 = 2.183 kgm,
  - et par tour de roues à :
  - 2.183 X 4 = 8.732 kgm.
  - A la vitesse de 50 km à l’heure, le chemin parcouru en une seconde est de
  - 50.000 m: 3,600 = 13,88 m.
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- - TRAVAIL ÉT UTILISATION DE LA VAPEUR
  - 371
  - Le diamètre des roues motrices étant de 2,02 m, leur développement par tour est égal à :
  - 3,14 X 2,02 = 6,34m,
  - et par conséquent le nombre de tours effectués par les roues motrices en une seconde est de :
  - 13,88 : 6,34 = 2,18.
  - Le travail de la machine en une seconde atteint donc:
  - soit
  - 8.732 X 2,18 = 19.036 kgm,
  - 19.036 : 75 = 254 chx.
  - Le travail augmente proportionnellement à la vitesse; iorsque cette dernière diminue, le travail à produire diminue également, et, jusqu’à ce que la nouvelle vitesse soit atteinte, la machine et les voitures restituent un certain travail.
  - Si le train marche à une vitesse constante, l'effort développé par la machine, en profil uniforme, est aussi constant et égal à la résistance opposée à la marche parla machine et les voitures à cette vitesse. Si l’on connaît cette résistance, on peut en déduire le travail fourni par la locomotive.
  - ' 118. Résistance à 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 résistance 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
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- - 372
  - LE MECANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 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 1,60 kg 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 effectés au Chemin de l’Est, et où cette température a été poussée jusqu’à 63°, on a aussi 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 la mélange parfois avec des huiles de qualité inférieure pour en diminuer le prix, et on fait usage aussi pour la même raison d’huiles minérales.
  - 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 0/0 par tonne. A la suite de ces essais, l’huile de colza — mélangée de 10 0/0 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 (depuis un certain temps on a substitué du mazout à l’huile de schiste).
  - Les tampons graisseurs, suivant qu’ils montent plus ou moins bien l’huile jusqu’à la fusée, influent aussi sur la résistance au roulement. De ce côté, les tampons en laine sont préférables aux tampons en coton, car ils donnent surces der-
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- - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR 373
  - niers une augmentation de débit qui va de 50à 1000/0. 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 200/0 aux coussinets en bronze. Cette diminution de résistance devient plus faible lorsque la vitesse augmente, mais elle est encore de 50/0, au minimum, à l’allure de 60 km, pour les voitures chargées pour la grande vitesse. Les roulements à billes, employés sur les voitures automobiles sur routes, ont été aussi essayés sur un train complet du réseau « London-Brighton », à partir de février 1904 ; l’économie de combustible qui est résultée de la diminution de frottement obtenue a été évaluée à 15 0/0, et le graissage a été également réduit.
  - La résistance due à l’air augmente avec la vitesse, et plus rapidement que cette vitesse. Pour une machine à quatre roues couplées, abandonnée à elle-même sur une longue pente à partir du repos et jusqu’à ce que la vitesse ait atteint 80 km, M. Desdouits a trouvé que la résistance augmentait depuis 3 kg par tonne — valeur initiale, représentant la résistance au roulement — jusqu’à 12 kg.
  - Dans la marche d’un train rapide, la locomotive, développant sa puissance normale, absorbe à elle seule près de la moitié de celte puissance, et dans ce chiffre 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. —La résistance des locomotives compound B.2 de la Compagnie de l’Ouest augmente de 10 à 16 kg par tonne quand la vitesse passe de 40 à 90 km.
  - Lorsqu’un train est composé de voitures de même type, tel un train de voyageurs, la résistance due à l’air est bien moins
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- - 374 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 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 quepour les mêmes wagops 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 3,5 kg.
  - 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 1.000 m, cette résistance est généralement inférieure à 0,300 kg par tonne; elle peut atteindre 1 kg dans une courbe de 500 m, et 3 kg dans une courbe de 300 m. Elle est plus faible pour le matériel à bogies que pour le matériel ordinaire ; cependant, aux grandes vitesses ce dernier reprend l’avantage, quand on donne un jeu suffisant aux boites à huile dans leurs plaques de garde.
  - 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 :
  - Trains de marchandises.... 3,5 kg par tonne, environ
  - — mixtes......... 5 —
  - — express........ 7 —
  - Pour le matériel à bogies, la résistance par tonne aux trains express n’est que de 4 à 5 kg pour les vitesses de 70 à 80 km. Celle des voitures à deux essieux à grand empattement et à grand jeu longitudinal des boîtes dans les plaques de garde est encore un peu plus faible que celle des voilures à bogies aux très grandes vitesses : 5,4 kg au lieu de 5,6 kg par t à
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  - 375
  - 90 km ; la formule très simple R = 0,06V, dans laquelle V exprime la vitesse du train en kilomètres par heure, a été établie au Chemin de fer d’Orléans à la suite des essais effectués sur les compound des séries 3000 et 4000 ; elle donne pour R, aux vitesses respectives de 100 et 110 km, les valeurs •de 6 kg et 6,6 kg. En ajoutant à ces quantités celles qui sont relatives aux courbes et aux rampes, on obtient la résistance totale du train.
  - 119. Résistance des machines* — La résistance au 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 meme poids, surtout avec les machines à petites roues et à grand empattement; la résistance totale à la marche se compose, comme pour les wagons, de la résistance au roulement et de la 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’Etat que pour les machines à tiroirs plans, par suite du frottement plus faible des tiroirs. Ouant 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 etmémeoccasionnerla rupture de ces bielles lorsque leur longueur n’est pas exactement égale à l’écartement des essieux de centre en centre.
  - 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 les mécaniciens ne doivent s’attacher, pour
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- - 376
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 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. L’état d’entretien de la voie a également une grande influence sur la résistance au roulement: l’emploi de longs rails rigides et de traverses moins flexibles peut réduire cette résistance de 30 0/0.
  - 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 12,5 kg pour les machines à bogie de la Compagnie de l’Ouest marchant à la vitesse de 62 km, et qu’elle atteint 15 kg en moyenne dans les ma-chines-tenders 3.P de la Compagnie 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 t remorqué par une machine à huit roues couplées et à tiroirs plans, du poids total de 70 t, tender compris, sur une partie de voie en rampe de 15 mm et en courbe de 500 m.
  - La résistance par tonne du train sera de :
  - palier courbe rampe
  - 3,o kg + 1 kg -f 15 kg = 19,5 kg, et la résistance totale de :
  - 19,5 X 300 =r 5.850 kg.
  - La résistance de la machine par tonne sera de :
  - palier courbe rampe
  - 12 kg-f- 2kg (à cause du nombre d’essieux accouplés) + 15kg = 29kg,
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- - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR 377
  - et pour le poids total de la locomotive :
  - 29 X 70 = 2.030 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 km à l’heure, soit de 6,95 m par seconde, le travail développé en kgm à la jante des roues atteindra :
  - ou
  - 7.880 X 6,95 = 54.766 kgm
  - 54.7C6
  - 75
  - = 730 chx.
  - Soit encore un train de voyageurs du poids de 1501, remorqué par une machine de vi tesse à quatre roues accouplées du poids total de 50 t, sur une partie de voie en rampe de 5 mm et en courbe de 1.000 m, à la vitesse de 60 km à l’heure.
  - La résistance par tonne du train sera de :
  - palier courbe rampe
  - 5 kg + 0,3 kg + 5 kg = 10,3 kg,
  - et la résistance totale de :
  - 10,3 X ISO = 1.545 kg.
  - La résistance par tonne de la machine et du tender sera de :
  - palier courbe rampe
  - 12 kg + 0,3 + S kg = 17,3 kg, et pour le poids total de :
  - 17,3 X 50 = 865 kg.
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- - 378 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - La résistance totale opposée par le train à la vitesse de 60 km sera donc de :
  - 1.545 + 865 = 2.410 kg.
  - A cette allure, le chemin parcouru en une seconde est de 16,66 m ; le travail développé par la machine pour maintenir cette vitesse const ante devra s’élever par suite à :
  - 2.410 X 16,66 — 40.165 kgm, soit 40.165 : 75 = 535 chx.
  - A régulateur fermé, la résistance des machines à simple expansion est inférieure de 10 0/0 environ à la résistance en marche sous vapeur.
  - Diverses formules sont aussi utilisées pour calculer la résistance des trains et des machines ; celles de M. Nadal sont, aux trains express, en palier et en alignement droit :
  - Pour les voitures ordinaires à voyageurs :
  - 1,5
  - H- 0,25V
  - V 4- 80 1.000 ’
  - V étant la vitesse en kilomètres par heure ;
  - et pour les locomotives compound à quatre cylindres et à
  - bogie :
  - 4 H- V
  - V 4- 30 1.000 '
  - Pour la vitesse de 100 km, la première formule donne 8,5 kg et la seconde 17 kg.
  - Dans des expériences effectuées au Chemin de fer du Nord sur des trains de voyageurs remorqués par la machine compound à deux essieux couplés n° 2158, la résistance des voitures à voyageurs ordinaires a été trouvée {fig. 181) de 4,63 kg à 60 km, 6,38 kg à 80 km et 8,50 et 10,98 kg à 100 et 120 km. Pour les mômes vitesses, la résistance de la machine et du
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- - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR
  - 379
  - \
  - tender s’est élevée à 8,65 kg, 11,70 kg, 15,50 kg et 20 kg. Dans ces chiffres, la résistance de l’air entrait pour 4,7 kg à la vitesse de 80 km, 7 kg à 100 km et plus de 11 kg à 120 km.
  - La formule du Chemin de fer du Nord, pour les trains de houille circulant sur les lignes principales, est 1,45 + 0,008V2, qui donne seulement une résistance de 2,17 kg par tpour une vitesse de 30 km ; celle des machines à huit roues couplées remorquant ces trains est de 12 kg.
  - Ces formules se déduisent d’essais effectués au wagon-
  - k:lŒnétrt6 i 1 heure
  - F g. 181. - Résistance des trains et des machines à la marche
  - * suivant la vitesse.
  - dynamomètre ; on relève en outre des diagrammes d’indicateur sur tous les cylindres de la machine à la fois, à un moment où le train marche à une vitesse uniforme sur une partie de voie en palier et en alignement droit, cette vitesse étant soigneusement notée, ainsi que l’effort au crochet du tender; en retranchant de la puissance correspondant à ces divers relevés et aux constantes de la machine le travail absorbé par le train, on obtient le travail absorbé parla locomotive elle-même, dont la résistance totale est égale à ce tra-
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- - 380
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - vail, exprimé en kilogrammètres, divisé par la vitesse en mètres par seconde; ce quotient, divisé à son tour par le poids de la locomotive, donne la résistance par tonne. Celle du train s’obtient plus simplement en divisant l’effort de traction au crochet du tender par le poids remorqué.
  - 120. Puissance des locomotives. — Cette puissance, pour les locomotives compound récentes à haute pression, à foyer étroit et brûlant de bon combustible, est évaluée de 500 à 600 chx par mètre carré de grille, suivant que l’alimentation est continue ou se trouve momentanément arrêtée ; cela donne pour les locomotives Atlantic du Chemin de fer du Nord, qui ont une surface de grille de 2,74 m2, de 1.370 à 1.644 chx indiqués.
  - Au Chemin de fer d’Orléans, la formule qui sert à calculer la puissance des locomotives est :
  - F = K \/G X Cr X p,
  - où G est la surface de grille, Cr la surface de chauffe du foyer plus le tiers de celle des tubes, p le timbre, et K un coefficient dépendant du type de machine. Ce coefficient est égal à 20 pour les compound à deux essieux couplés et à bogie nos 1 à 25 de ce réseau, dont la puissance est ainsi de 1.018 chx indiqués. Pour les machines Atlantic 3008, ee coefficient Iv paraît devoir être pris égal à 24, la puissance ressortant ainsi à 1.800 chx (1.890 chx ont été obtenus dans les essais sur un parcours de 13 km).
  - Avec des foyers moins profonds et de plus grande surface de grille, la puissance paraît être comprise entre 350 et 500 chx par m2 ; celle des locomotives Pacific de 4 m2 de surface de grille que font construire les Chemins de fer d’Orléans, du Midi et de l’État, varierait ainsi entre 1.400 et 2.000 chx. Dans des essais faits au laboratoire installé par le « Pensylvania Rr » à l’Exposition de Saint-Louis, en 1904, sur des locomotives américaines
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- - TRAVAIL KT UTILISATION DE LA VAPEUR
  - 381
  - à très grande surface de grille, la puissance indiquée par mètre carré a varié de 224 chx à 330 chx pour les machines à marchandises et de 360 à 370 pour les machines à voyageurs.
  - La puissance aux jantes, qui peut être influencée par la nature du lubrifiant employé et par le degré de perfection de montage et d’entretien, puis par le nombre des cylindres, des mécanismes et des essieux couplés, est en moyenne les 0,85 de celle développée sur les pistons; elle s’est élevée aux 0,88 de cette dernière, la marche étant poussée à son extrême limite, dans les Atlantic du Chemin de fer d’Orléans.
  - D’autre part, le but qu’on se propose dans les chemins de fer, c’est la remorque des trains de composition et de poids donnés à des vitesses appropriées aux besoins du trafic; suivant le profil et d’autres circonstances, ce travail de remorque exige de la locomotive la production au crochet d’un certain effort dont la proportion, par rapport à l’effort total de traction, constitue Yeffet utile de la locomotive : moins l’effort se rapportant à la locomotive propre sera grand, plus l’effet utile que l’on a en vue sera élevé.
  - L’effort et le travail absorbés par la locomotive dépendant surtout de son poids, on voit que c’est ce dernier qu’il faut s’attacher à réduire par une étude judicieuse et serrée des parties essentielles et aussi des détails, une construction soignée, un graissage efficace, l’emploi de matériaux de choix permettant de réduire la section et le poids des pièces par des dispositions augmentant la production économique et la production totale de vapeur de la chaudière (dans la mesure où elles peuvent se concilier) et diminuant la consommation de la machine ; enfin en réduisant les résistances intérieures ut extérieures sans rien sacrifier de la solidité ni des facilités d’entretien.
  - Un certain poids est indispensable toutefois pour obtenir l’adhérence nécessaire à la remorque du train considéré, mais ce poids sera aussi d’autant moindre que la machine sera elle-même moins lourde. C’est ainsi le poids par cheval
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- - 382 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - utile qui est la véritable mesure de la valeur d’une locomotive. M. du Bousquet a établi qu’une locomotive pesant 100 t par force de cheval devrait, pour remorquer un train de 100 t sur une rampe de 5 mm, peser 400 t et développer une puissance de 4.000 chx, tandis que des machines pesant respectivement 50 et 35 kg par cheval devraient seulement développer 1.333 et 1.112 chx, leur poids étant de 66,6 et 39 t.
  - En comptant sur une production de vapeur de 5.000 kg par mètre carré de grille, M. Nadal évalue la puissance correspondante des locomotives à simple expansion et à distribution ordinaire timbrée à 12 kg à 445 chx, et celle des compound à 4 cylindres à 540 chx.
  - Pouruneconsommation de 10.000 kgde vapeur par heure, ces locomotives pourraient remorquer sur rampe de 10 mm, à la vitesse de 75 km, des charges respectives de 100 et 156 t ; sur rampe de 5mm à 75 km également, 160 et 250 t,et en palier à la vitesse de 100 km, 120 et 184 t.
  - La double traction, qui répugne aux mécaniciens, est peu employée en France en dehors de circonstances spéciales de service ; elle est au contraire très largement pratiquée aux États-Unis, principalement aux trains de marchandises, où, pour ne pas déformer les trains, dont le poids atteint parfois 2.500 à 3.0001, on attelle deux machines Consolidation en tôle avec deux ou trois autres en queue sur les rampes del0àl2mm.
  - 121. Consommations de vapeur et de charbon. — La consommation de vapeur varie, pour une môme machine, suivant le degré d’admission et la vitesse ; elle diminue quand la pression augmente, et aussi avec l’emploi de distributions perfectionnées et du système compound. D’après M. Nadal, les consommations par cheval indiqué et par heure de locomotives : à tiroirs plans ordinaires, à tiroirs cylindriques, et à quatre tiroirs systèmes Bonnefond ou Durant et Lencauchez, timbrées toutes à 12 kg, seraient respectivement de 11,31 kg, 10,12 kg et 9,62 kg. Ce dernier nombre se rapporterait éga-
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- - TRAVAIL ET UTILISATION DE LA VAPEUR
  - 383
  - lement à la consommation des compound à quatre cylindres marchant à la pression de 12 kg ; pour la pression de 15 kg, la consommation de ces dernières machines s’abaisserait un peu au-dessous de 9 kg, et elle descendrait à 8,5 kg dans les compound à deux cylindres.
  - Pour un travail de 1.000 chx dans de bonnes conditions de fonctionnement, la dépense d’eau totale par heure de locomotive compound à quatrecylindres scraitainsi de 9.000kg environ ; avec une vaporisation correspondante de 8 kg par kilogramme de charbon, la dépense de charbon s’élèverait à 1.125 kg, et les consommations respectives par kilomètre, pour une vitesse moyenne de marche de 80 km par heure, à 112,5 1 d’eau et 14 kg de charbon.
  - La consommation moyenne de charbon des locomotives américaines à voyageurs est de 20 kg par kilomètre, avec un maximum de 25 kg, pour une charge de 350 à 5001; celle des machines à marchandises est de 30 kg en moyenne, avec un maximum de 45 kg pour des charges de 1.600 à 2.0001 remorquées en palier à la vitesse de 30 km. Exceptionnellement, la machine Mallet du Baltimore and Ohio consomme jusqu'à 150 kg de charbon par kilomètre dans un service de renfort.
  - Comme comparaison, les locomotives compound à deux trucks moteurs du Chemin de fer du Nord français consomment 23 kg environ par kilomètre, en remorquant un train de 900 t à une vitesse moyenne de 20 km sur un profil comprenant des rampes de 10 et 12 mm.
  - Dans les essais faits au laboratoire du « Pensylvania Rr » à l’Exposition de Saint-Louis, en 1904, la consommation de charbon par cheval au crochet de traction de compound à marchandises tournant à faible vitesse avarié de0,906 kg à 1,680 kg ; à grande vitesse, pour une compound à deux cylindres d’un fonctionnement très économique, cette consommation a été de 1,476 à 1,635 kg. — Pour les machines à voyageurs, la consommation a été trouvée de 1kg à 2,26 kg selon les allures, cette consommation croissant très rapidement avec la vitesse,
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- - 384
  - - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - qui a pour effet, par le laminage, de diminuer la pression à l’admission et d’augmenter la contre-pression à l’échappement. Le fait, dit le rapporteur des essais, que la locomotive est capable de développer le cheval au crochet du tender avec une dépense de 1 kg de charbon, montre qu’elle est un moteur à très haut rendement.
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- - CHAPITRE VI
  - VÉHICULE OU CHASSIS
  - On distingue dans le véhicule le châssis, la suspension et les roues.
  - 122. Châssis. — Il est habituellement formé de deux longerons parallèles, solidement entretoisés en divers points de leur longueur, de manière à former un cadre rectangulaire très rigide pouvant supporter sans se déformer le poids de la chaudière et des organes suspendus du mécanisme, les efforts sur les pistons transmis par les bielles, enfin les chocs dus aux inégalités de la voie et aux courbes.
  - A l’avant, les longerons sont maintenus à leur écartement par la traverse d’attelage et par les cylindres, quand ceux-ci sont intérieurs; quand les cylindres sont extérieurs, ils sont réunis par un cadre solidement constitué servant d’entretoisement aux longerons et en môme temps d’appendice pour recevoir et fixer la chaudière.
  - Entre les cylindres et le foyer, les longerons sont assemblés dans leur partie supérieure par les supports de la chaudière, au nombre de deux ou trois, et quelquefois aussi, suivant le genre de machine, par différentes tôles ou par des entretoises en acier moulé supportant les pièces du mécanisme; dans leur partie inférieure, ils sont maintenus à l’écar-
  - 25
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- - 386
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - tement par des barres â section rectangulaire qui se fixent le-plus souvent aux entretoises des plaques de garde des boîtes à graisse.
  - A barrière enfin, les longerons sont fortement entretoisés par le caisson et la traverse d'attelage, dont la construction est particulièrement solide.
  - Quelques locomotives anciennes 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 (fig. 187) ; ce troisième longeron, le plus souvent formé de deux tôles minces entretoisées, est destiné à recevoir la plus grande partie de l’action alternative des bielles motrices, quand les cylindres sontintérieurs. Cette construction augmente beaucoup la solidité du châssis dans les machines où les grands longerons sont extérieurs aux roues, ce qui donne à la chaudière une plus grande base d’appui, diminue les risques de déraillement en cas de rupture d’essieu, et permet de donner une plus grande largeur à la boîte1 à feu.
  - Cette disposition des longerons placés extérieurement aux roues se rencontre dans un certain nombre de machines anciennes de la Compagnie de l’Ouest; elle a été très usitée en Allemagne et en Autriche ; on ne l’emploie plus aujourd’hui.
  - En France, les longerons sont habituellement intérieurs aux roues : cette disposition est plus simple, et elle offre l’avantage de présenter à la chaudière des points d’appui directs. Dans les locomotives à marchandises 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 a employé quelquefois aussi des châssis doubles, formés par la réunion de deux longerons extérieurs et de deux longerons intérieurs. Tels sont les châssis des machines Crampton, des locomotives Outrance à quatre roues couplées
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- - VÉHICULE OU CHASSIS
  - 387
  - et à bogie de la Compagnie du Nord, et des machines mixtes à grande vitesse type 1876 des Chemins de fer de l’Est. Cette disposition est plus solide, mais aussi beaucoup plus lourde que les précédentes, et elle tend à disparaître, comme celle des longerons extérieurs.
  - Les longerons des locomotives un peu anciennes sont en tôle de fer et ont une épaisseur de 25 à 30 mm, suivant qu’ils sont intérieurs ou extérieurs ; ceux des machines construites depuis une vingtaine d’années sont en acier fondu doux ou extra-doux soudable et ont de 24 à 30 et jusqu’à 35 mm d’épaisseur, selon la puissance des machines, la disposition et le nombre des cylindres, etc.
  - La chaudière se dilatant ou se contractant à tout instant sous l’action des variations de température auxquelles elle se trouve soumise, ne peùt être fixée d’une faç-on invariable ati châssis que par l’un seulement de ses points ; cette liaison s’effectue généralement par sa boîte à fumée, qui est boulonnée d’une façon très solide au massif des cylindres lorsque ceux-ci sont intérieurs, ou à l’appendice de boîte à fumée quand les cylindres sont extérieurs ; la chaudière glisse sur ses autres supports par l’intermédiaire de cales dont elle est munie, ainsi que les supports.
  - 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 longitudinalement et transversalement ; dans les machines-tenders 51 à 65 du Chemin de fer du Nord, les glissières de support du foyer sont garnies de métal blanc et munies d’un graisseur à mèche pour assurer une complète liberté de dilatation.à la chaudière. Dans d’autres machines-tenders de la même Compagnie (celles à deux bogies et à deux essieux couplés), la boîte à feu passe au-dessus des longerons et elle repose directement sur ces derniers par son cadre ; elle est alors maintenue transversalement sur sa face arrière par un guide en acier.
  - Dans les machines à grande vitesse 621 à 635 des Chemins
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- - 388
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - de fer de l’Ouest, la boîte à feu s’appuie sur le châssis par deux grosses consoles renversées ; sur la face arrière, une pièce en forme de talon, s’engageant dans un guide en forme d’U porté par le caisson arrière, empêche tout déplacement latéral.
  - Il est important que le jeu des longerons dans les supports de la boîte à feu soit bien réglé; le manque de jeu gênerait en effet la dilatation, provoquerait la destruction rapide des tôles et risquerait de faire fausser les longerons ou de produire la rupture des attaches de la chaudière; trop de jeu fatiguerait, d’autre part, l’attache de l’appendice et pourrait faire rompre les collets des tuyaux des appareils d’alimentation, fixée à la fois au châssis et à la chaudière. Ce jeu doit être au moins de I/o à 1/4 de millimètre, aussi bien dans le sens vertical que dans le sens transversal ; il ne doit pas excéder 1/2 à 3/4 de millimètre.
  - Les longerons sont largement découpés à l’endroit des boîtes à huile et munis de glissières pour le guidage de ces boîtes. Ces découpures affaiblissent les longerons ; on y remédie en consolidant ceux-ci au moyen d’une tôle d’acier rivée, ou mieux avec des pièces en acier moulé en forme de fer à cheval, qui portent en même temps les glissières des boîtes ; les parties inférieures des longerons à l’endroit des découpures sont réunies pour la même raison par des entretoises boulonnées et bien ajustées, appelées sous-gardes.
  - A l’avant, le châssis porte les chasse-pierres, dont la hauteur doit être réglée suivant l’épaisseur des bandages et la flèche des ressorts.
  - Au lieu de tôles planes de grande hauteur, les longerons des locomotives américaines sont constitués par des barres de fer soudées de section rectangulaire, qui sont doubles dans la partie en arrière du premier essieu couplé, et simples dans la partie avant (fig. 182j. Ces barres sont entretoisées par le bloc constituant les cylindres et les boîtes à vapeur, et dont la partie supérieure est en forme de selle pour recevoir
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- - VÉHICULE OU CHASSIS
  - 389
  - la chaudière, puis par un caissonnement très solide également, et supportant les organes du mouvement de relevage, qui est généralement intérieur, enfin par le caisson d’attelage arrière.
  - Ce système de châssis est léger et il rend très accessibles les organes intérieurs. Il peut être fabriqué en acier moulé et recevoir ainsi, aux points qui fatiguent le plus, des sections
  - Fig. 182. — Longerons à liarres des locomotives américaines.
  - suffisantes pour éviter les ruptures qui se produisent fréquemment aux longerons soudés. La forme de ces longerons en acier moulé tend à se rapprocher de celle des longerons en tôle employés en Europe.
  - Le Chemin de fer de l’État prussien a employé pour ses locomotives Atlantic des longerons formés de barres forgées à l’avant, en face du mécanisme intérieur, et de tôles planes de grande hauteur à l’arrière ; celte disposition, appliquée à plus de 100 locomotives de 1901 à 1905, paraît donner de bons résultats. Des longerons entièrement en barres sont employés sur des locomotives anglaises récentes, et il est à prévoir qu’un jour prochain on en fera aussi l’essai en France.
  - 123. 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 amortis au châssis. Ils sont généralement établis en lames d’acier fondu dur, étagées, de longueur régulièrement
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- - 390
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - décroissante avec extrémités de forme parabolique, trapézoïdale ou droite ; la lame supérieure est la maîtresse lame :
  - Fig. 183. — Suspension directe ou en dessus.
  - elle est parfois doublée par une seconde feuille de même longueur. Cette forme donne aux ressorts une plus grande flexi-
  - Fig. 184. — Suspension en dessous ou renversée.
  - bilité, tout en offrant en tous les points une même résistance à la rupture. Les lames doivent être bien serrées dans la bride pour empêcher tout glissement ; dans le même but, on raine
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- - VÉHICULE OU CHASSIS
  - 391
  - aussi les feuilles, ou on munit leurs extrémités d’étoquiaux.
  - Les ressorts se placent le plus souvent au-dessus des •essieux [fig. 183) ; les tiges de suspension sont alors soumises à un effort de traction, et la tige de pression qui transmet les chocs de la boîte ou de la roue au ressort travaille à la compression ; cette suspension est dite directe. Si la place manque au-dessus de l’essieu, on a recours à la suspension
  - Fig. 185. — Tiges de suspension à crochets.
  - renversée, dans laquelle le ressort est placé au-dessous de la boîte {fig. 184) ; les tiges de suspension travaillent alors à la compression (elles paraissent se rompre plus que celles qui travaillent à la traction), et la tige de pression sur la boîte travaille à la traction. La bride du ressort est reliée ici à la partie inférieure de la boîte par une pièce se terminant par un œil et emmanchée à queue d’aronde dans les deux côtés de cette boîte.
  - Les tiges de suspension peuvent être à crochet embrassanl le bourrelet de la maîtresse feuille {fig. 185) ou articulées au châssis [fig. 184) ; le trou pratiqué dans ce dernier cas pour le passage de ces tiges affaiblit les maîtresses lames. La bride est parfois percée du côté extérieur d’une rainure centrale qui serf à déceler les ruptures des feuilles quand elles se produisent dans cette partie, ce qui est le cas le plus fréquent.
  - Les ressorts sont généralement établis en France avec une
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- - 392 le mécanicien de chemin de fer
  - flèche assez importante, qui diminue sous l’elTet de la charge ; en Belgique, il y a peu de temps encore, tous les ressorts étaient fabriqués droits, et ils prenaient une courbure concave
  - à la mise en place ; les ressorts des locomotives belges récentes sont la plupart à bande initiale modérée.
  - Dans certains cas, on emploie pour charger les deux roues d’un môme essieu un seul ressort {fig. 18G), ou un balancier réunissant les extrémités avant ou arrière des deux ressorts {fig. 187), qu’on place transversalement au-dessus de cet essieu et qui répartit la pression également sur les deux fusées. Parfois aussi ce sont les deux roues voisines {fig. 199) qui sont chargées par
  - .. _HoclS. dp. lkilicîV3ÀlÇa~
  - Fig. 186. — Ressort transversal chargeant les fusées par l'intermédiaire d’un balancier.
  - Fig. 187.— Balancier transversal réunissant les extrémités arrière de ressorts longitudinaux.
  - un même ressort longitudinal par l’intermédiaire de flasques. Quand les coussinets des boîtes à huile s’usent inégalement,
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- - VÉHICULE OU CHASSIS
  - 393
  - que les ressorts perdent de leur élasticité ou que leur réglage a été mal fait, la répartition des charges sur les roues se trouve modifiée, et le surcroît de poids qui en résulte pour certains coussinets peut produire le chauffage de ces pièces et fatiguer en môme temps la voie. Ce changement de pression sur les coussinets eL les roues se produit aussi quand, par suite d’inégalités de la voie ou de changement brusque de profil, une roue s’élève ou s’abaisse au-dessus ou au-dessous du niveau des autres roues. On peut corriger les différences de charge qui tendent à se manifester ainsi, et qui peuvent devenir dangereuses pour la voie quand les essieux portent déjà un poids élevé voisin de la charge limite, en conjuguant les extrémités voisines des ressorts de deux essieux se suivant à l’aide de balanciers longitudinaux (fig. 16) qui oscillent autour d’un axe ou d’un couteau fixé au châssis; la charge sur chacun des ressorts reste alors constante, et ils tendent par suite à conserver la meme tension. Le poids delà machine qui charge les essieux ainsi réunis peut être considéré comme reposant sur l’axe du balancier qui conjugue les ressorts : ce résultat ne peut être évidemment obtenu que si l’articulation milieu du balancier est maintenue propre et bien graissée, pour permettre à ce balancier de jouer sans difficulté. Si les bras du balancier sont égaux, les deux essieux se trouvent également chargés ; s’ils sont inégaux, la charge sur chaque essieu est inversement proportionnelle à la longueur des bras. Au lieu de balanciers, on emploie parfois des équerres dont les bras horizontaux reçoivent les tiges des ressorts à relier ; les deux bras verticaux sont réunis par une bielle. Cette disposition comporte un assez grand nombre d’articulations, et elle se trouve par suite moins sensible que la précédente, mais elle est parfois d’un emploi plus facile.
  - Les ressorLs de suspension des essieux couplés des machines B.3 du Chemin de fer Paris-Lyon-Méditerranée sont conjugués entre eux par des balanciers longitudinaux. En cas de rupture dans la suspension de ces balanciers, le châssis
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - tombe du côté où cette rupture s’est produite, en s’inclinant généralement d’autant plus que le jeu entre les boîtes de ces essieux et le châssis est plus grand. Or la chaudière de ces machines est très rapprochée du boudin des roues, de sorte que, si on laissait ce jeu s’accroître au fur et à mesure de l’usure des pièces, il serait à craindre, en cas de rupture dans la suspension arrière, que les grandes roues ne vinssent porter par leurs boudins, d’abord contre les couvre-roues, puis contre la partie voisine des chaudières.
  - Pour ces raisons et en vue de pouvoir limiter ce jeu, il existe des vis de réglage au-dessus des troisième et quatrième essieux, et une série de cales spéciales de hauteur variable peuvent se visser sur le dessus de boîte du cinquième essieu. L’oscillation des ressorts des essieux couplés de ces machines ne dépassant pas en service 20 mm, les vis doivent être réglées et les cales choisies de façon à ne laisser au-dessus des boîtes qu’un jeu de 25 mm environ.
  - Les ressorts, par leur flexibilité, permettent aux roues de garder le contact avec les rails, malgré les mouvements verticaux du châssis et les inégalités de la voie; ils accentuent, d’autre part, les mouvements de galop et de roulis de la machine, et ils peuvent nuire à la régularité de la distribution. Aussi cette flexibilité ne doit-elle pas être exagérée. Celle des essieux extrêmes, et notamment des essieux avant, est plus grande que celle des ressorts intermédiaires, dont les roues sont guidées par les roues extrêmes et risquent moins ainsi de dérailler. Les déraillements sont surtout à craindre pour l’essieu avant, dont les roues sont alternativement déchargées par l’effet que l’obliquité de la bielle produit sur les glissières des têtes de pistons; si cette décharge correspond à un affaissement important du rail ou à un fort mouvement de lacet, le boudin de la roue peut arriver à monter sur le rail : pour que, malgré ces circonstances, les roues restent toujours suffisamment chargées de manière à les empêcher de se soulever, il est nécessaire que la
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  - 39S
  - flexibilité des ressorts correspondants soit assez élevée (*). Les balanciers longitudinaux ou transversaux sont utiles dans ce cas; avec leur emploi, la répartition de la charge reste indépendante de la flexibilité des ressorts et des inégalités de la voie. Cette flexibilité est limitée, d’autre part, par les déplacements relatifs qu’elle produit entre les organes en corrélation montés sur le châssis : cylindres, glissières, boîtes à vapeur, coulisses de distribution; et ceux qui sont rattachés totalement ou en partie aux essieux : excentriques et leurs bielles, et bielles motrices ; cette flexibilité est environ de 5 mm par tonne pour les ressorts de locomotives.
  - Les ressorLs servent enfin à régler pratiquement la charge sur les essieux, qui est déterminée par le calcul lors de l’établissement de la machine, et qui doit être conservée aussi exactement que possible en service ; à cet effet, il convient de faire passer de temps en temps la machine sur la bascule, notamment après un changement de roues ou de ressort.
  - 124. Roues. — Les roues des locomotives, il y a peu d’années encore, avaient toutes leurs parties forgées séparément, puis matricées et soudées ; elles n’étaient qu’exceptionnelle-ment en acier moulé : c’est l’inverse aujourd’hui. Le premier procédé avait été imaginé par Déflassieux et Arbel en 1854, et il est encore appliqué aujourd’hui dans les ateliers de ces constructeurs. — Les rais ont une section elliptique, et leur nombre est sensiblement égal au nombre de décimètres contenus dans le diamètre de la roue à la jante.
  - On applique des contrepoids à la jante des roues motrices et accouplées pour équilibrer l’action des pièces tournantes, boutons de manivelles, têtes de bielles motrices et d’accouplement, qui, en vertu de la force centrifuge, tendent à décharger les roues lorsqu’elles se trouvent en haut, à les appuyer
  - () Questionnaire sur la construction des locomotives, par M. Hehdner, ingénieur en chef adjoint du Matériel et de la Traction des Chemins de fer • du Midi.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - plus fortement sur les rails quand elles sont en bas, enfin à les presser alternativement contre les glissières des plaques de garde, suivant qu’elles se trouvent d’un côté ou de l’autre-de l’essieu. Ces contrepoids, qui étaient anciennement fixés aux roues par des boulons, viennent depuis longtemps de forge avec les centres; on leur donne la forme d’un secteur ou celle d'un croissant {fig. 188). M. Webb les a appliqués-vers le moyeu des roues pour réduire, disait-il, le martèlement de ces dernières sur les rails au passage des con-
  - Fig. 188. — Formes diverses des contrepoids.
  - trepoids. Cette disposition n’a pas été imitée. En plus des masses tournantes ci-dessus, les contrepoids équilibrent parfois une partie (entre 5 et 50 0/0, et quelquefois plus dans les machines à marchandises) des masses animées d’un mouvement alternatif : piston, crosse et pied de bielle motrice.
  - 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 équilibrent l’action de ces-bielles et qui, réciproquement, se trouvent équilibrés par ces dernières, cessent donc d’être équilibrés ; quand la partie de la roue qui les porte arrive en haut ou en bas, elle produit une décharge ou une surcharge du rail qui pourrait deve-
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  - nir dangereuse, si la machine marchait à une allure trop accélérée. — Dans les machines de vitesse de construction un peu ancienne, le contrepoids de chaque roue motrice pèse environ ISO kg et son centre de gravité est à peu près à 0,80 m du 'Centre de la roue. Si le diamètre des roues motrices est de 2 m au roulement et leur rayon de 1 m par conséquent, leur vitesse angulaire sera exactement le chemin parcouru par la machine en une seconde, et, par conséquent, de 10 m pour
  - une vitesse de 36 km à l’heure
  - 36 000 m\ 3.600" )
  - Si les bielles sont démontées, la force qui, en dehors du poids dont chaque roue est chargée à l’état statique ou de repos, pressera chaque roue motrice sur le rail lorsque le contrepoids arrivera en bas, sera égale à la masse de ce contrepoids, soit 150 : 10 = 15 kg, 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 = 1.200 kg.
  - Au contraire, lorsque le contrepoids sera exactement vertical en haut, la force centrifuge déchargera la roue du môme poids de 1.200 kg. Sj, au repos, la roue est chargée par l’intermédiaire de son ressort d’un poids de 8.000 kg, en marche cette charge passera alternativement à chaque tour de roue par un maximum de 8.000 -f- 1.200 = 9.200 kg. Cette charge ne sera généralement pas dangereuse ; mais, si la machine marchait à une vitesse double, soit à 72 km à l’heure, la vitesse angulaire serait de 20 m, et la surcharge sur le rail due à la force centrifuge atteindrait
  - 13 X202X 0,80 = 4.800 kg.
  - et, pourrait faire craindre des ruptures de rails. Aussi il importe qu’une machine ainsi démunie de ses bielles ne soit mise qu’à un train dont la vitesse ne pourra dépasser 30 ou 35 km.
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- - 398 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Les roues motrices et accouplées portent aussi des bossages reliant généralement deux rayons, pour recevoir les tourillons constituant les manivelles. Ces tourillons sont emmanchés à la presse hydraulique sous une pression de 20.000 à 30.000 kg; généralement les tourillons moteurs sont clavelés lorsqu'ils portent une contre-manivelle recevant les poulies des excentriques ou le bouton de commande de la bielle de tiroir.
  - 125. Bandages. — Les bandages sont des cercles en acier dur, obtenus par le laminage à chaud d’un disque en acier fondu, dont la partie centrale est enlevée au préalable au moyen d'un poinçon conique, de manière à lui donner la forme d’un anneau. On les tourne intérieurement à une cote inférieure de 3/4 de millimètre à 1 mm, et parfois 2 mm, au diamètre extérieur de la jante, puis on les chauffe à une
  - Fig. 189.
  - Attache de bandage à deux talons et à vis.
  - Fig. 190.
  - Attache à agrafes.
  - Fig. 191.
  - Attache à talon extérieur et à cercle intérieur.
  - température voisine du rouge naissant (52fî°), afin de pouvoir les placer sur les roues (cette opération porte le nom d’embattage) ; en se refroidissant, ils serrent fortement sur ces dernières. Pour les maintenir en place au cas où ils viendraient à s’allonger sous l’action du laminage produit par le roulement, sous l’effet de la charge, on les maintient par un
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  - talon extérieur un peu fort (fig. 189) complété parfois par un talon intérieur de hauteur moindre, ou bien par des agrafes latérales formées de cercles en plusieurs parles fixés par des rivets {fig. 190), ou encore par un rabattement de la face intérieure du bandage sur un cercle emmanché û froid dans une gorge pratiquée dans ce bandage {fig. 191). En plus des deux talons ci-dessus, le Chemin de Lyon emploie encore des vis de sûreté (/w/,189), auxquelles d’autres Compagnies reprochent d’alïaiblir le bandage et la jante, et de tendre à provoquer des ruptures en ces points.
  - Le boudin a une hauteur de 30 mm et une môme épaisseur à la base ; il se raccorde par un congé à la table de roulement. Cette dernière présente à partir de ce raccordement une conicité de 1/20, qui facilite le roulement dans les courbes et diminue le glissement que la différence de longueur développée des rails tend à produire. En alignement droit, cette conicité tend encore à maintenir les essieux normalement à la voie et à empêcher les boudins de venir frotter contre lesrails)
  - Les bandages se creusent par le roulement, en même temps que les boudins s’usent et diminuent d’épaisseur. Quand le creux est élevé, le roulement ne s’effectue plus aussi bien, et il convient de remettre les roues sur le tour; il en est de même lorsque l’épaisseur des boudins est réduite au point de faire craindre pour leur résistance. Les bandages ont une épaisseur de 50 à 70 mm, et même de 90 mm, à leur mise en place ; leur épaisseur minimum pour les roues des machines est habituellement de 30 mm ; ils fournissent dans ces conditions des parcours qui peuvent atteindre 300.000 km. L’écartement intérieur des bandages des locomotives des Chemins de fer du Midi est de 1,360 m, sans aucune tolérance en plus ni en moins.
  - Le métal des bandages ne doit être ni trop dur ni trop mou, car dans le premier cas les bandages tendraient à se rompre, surtout par les grands froids, et dans le second ils s’écraseraient ou s'useraient très rapidement, en se relâchant dès
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- - 400 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DK FER
  - que l’épaisseur se trouverait réduite à 45 mm environ. La résistance du métal des bandages à la traction est d’environ 72 kg par millimètre carré, et l’allongement de 15 0/0. Pour diminuer le frottement et l’usure des boudins, on les graisse parfois sur les sections de voies à courbes de petit rayon, au moyen d’un lécheur à huile, ou bien c’est le rebord intérieur des rails qu'on enduit d’huile lourde de rebut; dans la traversée des tunnels particulièrement humides, on peut munir les machines d’un dispositif amenant de l’eau prise à la chaudière devant les roues; on augmente en même temps ainsi l’adhérence, sans créer de résistance supplémentaire comme avec l’emploi de sable.
  - On supprime parfois le boudin des roues d’un essieu accouplé du milieu, dans les machines ayant plus de trois essieux; il est préférable d’amincir seulement ces boudins ; la facilité de roulement est la même, car on peut obtenir ainsi qu’ils ne frottent pas contre les bords des rails, et la sécurité est plus grande : aux Chemins de fer de l’Ouest, on a aminci de la sorte les boudins des roues accouplées des machines à deux essieux accouplés et à bogie. On donne parfois aussi aux bandages neufs ou rafraîchis un profil semblable à celui qui s’établit, après quelque temps de service, aux boudins des roues avant des machines.
  - 126. Essieux. — Les essieux des locomotives se font en fer forgé de première qualité, en fer aciéreux, en acier moulé, en acier fondu, en acier chromé ou en acier au nickel ; ils sont coudés quand les cylindres sont intérieurs. On emploie pour ces derniers deux modes de fabrication. Dans l’un, les coudes sont évidés à froid, la fabrication est simple et n’exige pas un grand outillage, mais elle donne beaucoup de déchet; dans le second, le lingot est étiré au pilon suivant une forme rectangulaire, puis on dégage les coudes des tourillons dans une matrice de forme appropriée ; l’essieu est ensuite dressé et paré à la forge.
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  - Fig. 192. — Essieu coudé à deux ilasques.
  - Les essieux coudés peuvent avoir différentes formes ; la disposition habituelle est celle représentée par la figure 192, les deux bras ayant une forme rectangulaire ou elliptique. Pour pouvoir diminuer l’épaisseur de ces bras et donner une plus grande longueur aux tourillons des manivelles, on donne parfois aux bras une forme circulaire présentant une plus grande surface.
  - L’essieu demi-coudé système Martin (fîg. 193), breveté par Baldwin aux États-Unis dès 1834, a été employé par la Compagnie de l’Ouest sur des machines à longerons extérieurs et cylindres intérieurs. Le résultat cherché par Baldwin était de rapprocher les manivelles des
  - roues, de manière à pouvoir abaisser le corps cylindrique et augmenter aussi son diamètre.
  - L’essieu coudé à corps oblique ou en Z, représenté par la figure 194, et qui a été employé par Webb dès 1878 et aux Chemins de fer du Midi en 1896, n’a également qu’un bras par manivelle; mais ici c’est la flasque intérieure qui est supprimée, et les deux tourillons sont réunis directement par une partie à section rectangulaire à angles légèrement arrondis. Ce type d’essieu fournit couramment aux Chemins de fer du Midi des parcours de 600.000 km avant que ne se déclare la première fissure.
  - 26
  - Fig. 193.— Essieu demi-coudé Martin.
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  - Ces trois types d’essieux coudés ont été employés par la Compagnie de l’Ouest; tous les trois ont donné sensiblement les mômes résultats, et on s’y est arrêté au type à coudes parallèles, qui est le moins cher. Cette Compagnie a mis, il y a peu de temps, en essai un autre type d’essieu coudé, à flasques de forme spéciale, préconisé par M. Frémont, qui a fait également adopter cette disposition par la Compagnie générale des Omnibus de Paris pour ses voitures à vapeur système Rowan à cylindres intérieurs. Certaines pièces de machines recevant, dit M. Frémont (*), des chocs qui ne peuvent être amortis par des ressorts interposés, il faut les rendre suffisamment élastiques pour que le travail produit par le choc puisse être entièrement absorbé par la résistance vive élastique de
  - Fig. 194. — Essieu coudé en Z.
  - la pièce; si cette pièce est insuffisamment flexible, il y a, à l’occasion de certains chocs, des déformations permanentes qui vont en s’ajoutant, la pièce se fissure, et sa détérioration augmente graduellement, obligeant à la remplacer. Les-essieux coudés des locomotives sont dans ce cas; or on ne paraît pas avoir cherché, dit M. Frémont, à augmenter leur résistance vive élastique, on a simplement renforcé la section des pièces comme si elles devaient résister à un effort simplement statique, notamment pour les flasques des manivelles, qu’on a rendues de la sorte indéformables; on en a fait de simples organes de transmission des efforts dynamiques, ceux-
  - P) Revue de In Métallurgie, juin 1904.
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  - ci se trouvant localisés dans l’angle de la soie et de la flasque de la manivelle, sur une faible quantité de métal dont l’allongement élastique est insuffisant pour absorber tout le travail dynamique des chocs importants. Aussi y a-t-il déformation permanente locale et, après une quantité suffisante de répétitions de ces chocs, une fissure qui va grandissant. C’est le contraire qu’il faut faire; au lieu de localiser l'effort dynamique en le faisant porter sur un point, il faut répartir l’effort. de flexion sur la plus grande quantité possible de métal et lui donner la plus grande flèche possible sans atteindre la limite élastique du métal.
  - Pour obtenir ce résultat, M. Frémont donne à la manivelle une forme spéciale à flasques évidées, représentée schématiquement sur la figure 195. La partie de la flasque comprise entre la soie et le corps de l’essieu est évidée pour reporter latéralement et en deux parties A, A, cette flasque, qui a ainsi une longueur H beaucoup plus grande que la longueur primitive h; cet écartement des points d’appui du solide fléchissant A, A donne la plus grande flèche possible, tout en restant en dessous de la limite élastique. Cette flèche possible est encore augmentée en donnant à ces parties de flasque A, A la forme de solides d’égale résistance.
  - En résumé, on obtient une résistance vive élastique des flasques d’autant plus grande qu’on allonge ces flasques en les plaçant latéralement au corps de l’essieu et à la soie de la manivelle, si on leur donne en môme temps la forme du solide d’égale résistance.
  - L’essieu système Frémont de la Compagnie des Omnibus est en acier à 3 0/0 de nickel, trempé et recuit, présentant une résistance élastique de 40 kg par millimètre carré, une ré-
  - Fig. 195. — Essieu à flasques
  - évidées, système Frémont.
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  - sistance à la rupture de 65 kg et un allongement minimum de 14 0/0.
  - Les essieux, tant droits que coudés, des locomotives, atteignent généralement des parcours très élevés. Les essieux droits des machines de la Compagnie du Nord parcourent de800.000 à 1.000.000 de km 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 déraillements qui les ont faussés ou criqués. A l’Exposition de 1889 figurait, dans la section de la Compagnie de l’Ouest, un essieu demi-coudé Martin, en fer, ayant un parcours de 818.897 km, et qui ne présentait aucune fissure apparenté ; le parcours des essieux de ce type dépassait fréquemment 500.000 km. La Compagnie d’Orléans a eu également des essieux en acier fondu au creuset ayant des parcours supérieurs à 1.000.000 de km.
  - Les Chemins de fer du Midi ont en service, depuis environ dix ans, 24 locomotives compound à bogie dont pas un essieu coudé n’a été remplacé après un parcours de moins de 600.000 km, bien qu’ils soient en acier ordinaire.
  - Au Chemin de fer du Nord, aucune fissure n’avait été constatée, après plusieurs années de service également, aux essieux coudés à corps oblique, en acier à canon trempé à l’huile, des premières compound. On espère que les aciers spéciaux au nickel chromé employés depuis pour la fabrication d’essieux semblables fourniront des résultats meilleurs encore.
  - La charge par essieu, longtemps limitée en France à 15 t, atteint, aujourd’hui qu’on a consolidé ou renforcé les voies ou les ouvrages d’art, 17, 18 et même 18,5 t (locomotives 3000 et 4000 du Chemin de fer d’Orléans) ; en Angleterre, cette charge s’élève normalement à 20 t, et jusqu’à 25 t et même 28 t aux États-Unis. L’emploi de quatre cylindres avec manivelles à 180°, en équilibrant naturellement les masses à mouvement alternatif sans ajouter aux perturbations verticales, a eu pour effet de ménager les voies, et de permettre d’augmenter la charge par essieu ; l’adoption
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  - presque générale de balanciers compensateurs aux roues for-> lement chargées a concouru efficacement au même résultat.
  - On donne aux fusées de gros diamètres et de longues por-, tées pour réduire la charge par unité de surface, laquelle ne> dépasse pas habituellement 20 kg par centimètre carré de. projection horizontale de la portée; les fusées de l’essieu, moteur droit des locomotives Allantic du Chemin de fer du. Nord ont ainsi un diamètre de 200 mm et une longueur de 220 mm ; cette dernière dimension atteint 280 mm dans les machines-tenders à deux bogies de la même Compagnie, soit une surface en projection horizontale de 440 cm2 ; la charge reposant au repos sur ces roues est de 8.000 kg, correspondant à un poids de 18 kg par centimètre carré. Le diamètre du corps de l’essieu est également de 200 mm, et celui de la portée de calage de 220 mm; le collet de la fusée est raccordé au corps de l’essieu par un congé à grand rayon.
  - Les roues sont emmanchées sur les essieux à la presse hydraulique à une pression totale qui varie habituellement entre 30.000 et 60.000 kg, obtenue en donnant aux portées de calage un serrage de 0,15 mm à 0,3 mm; elles sont le plus souvent ensuite clavetées, principalement les roues motrices et accouplées.
  - Les ruptures d’essieux ont évidemment lieu aux endroits qui fatiguent le plus et qui, pour les essieux coudés, sont le raccordement des manivelles avec les tourillons ou soies des bielles motrices, et, pour les essieux droits, près des portées de calage de 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. Pour éviter les avaries que pourrait entraîner la rupture complète des tourillons dès essieux coudés,
  - Fig. 196. — Boulon de consolidation d’essieu coudé.
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  - on fait traverser le tourillon et les deux bras des manivelles par un boulon {fig. 196), qui maintient généralement le tourillon en place après la rupture — dont le mécanicien a été habituellement averti par le fonctionnement anormal de la bielle ou du piston — et permet de gagner la gare la plus proche à une faible allure ; les manivelles sont, dans le même but, frettées à chaud avec un serrage de 1/2 mm.
  - On peut signaler enfin les essieux coudés formés de plusieurs parties, qui sont assez employés en Angleterre, et qui ont été mis aussi à l’essai sur les Chemins de fer de l’Est en 1856 et en 1897 ; les tourillons y sont montés à chaud et cla-
  - 19g. 197. — Essieu coudé en plusieurs parties.
  - vetés solidement dans les manivelles, qui sont également rapportées {fig. 197). Les essieux Webbsontformésde neuf pièces : les deux bouts extérieurs portant les fusées et les emmanchements des roues, les deux tourillons moteurs, une partie centrale en acier moulé comprenant les poulies d’excentriques, enfin les quatre bras qu’on fait venir avec des têtes renflées ; les fusées et les tourillons peuvent être cémentés et trempés pour réduire leur usure ainsi que le frottement.
  - Aux États-Unis, les essieux en Z sans coudes de manivelles intérieurs sont construits de cette façon en sept parties ; ceux des compound équilibrés Baldwin sont fabriqués en neuf pièces emmanchées à la presse à une pression de 100 t et clavetées ensuite.
  - 127. Boîtes à huile. — Les boîtes à huile se font le plus souvent en fer forgé à l’étampe, et elles sont ensuite cémen-
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  - tées et trempées au paquet ; on les fait aussi quelquefois en acier coulé ou forgé, et plus rarement en fonte. Un réservoir de graissage avec siphons vissés est généralement ménagé dans la partie supérieure de la boîte, et le dessous renferme lui-jnême un tampon en coton ou en laine muni de mèches qui trempent dans la partie inférieure formant réservoir.
  - Dans les compound 2600 du Chemin de fer de Lyon, le graissage est assuré exclusivement par ces tampons, sans amenée d’huile par le dessus. — Le graissage dit « à l’américaine » comporte un réservoir supérieur et un dessous de boîte emplis d’un simple bourrage de laine, sur lequel on verse l’huile et qui retient les impuretés ; essayé au Chemin de fer d’Orléans, ce système a été trouvé moins efficace que les mèches et le tampon habituels, et il a été abandonné.
  - Les coussinets des boîtes sont généralement formés d’une seule partie; ils embrassent alors, dans leur partie ajustée,
  - Fig. 198. — Dépouille des coussinets des boîtes.
  - une portion de la fusée toujours inférieure à une demi-circon-lérence, et qui varie habituellement suivant que l'essieu est moteur, accouplé ou simplement porteur. Si on représente par R [fip. 198) le rayon de la fusée, et par E la projection de la partie frottante, on peut, pour déterminer E, se servir des formules suivantes :
  - Pour les essieux moteurs :
  - E = R X 0,9 ;
  - Pour les essieux accouplés :
  - E = R X 0,8 ;
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  - Pour les essieux porteurs, ainsi que pour ceux des tender» et des voitures :
  - E = R X 0,6 ou 0,5.
  - 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 a, à, c, d constituent ce qu’en terme de métier on appelle la dépouille ; les ouvriers ont souvent tendance à l’exagérer en enlevant encore, à partir de a et de d et jusqu’en i et h, une certaine quantité de matière, ce qui ne laisse plus aux coussinets des roues motrices eU accouplées qu’une portée insuffisante pour recevoir l’action des bielles motrices, et augmente aussi la charge reposant sur les parties frottantes.
  - Les coussinets des boites sont, en effet, soumis à deux efforts, celui qui résulte du poids de la machine, et celui qui est dû à l’action de la vapeur, de la force vive des organes du mouvement et de la force centrifuge. Le premier effort s’exerce principalement sur la partie supérieure mn du coussinet et le second sur les parties latérales ai, dh. Or la valeur de ce dernier effort est souvent supérieure, en marche sous vapeur, au premier. Si la portée latérale du coussinet n’est pas suffisamment étendue, elle s’usera très vite, et le jeu ainsi produit 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 longueurdans 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 faitavec soin. Il est d’ailleurs préférable en principe de monter les coussinets tels qu’on les a façonnés au tour et à l’étau-limeur, sans aucune retouche ultérieure à la lime.
  - Les pattes d’araignée doivent être creusées assez profondé-
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  - ment pour qu’on n’ait pas à craindre qu’elles disparaissent dans l’intervalle des levages. Quant à l’ajustage des coussinets entre les collets de l’essieu, aux boîtes des roues motrices et accouplées, il se fait généralement avec un jeu très faible.
  - Pour éviter le matage des parties latérales des coussinets et le jeu de la fusée qui en résulte, les Chemins de fer de l’État belge et la Compagnie de Lyon ont employé un système de boîte à trois coussinets embrassant environ les deux tiers de la fusée et offrant une grande surface d’appui à l’action des bielles et du frein ; malgré les soins apportés dans le montage, ces boîtes ont donné lieu à des chauffages persévérants qui ont obligé à renoncer à leur emploi sur le Paris-Lyon-Méditerranée.
  - Les coussinets des boîtes se font en bronze ordinaire, ou en bronze phosphoré qui présente une plus grande résistance au matage; ceux des essieux porteurs sont souvent garnis entièrement de métal blanc; ceux des essieux moteurs et accouplés le sont parfois aussi, mais on se contente généralement de les munir de macarons à la partie supérieure, qui reçoit surtout le poids de la machine.
  - Les boîtes d’essieux sont généralement munies de coins de rattrapage de jeu destinés, comme leur nom l’indique, à corriger le jeu qui se produit aux glissières et aux boîtes. Ces dernières sont constamment animées d’un mouvement vertical dans les glissières, contre lesquelles elles sont, de plus, appuyées par l’action des bielles et parfois du frein ; les frottements dus à ces deux causes produisent l’usure et le grippage des parties frottantes, lorsqu’on les laisse manquer d’huile. Les coins se placent du côté de la plaque de garde avant, qui est celle qui fatigue le plus ; ils ne doivent jamais être serrés au point d’empêcher la boite de coulisser entre ses guides ; cette manière de procéder aurait pour résultat de paralyser le jeu des ressorts de suspension, et par suite de soumettre la machine à des chocs violents qui pourraient occasionner le grippement des guides, réchauffement des’fusées et, dans
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  - certains cas, la rupture des coussinets. En particulier, les roues d’avant, devenues solidaires du châssis, pourraient être soulevées par suite du mouvement de galop de la machine ; danscecas, undéraillementdeviendrailimminent (1). Unespace trop faible entre le dessous de la boîte à huile et l’entretoise inférieure des plaques de garde pourrait produire le même effet, et la môme insuffisance de jeu entre le dessus de boîte et le longeron ferait talonner la machine. Pour régler les coins, on les remonte généralement à bloc en s’aidant, lorsque la machine est en feu, de la pression qu’on peut faire exercer sur la boîte par le piston ; ils sont ensuite redescendus de 4 à 5 mm.
  - Quand on retouche aux coussinets des bielles et qu’on modifie les longueurs de ces dernières en service, il est nécessaire de vérifier et de régler à l’avance les coins des boîtes principalement si les roues accouplées sont freinées ; il pourrait se produire, sans cette précaution, des chauffages et des ruptures. Si les coussinets des boîtes d’essieux ont un certain jeu, il sera bon aussi d’en laisser un peu à ceux des bielles d’accouplement.
  - A l’exemple des Compagnies anglaises, quelques Compagnies françaises, le Nord et l’Ouest principalement, ont supprimé les coins de rattrapage de jeu des boîtes d’essieux, en même temps qu’elles remplaçaient les coussinets à serrage des bielles d’accouplement des machines h grande vitesse par de simples bagues; de la sorte, la longueur des bielles d’accouplement ne peut plus être modifiée entre deux levages, et ell e se trouve toujours en rapport avec la distance d’axe en axe des essieux, si les fusées de ces derniers sont sans jeu dans leurs coussinets ; le risque de coinçage de la boîte par un serrage exagéré du coin se trouve aussi supprimé. On a
  - (•) Questionnaire sur les locomotives, par M. Hehdneu.— Plusieurs de nos figures sont ainsi empruntées à cet excellent traité.
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  - -soin, aux levages, avec ce système de boites sans coins de rattrapage, de rapporter des épaisseurs de chaque côté des boîtes ou des glissières de plaques de garde si un certain jeu s’est produit, en faisant en sorte que l’axe de l’es&ieu reste bien perpendiculaire à l’axe longitudinal du châssis, et tenant •compte encore de l’épaisseur des coussinets, au cas où elle ne serait pas la même pour les côtés correspondants de la machine.
  - Le graissage des plaques de garde s’effectue le plus souvent à la main dans les stations où les trains ont un stationnement suffisant ; mais, pour les machines qui effectuent de longs parcours sans arrêt, il est préférableque ce graissage s'effectue d’une manière continue au moyen de mèches trempant dans le réservoir supérieur des boîtes et traversant les parois de ces dernières dans des siphons.
  - 128. Dispositifs employés pour faciliter le passage des machines dans les courbes. — Divers procédés sont employés pour faciliter l’inscription des essieux des machines dans les courbes et atténuer les inconvénients dus à la rigidité du châssis, qui maintient souvent tous les essieux parallèles entre eux.
  - En premier lieu se place le jeu longitudinal laissé aux coussinets, d’une part, entre les collets des fusées d’essieux, et, d’autre part, dans les boîtes, puis aux boîtes dans les glissières de plaques de garde. Le premier jeu est généralement très faible à la sortie de la machine du levage ; il augmente avec le service de la machine, et, après un parcours important, il peut atteindre 3 ou 4 mm. Le jeu des coussinets dans les boîtes varie suivant la position des essieux, l'écartement des essieux extrêmes et les rayons minima des courbes que la machine est appelée à franchir. Aux Chemins de fer de l’Etat, qui comportent des courbes de 230 et 300 m de rayon, ce jeu est environ de 12 mm de chaque côté du coussinet pour les roues avant des machines à 2 essieux couplés et essieu porteur
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  - ayant un empattement total de 4m; de 15 mm pour les machines à marchandises à 3 essieux couplés de 3,370m d’empattement, et de 23 mm pour chacun des essieux avant et arrière des machines à 8 roues couplées de 4,050 m d’empattement.
  - 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 droit des oscillations dangereuses pour elles-mêmes et pour la voie. Les plans inclinés ont été appliqués pour la première fois en 1861 au Chemin d’Orléans dans le butde proportionner le déplacement latéral de l’essieu d’avant aux pressions variables exercées par les boudins contre les rails, et d’assurer la stabilité de la machine.
  - Ces plans, qui sont doubles {fig. 199), 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 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.
  - Les coussinets, entraînés par l’essieu, ne pouvantse déplacer qu’en soulevant les ressorts, on peut modifier à volonté l’effort nécessaire au déplacement, c’est-à-dire la mobilité de l’essieu, en modifiant l’inclinaison des plans. Cette inclinaison doit varier également avec la vitesse à laquelle marche habituelle-
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  - Fig. 199. Plans inclinés.
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  - ment la machine et avec la charge et la position de l’essieu, alîn de conserver à l’ensemble une stabilité suffisante. Plus cette 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 kg.
  - Ces plans s’emploient avec une inclinaison de 10 à 12 0/0, aussi bien pour l'essieu d’avant seul des machines à 6 roues que pour les essieux d’avant et d’arrière des machines à 8 roues à marchandises et à voyageurs. A un certain nombre de locomotives à voyageurs de la Compagnie d’Orléans, l’inclinaison des plans de l’essieu d’arrière, peu chargé, est de 200/0. Dans les machines 2600 à grande vitesse de la Compagnie de Lyon, les coussinets du 5e essieu ont dans leurs boîtes un jeu de 7 mm de chaque côté de la position normale, et des plans inclinés à 100/0 sont placés entre les coussinets et les boîtes.
  - Les plans inclinés fonctionnent d’autant plus que la machine 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.
  - 11 est très important que les surfaces de fottement des plans inclinés soient toujours bien graissées ; lorsqu’ils viennent à gripper, leur fonctionnement est plus saccadé, et il en résulte des efforts importants sur les longerons, en même temps qu’une moins bonne inscription de la machine.
  - Les plans inclinés offrent l’avantage de pouvoir être appliqués indistinctement aux essieux moteurs ou aux essieux simplement porteurs ; ils constituent le dispositif le plus simple pour permettre aux locomotives de circuler sans de trop grandes résistances dans les courbes.
  - Enfin le jeu des boîtes dans les glissières de plaques de garde est du même ordre de grandeur que celui des coussinets entre les fusées ; au Chemin de Lyon, le jeu des boîtes ne doit pas dépasser 4 mm au total.
  - Le jeu longitudinal laissé aux essieux n’est pas suffisant
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  - pour obtenir une circulation parfaite de la machine dans les courbes; il est nécessaire 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 obtenu, pour les essieux simplement porteurs, par les boites à double déplacement de la Compagnie d’Orléans, par les boîtes radiales et par le bogie.
  - Les côtés de la boîte radiale Ed. Roy, ainsi que les glissières des plaques de garde, sont obliques comme l’indique la figure 200. 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.
  - Fig. 200. — Boîte radiale Edmond Roy.
  - L’essieu, entraîné par les boîtes, vient alors prendre une direction oblique au châssis et à peu près normale à la courbe, et les roues d’avant s’inscrivent presque sans frottement dans celte courbe.
  - Les coussinets sont munis de doubles plans inclinés, afin de donner à la machine la stabilité nécessaire dans les parcours en alignement.
  - Dans l’application qui a été faite de ces boites aux Chemins de fer de l’Etat français, cette stabilité laissait à désirer, sur-
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  - tout aux grandes vitesses, avant qu’on eût muni la machine et le tender des tampons du môme inventeur ; mais l'essieu d’avant s’inscrivait d’une façon remarquablement douce dans les parties de voie en courbe, meme celles d’un faible rayon ; ces boîtes ont été retirées des machines sur lesquelles on les avait montées à titre d’essai. Le Chemin du Nord a également fait l’essai des boites Ed. Roy, dont une douzaine de machines sont encore munies aujourd’hui. Les boîtes radiales sont enfin assez employées dans les locomotives allemandes du type Atlantic pour l’essieu porteur arrière.
  - Employé dès 1834 aux États-Unis, où les voies étaient établies sommairement, le bogie a été introduit en France en 1877 sur le Chemin de fer du Nord; il est d’un emploi général aujourd’hui pour tous les types de machines de vitesse. C’est une sorte de petit chariot à deux essieux, écartés d’un peu plus de 2 m dans les locomotives françaises, et qui reçoit le poids de l’avant de la machine. Il pivote autour d’une cheville ouvrière située à son centre ou un peu en arrière, et il peut généralement aussi se déplacer transversalement pour s’inscrire plus facilement dans les courbes ; on estime que ce déplacement est avantageux quand les locomotives doivent circuler à grande vitesse dans des courbes de faible rayon et qu’elles ont un grand empattement ; pour les machines à empattement ou à vitesse modérée circulant sur des lignes à courbes de grand rayon, il n’est pas indispensable. Les ma-chines-tenders à deux bogies du Chemin de fer du Nord, qui doivent cependantpasser dans des courbes de 120 m de rayon, n’ont pas de jeu transversal ; les boudins des roues accouplées sont simplement amincis. Le bogie des premières compound à deux essieux couplés du meme réseau n'a pas davantage de déplacement latéral; mais dans les « Atlantic », qui ont un plus grand empattement, le bogie a un jeu de 40 mm.
  - D’après M. Herdner('), le déplacement latéral est utile môme
  - (l) Les Locomotives à VExposition de Liège.
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  - en alignement droit; l’intermédiaire d’un système élastique à effort de rappel élevé évite à la voie les poussées brutales qui résulteraient aussi bien de la fixité que d’une trop grande mobilité du pivot, tout en soustrayant à l’action des chocs latéraux les essieux couplés, en particulier l’essieu coudé qui y est ordinairement le plus exposé et en tout cas le plus sensible. Les bogies des machines figurant à l’Exposition de Liège étaient tous à déplacement latéral.
  - L’avant de la machine peut reposer sur le milieu du bogie par une portée plane ou sphérique, ou bien sur les côtés, à
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  - Fig. 201. — Bogie de la Compagnie de l’Ouest.
  - l’aide de platines ou de pivots demi-sphériques ; le bogie des machines-tenders 51 à 05 du Chemin de fer du Nord reçoit la charge par l’intermédiaire d’un pivot sphérique qui lui laisse une entière liberté de mouvement, tout en assurant, à la manière d’un balancier, une répartition constante de la charge entre les essieux. La pièce coiffant la rotule est garnie de métal blanc et munie d’un graisseur; la pression sur la rotule n’est d’ailleurs que de 30 kg par cm2 de projection horizontale.
  - Le déplacement du bogie est réglé par des ressorts à lames
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  - ou en hélice, et il est limité par des butées; le rappel a lieu, par l’intermédiaire des mêmes ressorts ou par des menottes.
  - Le bâti du bogie de la Compagnie de l’Ouest est formé (fig. 201), de deux longerons en acier de 25 mm d’épaisseur, reliés par une forte pièce en acier coulé sur laquelle repose un support de pivot également en acier coulé. Ce support a la forme d’un plateau ; la partie inférieure glisse dans une rainure transversale et la partie supérieure reçoit le pivot. Le déplacement transversal peut atteindre 40 à 50 mm de chaque côté, suivant les types de machines ; il est contrôlé par des ressorts à lames disposés à plat, ayant une tension initiale de 1.400 kg et une flexibilité de 25 mm par tonne. Ces ressorts sont conjugués dans un grand nombre de machines ; ils sont remplacés dans les ma-•chinesB.4dela Grande-Ceinture de Paris par des ressorts hélicoïdaux et dans d’autres machines par des bielles de rappel.
  - L’axe du pivot se trouve déporté de 0,05 m •en arrière par rapport au milieu de l’axe des roues, disposition qui paraît faciliter l’inscription du bogie dans les courbes ; les longerons sont munis, au droit des essieux, de pièces en fer formant butées afin de limiter le pivotement du bogie dans les cas- accidentels.
  - Les roues du bogie sont chargées de chaque côté par un ressort longitudinal commun suspendu à des flasques doubles, •en fer, dont les extrémités reposent sur les boîtes à graisse ; les roues accouplées ayant leurs ressorts, réunis par des balanciers longitudinaux, la charge de la machine repose sur
  - 27
  - Fig. 201.
  - Bogie Ouest, coupe transversale par l’axe.
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  - trois points : le centre du bogie et les axes des balanciers, et elle est ainsi invariable.
  - La distribution de l’huile dans les différentes parties du bogie est assurée au moyen de rainures et de trous dans lesquels débouchent des tuyaux partant de deux réservoirs ; les parties frottantes et les trous de graissage doivent être maintenus propres et libres pour assurer une douceur de fonctionnement suffisante au bogie.
  - Des diagrammes relevés à différentes vitesses de marche ont montré que les machines munies de ce système de bogie avaient un peu de roulis et très peu de tangage, et que la traverse dansante, par son déplacement continuel, donnait une grande souplesse à la suspension du bogie.
  - Le bogie des locomotives C 21-60 et B 111-400 du Chemin de Lyon se compose [fîg. 202) d’un châssis monté sur deux essieux, et reposant sur deux ressorts longitudinaux qui transmettent chacun la charge aux deux boîtes d’un même-côté de la machine par l’intermédiaire d’un balancier. Ce châssis porte en son milieu une sorte de boîte, formant entre-(oise des longerons, dans laquelle sont disposées :
  - Une crapaudine sphérique sur laquelle vient s’appuyer la-rotule fixée à la machine ;
  - Une pièce limitée à sa partie supérieure par des surfaces hélicoïdales et à sa partie inférieure par des plans inclinés
  - à ir> o/o.
  - La rotule possède deux doigts munis de coulisseaux venant s’emboîter dans des logements ménagés dans la crapaudine, et rendant par cela même ces deux pièces solidaires dans les mouvements de rotation du bogie. Tout déplacement angulaire du bogie par rapport au châssis principal de la machine dans le plan horizontal entraîne un léger soulèvement de la machine ; une fois la cause de ce déplacement angulaire écartée, le poids de la machine ramène l’axe longitudinal du bogie en coïncidence avec celui du châssis principal. La crapaudine et son siège peuvent d’ailleurs se déplacer transver-
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  - salement de 15 mm de chaque côté de leur position centrale, en glissant sur des plans inclinés à 15 0/0 qui forment le fond de la boîte-entretoise des longerons. Dans d’autres machines, le déplacement transversal peut atteindre 34 mm.
  - En outre de la liaison formée par la rotule et la crapaudine, le châssis est relié à la locomotive par deux bielles placées, l’une à l’arrière, l’autre à l’avant du pivot; la première a une longueur constante, mais possède un jeu vertical de 12 mm
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  - de chaque côté de sa position moyenne ; la deuxième a une longueur variable, mais ne possède d’autre jeu vertical que celui indispensable pour permettre la rotation du bogie autour de son pivot.
  - Enfin, entre la rotule et la partie centrale du châssis, se trouve disposée une toile à voile fermant cette partie de toutes parts et empêchant l’arrivée de corps étrangers dans cette région.
  - La boîte centrale est remplie d’huile que l’on introduit, soit par un trou pratiqué dans le couvercle de la rotule (machines B), soit en démontant une partie de la toile à voile (machines C), et que l’on peut enlever à l’aide d’un robinet placé à la partie inférieure de la boîte.
  - La fonction de ces différentes pièces est la suivante :
  - Le balancier de suspension assure l’égalité des charges sur les points d’appui d’un même côté du bogie : l’égalité des charges d’un côté à l’autre est d’ailleurs assurée parla rotule;
  - Les surfaces hélicoïdales sur lesquelles repose la crapau-dine ont pour but, lors de la rotation du bogie, de créer un couple (29) tendant à ramener l’axe longitudinal du bogie dans le plan vertical passant par l’axe de la machine;
  - Les plans inclinés ont pour but, lors du déplacement latéral du bogie dans les courbes, de créer une force horizontale tendant à ramener le bogie dans l’axe de la machine;
  - La bielle de retenue d'avant, dont on peut faire varier la longueur au moyen de sa tige filetée à pas contraires, permet de maintenir le châssis horizontal : il est à remarquer, en effet, que ce châssis, recevant la charge de la locomotive et la transmettant aux ressorts en trois points situés dans le même plan vertical et à peu près à la même hauteur, serait fou autour, d’un axe horizontal passant par ses deux points d’appui sur les ressorts, si on n’avait pas fixé sa position en le reliant à la locomotive à l’aide de cette bielle ;
  - La bielle arrière n’est qu’un organe de sûreté ;
  - Les deux bielles permettent le levage de la machine par
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  - m
  - l’avant, pour visiter les essieux, sans sortir le bogie de dessous la machine.
  - Les principales précautions à prendre lors du montage du bogie et en service consistent :
  - A assurer l’horizontalité des balanciers et l’égalité de hauteur des points d’appui du châssis sur les brides des ressorts à l’aide des vis de réglage des balanciers, suivant l’épaisseur des coussinets et des bandages ;
  - A assurer l’horizontalité du châssis à l’aide de la bielle de retenue d’avant, suivant l'épaisseur des coussinets et des bandages, également ; à tenir toujours dans l'huile les organes enfermés dans la boîte centrale du bogie ;
  - A tenir bien en place la toile à voile fixée au châssis du bogie et à la rotule, afin d’éviter l’introduction de poussières dans les organes centraux (*).
  - Dans les machines Atlantic du Chemin de fer du Nord, l’entretoise milieu des longerons du bogie porte, en plus de la crapaudine, deux supports latéraux à godet qui peuvent se mouvoir librement dans le sens horizontal ; l’avant de la machine repose sur ces supports au moyen de deux mamelons sphériques attenant au châssis principal. La crapaudine a la forme d'un coulisseau transversal et peut glisser dans une coulisse portée par le bogie ; ce dernier a ainsi la faculté de se déplacer transversalement de chaque côté de L’axe longitudinal de la machine en même temps qu’il tourne autour de son pivot ; le déplacement latéral, qui peut atteindre 40 mm de chaque côté de l’axe, est contrôlé par des ressorts hélicoïdaux doubles qui ramènent et maintiennent ensuite le bogie dans sa position moyenne dans les parcours en alignement droit.
  - Le bogie est généralement assez écarté des premières roues motrices dans les machines à deux essieux couplés ; il en est, au contraire, très rapproché dans les machines Atlantic ou à
  - (’) Notice de la Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée.
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  - trois essieux couplés, où il faut resserrer les essieux pour éviter un empattement excessif. Les fusées des essieux des bogies peuvent enfin être intérieures ou extérieures, et les ressorts des roues peuvent eux-mêmes être conjugués ou indépendants.
  - Certains ingénieurs considèrent que le bogie n’est pas absolument indispensable pour les machines dont la vitesse de marche ne dépasse pas habituellement 80 km à l’heure ; d’excellents résultats sont obtenus par une grande Compagnie américaine avec des machines type Prairie, comportant six roues couplées de grand diamètre comprises entre un essieu bissel à l’avant et un essieu radial à l’arrière. Le bissel occupe moins de place et il est moins lourd que le bogie; il est suffîsammentmobile et il maintient bien la voie devant les essieux couplés ; enfin il supprime
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  - aussi le porte-à-faux des cylindres. La seule infériorité du bisse! comparé au bogie résulte, dit M. Herdner (J), de ce que les réactions latérales qui s’exercent entre l’avant de la machine et la superstructure de la voie sont localisées en un seul point du rail, au lieu de se manifester en deux points, lorsqu’on évite’ par l’emploi d’un rappel' suffisamment énerg ique, de faire intervenir le premier essieu accouplé dans ces réactions.
  - Les machines à trois essieux couplés transformées par la Compagnie du Midi, d’abord, puis par celles d’Orléans et de l’Est, en compound à deux cylindres, ont été munies, lors de cette transformation, d’un essieu bissel directeur placé en avant de ces cylindres. Les dernières locomotives à quatre essieux couplés type Consolidation de ces trois réseaux comportent le môme essieu. Ce bissel {fig. 203) porte une crapau-dine susceptible de se déplacer transversalement sous le
  - • contrôle de deux ressorts de rappel; il est entraîné dans ce mouvement par une cheville ouvrière portée par le châssis de la machine et pénétrant dans la crapaudine ci-dessus. Le bissel peut se déplacer transversalement de 30 mm de chaque
  - • côté de l’axe longitudinal de la machine ; le châssis de ce bissel est relié encore au châssis principal par un boulon d’articulation situé à l’arrière des cylindres et dont la fonction est purement directrice.
  - Suivant certains ingénieurs, les frottements des bissels, bogies ou plans inclinés sont utiles pour amortir diverses oscillations de la machine et les empêcher d’augmenter indéfiniment, ce qui amènerait des déraillements. Ces frottements ne doivent cependant pas être excessifs, car ils empêcheraient complètement le fonctionnement de ces organes ou appareils, qui seraient alors plus nuisibles qu’utiles.
  - /«Le système de châssis articulé de M. Mallet permet d'obtenir une grande flexibilité avec une adhérence totale, ce qui •est précieux lorsqu’on veut établir des locomotives à mar-
  - (') Les Locomotives à VExposition de Liège.
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  - chandises puissantes. Ce système comporte 4, 6 ou 8 essieux articulés en deux groupes ou trains semblables, et parfois aussi un essieu porteur à l’avant et à l’arrière de la locomotive. La chaudière est fixée invariablement sur le train arrière; le train avant est relié à ce dernier par une charnière verticale disposée dans l’axe longitudinal de la machine; il porte directement son mécanisme, et il supporte l’avant de la chaudière au moyen de platines se déplaçant sous un arc circulaire fixé au châssis. Des ressorts à lames disposés à plat maintiennent la stabilité du train avant dans les divers parcours en alignement droit ou en courbe. Les roues de même diamètre de chaque groupe sont accouplées ; ^fonctionnement a lieu en cornpound, le train arrière fixe portant les cylindres haute pression et le train mobile avant les cylindres basse pression; les divers tuyaux ou organes qui sont attenants à là fois aux deux châssis sont reliés par des articulations sphériques.
  - Le type de locomotive-tender représenté par la figure 34 comprend deux trucks mobiles ou bogies à trois essieux couplés eL un essieu porteur, qui constituent chacun un châssis de locomotive. Ces deux bogies sont reliés entre eux par une poutre-caisson en fers et cornières, qui est disposée suivant l’axe longitudinal et s’évase aux extrémités pour recevoir les traverses d’attelage. Cette poutre supporte la chaudière avec les caisses à eau, et elle repose elle-même sur le bogie arrière par un pivot plan et sur le bogie avant par un pivot sphérique ; ce dernier laisse au bogie la faculté de prendre des positions gauches par rapporta la chaudière et au bogie d’arrière, poursuivre les dénivellations de la voie à l’entrée et à la sortie des courbes. Pour amortir les oscillations transversales de la partie haute de la machine, deux tampons élastiques terminés par des galets sont placés de part et d’autre de la poutre au droit du pivot.
  - Le châssis de chaque bogie comprend deux longerons en acier de 24 mm d’épaisseur entretoisés par des caissons en
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  - acier moulé et par des tôles horizontales régnant d’un bout à l’autre; les essieux porteurs ont un déplacement latéral, et l’empattement fixe de chaque bogie est réduit ainsi à 3,470 m ; ces machines ont pu passer de la sorte sans difficulté dans des courbes de 90 m de rayon.
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- - CHAPITRE VII
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  - 129. Véhicule. — Les lenders étaient portés d’une manière à peu près générale, il y a une vingtaine d’années, par deux essieux, et ils avaient une contenance en eau de 6 à 8 m3 et une contenance en charbon de 3 à 5 t; les tenders de la plupart des machines affectées au service deslignes de montagnes
  - ou à celui des marchandises sont encore construits sur ces données (fig. 204).
  - La réduction des stationnements dans les gares, l’espacement des arrêts et l’augmentation de la charge et de la vitesse des trains ont conduit à porter l’approvisionnement d’eau à 10 et 12 m3, deux essieux suffisant encore pour porter ce poids, puis à 15,18, 20 et 22 m3, un troisième essieu devenant alors indispensable (fig. 205); l'emploi de deux bogies, qui est général en Amérique où l’approvisionnement d’eau s’élève jusqu’à 34 m3 et celui de charbon à io t, s’est peu étendu en
  - Fin. 204. — Tender à deux^essieux.
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  - France, où il n’a été employé que par les Chemins de fer du Nord, du Midi, de l’Ouest et de l’État [fig. 208). Dans les ten-ders à trois essieux, les ressorts des roues des deux derniers essieux sont conjugués par des balanciers pour répartir également la charge entre ces roues. Des tenders à quatre essieux indépendants, dont le premier et le troisième ont un certain jeu latéral, sont employés en Autriche, où ils sont préférés aux
  - Fig. 205. — Tender à trois essieux.
  - bogies comme étant plus simples et moins coûteux, tout en étant aussi efficaces.
  - Intérieurement, la caisse a une forme en fer à cheval plus ou moins accentuée, avec des parois verticales ou inclinées; à l’avant, les faces latérales sont entretoisées à leur partie supérieure par une forte tôle qui sert en même temps à retenir le charbon.
  - Les tenders doivent être solidement construits, car, en plus
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  - des lourds approvisionnements qu’ils portent, leur liaison intime avec la machine et l’action énergique du frein qu’ils subissent tendent à produire leur dislocation. Leurs longerons, qui sont toujours extérieurs aux roues, sont entretoisés par les cages d’attelage avant et arrière, puis par des traverses intermédiaires; et ils sont réunis généralement aussi à leur partie supérieure par des cornières et des barres de fer plat disposées en croix de Saint-André, sur lesquelles repose le plancher en madriers qui reçoit la caisse.
  - L’accouplement avec la machine s’effectue au moyen d’un tendeur central à vis très solide, serrant sur des tampons élastiques latéraux, droits, ou inclinés ù environ 20°. Une cheville traversant le caisson relie seule le tender à la machine, tandis que la liaison avec le tender s’effectue par l’intermédiaire d’un ressort à lames disposé à plat; cet ensemble est élastique et résistant à la fois ; mais l’attelage ne doit pas être trop serré, le tender aurait sans cela tendance à dérailler, étant porté par l’arrière de la machine vers le rayon extérieur dans les courbes. Dans les locomotives 3103-32 des Chemins de fer de l’Est, le tendeur d’attelage est établi pour supporter un effort minimum de 50.000 kg.
  - L’attelage Ed. Roy {fig. 206) n’est pas élastique ; le ressort
  - sur le tender y est remplacé par une barre massive, et les tampons élastiques par des tampons secs. Les tampons de la machine ontune surface sphérique dont le centre est sur la cheville d’attelage ; ceux du tender sont plans. Cette disposition fait contribuer très efficacement le tender à la tenue de l’arrière de la machine et à la diminution du mouvement de lacet, sans gêner cependant l’inscription de l’ensemble de la locomotive dans les courbes.
  - La rupture d’une des parties du tendeur à vis pourrait avoir
  - Machine
  - Tender
  - Fig. 206. — Tampons Ed. Itoy.
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  - -des conséquences graves, car les deux chaînes de sûreté qui complètent l’attelage risqueraient de se rompre aussi; ce tendeur doit donc être vérifié minutieusement à des époques régulières, soit par exemple une fois par mois. Par suite des déplacements relatifs des tampons de la machine et du lender, les surfaces en contact ont besoin d’être assez fréquemment nettoyées et lubrifiées.
  - L’eau d’alimentation passe du tender aux injecLeul’s par des soupapes à clapet métallique, et par des accouplements flexibles formés de tuyaux en caoutchouc armé, ou de conduites métalliques à rotules garnies d’une bague en caoutchouc pour former joint étanche. La vapeur envoyée dans le tender par les injecteurs peut faire éclater les tuyaux en caoutchouc, si la soupape sur le tender est fermée ou si le tender ne contient pas d’eau, dans lequel cas la peinture intérieure et extérieure des caisses s’écaille encore : il faut donc avoir soin, avant d’effectuer cet envoi de vapeur, de s’assurer que la soupape est ouverte et que le tender contient assez d’eau.
  - Malgré les paniers en tôle de cuivre perforé qui sont disposés dans les hausses des caisses à eau pour retenir les impuretés contenues dans l’eau d’emplissage, des matières étrangères pénètrent dans ces caisses, de la boue s’y dépose aussi, et il est bon de les nettoyer et de les laver périodiquement ; on profite de ce travail pour vérifier en même temps la goupille du clapet de prise d’eau et nettoyer la crépine qui entoure la soupape.
  - Pour permettre aux trains de franchir de très longs parcours sans arrêt, sans trop augmenter la capacité des caisses à eau du tender, on emploie depuis longtemps en Angleterre et aux Etats-Unis un système d’alimentation en marche qui a élé imaginé en 1857 par l’ingénieur Ramsbottom. Au moyen de prises d’eau semblables, un train du London and North Western a pu franchir sans arrêt la distance de 480 km qui sépare Londres de Carlisle ; aux États-Unis, les parcours
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- - 5To
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - effectués ainsi sans arrêt se sont élevés jusqu’à plus de 700km.. En France, une prise d’eau en marche est installée sur la ligne de Paris à Royan des Chemins de fer de l’État, où elle permet de franchir sans arrêt la distance de 238 km de
  - Fig. 207. — Rigole d’alimentation.
  - Chartres à Thouars, et une autre sur la ligne de Paris à Calais du Chemin de fer du Nord, où certains trains franchissent également sans arrêt cette distance de 298 km.
  - La rigole d’alimentation [fig. 207), qui a une longueur de 400 à 500 m, est formée d’une auge en tôle reposant sur les traverses, entre les rails de la voie, dans une [partie en palier ; les parties extrêmes sont légèrement relevées pour retenir l’eau, comme la voie elle-même. Cette rigole est alimentée automatiquement par un réservoir placé autant que
  - | - H»" ~-
  - Fig. 208. — Tender à deux bogies avec écope de prise d’eau.
  - possible à proximité. Le tender porte une écope à genouillère qui s’élève dans le tender jusqu’à la hausse de remplissage, où elle se recourbe; le bas est aplati de manière à présenter une faible hauteur sur une grande largeur. La partie
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- - TENDER ET FREINS
  - 431
  - inférieure de l’écope peut être abaissée au moyen d’une manœuvre à main ou à air comprimé ; la quantité d’eau alimentée, si la vitesse est suffisante pour que l’eau se déverse dans le tender, peut atteindre 6 à 8 m3.
  - Ces installations sont très onéreuses, et il se produit d’autre part de grandes pertes d’eau, tant à l’emplissage de la rigole, si le clapet de distribution n’est pas étanche, que lors de l’alimentation des tenders, parles projections hors de la voie, si la vitesse de marche est élevée.
  - 130. Frein à main. — Le frein à main a été le seul employé jusque vers 1880sur les locomotives; cependant un système de frein à vapeur, agissant sur toutes les roues de la machine, a reçu un certain nombre d’applications en 1854 sur les locomotives-lenders de la ligne d’Àuleuil-Gare Saint-Lazare, et, en 1800, deux ingénieurs français, Martin et du Tremblay, ont imaginé un système de frein continu qui a été essayé à l’époque sur les Chemins de fer de l’Est.
  - Les freins à main sont encore d’un grand secours sur les machines ; ces freins sont tous du système à vis et ils commandent des sabots agissant d’un côté seulement, ou des deux côtés, des roues, suivant que les machines sont ou non munies du frein continu. Le rendement du frein à vis n’est pas élevé, un cinquième seulement de l’effort exercé sur la manivelle étant appliqué aux sabots ; les frottements, ceux de la vis et de son embase en particulier, absorbent le reste ; cette vis doit donc être maintenue propre et bien graissée pour diminuer l’effort de serrage. Il faut en outre réduire le plus possible la course par un réglage aussi juste que possible des sabots, sans qu’ils frottent toutefois en route.
  - Sur les tenders du Paris-Lyon-Méditerranée, le serrage du frein à main s’effectue par l’intermédiaire d’un double écrou système Delpech, qui donne une avance rapide aux sabots jusqu’au moment où ils viennent en contact avec les roues, et une grande puissance de serrage à partir de ce moment.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Les sabots de frein étaient anciennement en bois ; ils sont aujourd’hui en fonte dure ; dans les machines-ten-ders 51 à 65 du Chemin de fer du Nord, ils embrassent le boudin du bandage, comme dans les voitures de tramways. Cette disposition, qui régularise et diminue l’usure, a été essayée aux Chemins de fer de l’Etat vers 1890.
  - Les patins système Lachaud(/%. 209), essayés aux Chemins
  - de fer du Nord et de l’État et employés sur une grande échelle par le Chemin de fer métropolitain de Paris et par différentes Compagnies de tramways, comprennent deux ressorts qui sont interposés entre la bielle de poussée du frein et les sabots, et dont le but est de donner une certaine élasticité au serrage et d’éviter le calage des roues ; les sabots peuvent aussi être facilement réglés, de manière à s’user bien régulièrement et presque jusqu'à fond, ce qui augmente leur coefficient d’utilisation. Le prix élevé de ce système de patin est un empêchement à sa généralisation, surtout sur du matériel ancien ; son application aux roues des machines présenterait l’avantage de donner un serrage plus doux et, dans le cas de différences de longueurs entre les distances de centre en centre des coussinets des essieux accouplés d’une part, et des coussinets des bielles d’accouplement d’autre part, de moins fatiguer ces derniers.
  - 131. Freins continus. — Différents systèmes de freins continus à air comprimé ou à vide, automatiques ou non automatiques, sont employés sur les chemins de fer;en France, le frein Westinghouse automatique est seul en usage surlema-
  - Fig. 209. — Patin de frein à ressorts.
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- - TENDER ET FREINS
  - m
  - tériel à voyageurs (complété sur le réseau du Paris-Lyon-Mé-•diteri'anée par le frein Westinghouse direct), ce qui est d’une grande commodité pour le passage des véhicules d’un réseau sur un autre.
  - 132. Frein Westinghouse automatique ordinaire. — Le frein Westinghouse a été appliqué pour la première fois en 1869, aux États-Unis, sous la forme non automatique ; introduit sur le réseau de l’Ouest français en 1878 sous la forme automatique, il a été perfectionné à diverses reprises depuis, et il constitue un moyen d’arrêt excessivement énergique et très maniable, malgré quelques imperfections de principe.
  - Le frein Westinghouse automatique comporte (fig. 21(1), sur la locomotive, une pompe de compression qui refoule de l’air à une pression de 5 ou de 7 kg dans un réservoir de grande capacité porté par la machine et en communication avec le robinet du mécanicien; l’air comprimé se rend normalement ensuite, par une conduite disposée sous le tenderet qui continue sous tout le train, à des organes nommés triples valves, portés par chaque véhicule, et qui distribuent cet air aux réservoirs auxiliaires; ceux-ci peuvent être mis d’autre part eu communication par les triples valves avec les cylindres à frein. En marche normale, ces derniers ne renferment pas d’air et ils sont en relation avec l’atmosphère; mais, quand le mécanicien veut faire agir le frein, il pousse la poignée du robinet d’une certaine quantité vers la droite, ce qui a pour effet S’interrompre la communication avec le réservoir principal et d’ouvrir à la conduite générale un passage dans l’atmosphère ; cette conduite, en se vidant, produit l’abaissement des triples valves qui, dans cette nouvelle position, établissent une communication entre les réservoirs auxiliaires et les cylindres à frein ; l’air comprimé pénètre alors dans ces derniers,dont il pousse les pistons en produisant l’application des sabots de frein contre les roues.
  - Le frein est donc appliqué par une dépression dans la con
  - 28
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- - zUüv.
  - Rs^Ufii de Vf
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  - Btccr.'on auxiliaire
  - Vaive d'khoiSDfjüM. .
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  - Tende
  - Robinet coudé
  - ]Fig. 210. — Montage du frein Westinghouse à action rapide sur la locomotive et le tendev.
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  - 43S
  - duite générale; par suite, une rupture de boyau d’accouple-! ment devra aussi provoquer ce serrage, ce qui constitue Vau-* tomaticité du système.
  - Pour produire le desserrage, le mécanicien pousse son ro-binetdans laposition extrême gauche ; l’airduréservoir emplit denouveaula conduite générale en faisant remonter les triples valves, ce qui a pour effet de vider les cylindres à frein et de produire le desserrage des sabots, et en môme temps d’emplir les réservoirs auxiliaires, qui sont ainsi chargés pour un nouveau serrage.
  - Un manomètre double sur la machine indique la pression dans le réservoir et dans la conduite générale. Pour que le serrage commence à se produire, il faut que la dépression dans la conduite générale atteigne au moins 1/3 de kg ; le serrage est complet, d’autre part, avec une dépression d’environ 1,5 kg : le frein n’est donc pas très modérable, et, dans les descentes, il faut opérer par serrages et desserrages successifs pour conserver une vitesse sensiblement constante. Avec le frein à fonctionnement rapide, basé sur l’emploi de triples valves effectuant une vidange très rapide de la conduite générale, un serrage intensif n’est plus possible immédiatement après un serrage modéré, il faut dans l’intervalle opérer le desserrage complet ; d’autre pari, un serrage soutenu sur une longue pente épuise les réservoirs auxiliaires, qu’on ne peut remplir à nouveau qu’après un desserrage complet également : l’extrême rapidité de ces opérations réduit ces inconvénients quand le mécanicien possède bien le maniement du frein. Pour que ce dernier ait constamment le maximum d’efficacité, il faut encore que l’écartement des sabots soit réglé au fur et à mesure de leur usure.
  - 133. Pompe de compression. — La distribution de la vapeur sur les deux faces du piston moteur* se fait par l’en-, semble des tiroirs-pistons 1, 2, 3 {fig. 211), qui sont de dia-,
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - mètre diffèrent et montés sur une même tige, et du tiroir plan auxiliaire d. Dans la position de la figure, la vapeur arrive de la chaudière par la tubulure aboutissant à la chambrée,
  - où les pistons 1 et 2 sont abaissés, bien que le diamètre du premier soit plus grand que celui du second, parce qu’une admission supplémentaire de vapeur a eu lieu sur le piston 3 par l’orifice de la chambre d, laquelle communique par un conduit partant de la partie inférieure de cette dernière avec la chambre c. De cette chambre, la vapeur motrice passe par l’orifice que le tiroir 1 découvre sous le piston, qu’elle soulève jusqu’en haut de sa course; dans cette ascension, la petite tige 5, qui commande le tiroir d, est entraînée par la butée 4, et ce tiroir vient recouvrir l’orifice supérieur e ; il découvre au contraire l’orifice f, qu’il met en communication avec l’atmosphère par le conduit#; la vapeur contenue en a s’échappe donc,et l’en-
  - Fio. 211. — Pompe de compression.
  - semble des petits pistons se soulève sous l’influence de la vapeur agissant avec plus de force sous le piston2 que sur 1, qui a un diamètre moindre. La vapeur qui emplissait le cylindre moteur peut alors s’échapper dans l’atmosphère par
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  - 437
  - une communication qui s’établit par l’orifice inférieur, recouvert précédemment par le piston, et par le trou h; sous l’influence de la vapeur motrice qui entre par l’orifice mis à découvert par le tiroir 2 dans son ascension, le piston moteur s’abaisse, entraînant par sa plaque 4 la tige 5, quand cette plaque heurte la goutte de suif; en s’abaissant ainsi, le tiroir d met en communication l’espace a avec la chambre c par les orifices extrêmes ; cet espace s’emplit donc de nouveau de vapeur, et le piston 3 s’abaisse, entraînant 4 et 2 : 1 ferme l’échappement du cylindre moteur et ouvre l'admission, de sorte que la vapeur pénètre au-dessus du piston, qui s’abaisse, celle qui agissait précédemment au-dessous s’écoulant dans l’atmosphère par le conduit d’échappement découvert par 1.
  - Le compresseur des nouvelles locomotives comprend généralement deux cylindres ; l’air extérieur est aspiré dans le plus grand et comprimé par une des faces de son piston, dans le fonctionnement en régime, jusqu’à une pression un peu supérieure à 2 kg : la soupape de refoulement s’ouvre alors, et cet air passe dans la chambre engendrée dans le petit cylindre ; à la course suivante, le piston de ce second cylindre l’amène à une pression un peu supérieure à celle du réservoir principal^ où il pénètre en soulevant la soupape de refoulement.
  - La compression de l’air produit un dégagement de chaleur qui augmente la pression de l’air et, par suite, le travail de compression lui-même ; comme cette chaleur et l’excédent de pression qu’elle occasionne disparaissent dans les conduites et dans les réservoirs, on a intérêt à refroidir la pompe à air: c’est le but des ailettes des cylindres à air et de la compression en deux cylindres ou en deux phases.
  - Si l’on parvient à empêcher l’élévation de la température de l’air pendant la compression, en soustrayant au fur et à mesure toute la chaleur dégagée, on dit que la compression est fs athermique, c’est-à-dire qu’elle s’effectue à température constante; ce résultat ne peut pas être atteint quand la près-?
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - sion finale est un peu élevée, et on ne peut que tendre à en approcher. Si l’on n’opère pas de soustraction de chaleur pendant la compression, celle-ci est adiabatique, et la température de l’air croît pendant toute la durée de la compression: la température finale est d’autant plus élevée que le chiffre de compression est plus grand lui-même.
  - La compression isothermique de 1 m3 d’air à une pression en atmosphères égale nécessite un travail théorique en ki-logrammètres égal à 29,28 t X log népérien p{ : dans cette formule, l est la température absolue de l’air aspiré,égale à la température centigrade augmentée du nombre 273. Pour une température de 20° C. et une pression finale de 7 atmosphères, ce travail est égal à 29,28 X (273 -f 20) X 0,845 (log. ord. de 7) X 2,3 (constante par laquelle il faut multiplier un logarithme ordinaire pour avoir le logarithme népérien correspondant) = 17.041 kgm. Le poids de 1 m3 d’air à 20° étant de 1,2kg, il s'ensuit que le travail théorique nécessaire pour comprimer 1 kg d’air à une pression d’environ 6 kg est de 17.041: 1,2 =r 14.200 kgm. Le travail pratique peut être estimé sans grande
  - erreur à 25.000 kgm, soit '^111 ou un peu moins de jr. de ® 270.000 r 10
  - cheval-heure.
  - La dépense moyenne de vapeur des petits-chevaux ordinaires a été trouvée, dans des expériences effectuées aux Chemins de fer de l’Est, de 8,3 kg par kilogramme d’air comprimé, ce qui porte la dépense de vapeur par cheval à près de 77 kg. La puissance des petits-chevaux est de 10 chx, lorsqu’ils travaillent à leur allure maximum, et la dépense de vapeur correspondante par heure de 770 kg, chiffre important par rapporta la vaporisation des chaudières et nécessitant une dépense de charbon d’environ 100 kg.
  - Avec le compresseur à double phase de la Compagnie de Fives-Lille, la dépense de vapeur moyenne n’est que de 4,27 kg par kilogramme d’air comprimé, soit la moitié environ de celle du compresseur ordinaire; cela représente une économie
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  - <le charbon de 50 kg1 par heure de marche à pleine puissance (aux très longs trains).
  - La Compagnie Westinghouse a construit pour une Compagnie de chemin de fer américaine une pompe à air comprenant deux cylindres à vapeur de 216 et 369 mm de diamètre et 303 de course de pistons, travaillant en compound, et deux cylindres à air opérant également en double cascade et ayaig une même course de pistons de 303 mm et des diamètres de cylindres de 229 et 369 mm. La dépense moyenne de vapeur de cette pompe a été trouvée seulement de 2,37 kg par kilogramme d’air comprimé, inférieure de 61 0/0 à celle de la pompe ordinaire et de 41 0/0 à celle de la pompe Fives-Lille. Cette pompe compound commence à être employée aux États-Unis, où, par suite de la grande longueur des trains et sans doute d'un entretien moins soigné qu’en France, les pompes à air devaient avoir une puissance de 50 chx (des locomotives type Prairie récentes du Northern Pacific Rr ont deux pompes de 241 mm de diamètre et deux réservoirs principaux d’une capacité totale de 6.7031) ; la nouvelle pompe Westinghouse donnera lieu ainsi à une économie importante de vapeur et de combustible.
  - La pompe a ailettes et à deux phases du système de la Compagnie de Fives-Lille, employée en France sur les locomotives récentes, dépense moitié moins de vapeur que les pompes ordinaires, en permettant encore de plus grandes allures de marche et une production d’air comprimé beaucoup plus considérable. Cette production par coup de piston reste proportionnelle au nombre de coups, avec une tendance à l’augmentation, tandis qu’avec le compresseur à simple phase ancien, elle diminue beaucoup, comme le montre le tableau ci-dessous, qui fait bien ressortir aussi la diminution de dépense de vapeur obtenue par kg d’air comprimé.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - VITESSE de marche en coups doubles
  - PAR MINUTE
  - Poids d’air comprimé par heure.........
  - Coût minimum, en kg. de vapeur, du kg) d’air comprimé en] une heure.........f
  - 24
  - 60
  - 80
  - 24
  - 60
  - 80
  - POMPE
  - à simple phase
  - O&DINAIRE
  - kg:
  - 13,83
  - 23,89
  - 32,33
  - 6,10
  - 8,71
  - 10,11
  - POMPE
  - DE FiVKS-LILLE
  - ke
  - 24
  - 70,14
  - 91,23
  - 4,05
  - 4,02
  - 4,74
  - 134. Frein à action rapide pour trains à grande vitesse. — Plus un train marche à grande vitesse, plus la force avec laquelle on peut appliquer les sabots de frein peut être élevée sans qu’il en résulte le calage des roues, et cela parce que le
  - coefficient de frottement des sabots diminue quand la vitesse de rotation des roues augmente (/?</. 212). Pour avoir une action maximum du frein, il faudrait donc proportionner constamment la pression des sabots à la vitesse, et par suite diminuer cette pression à mesure que la vitesse diminue elle-même, en se tenant toujours h une pression voisine de celle qui produirait le calage. Voici comment a été ré-
  - 10 IB ZD *0 58 $0 70 80 90 fOO °
  - v/tease en*m soluce problème, qui avait préoc-
  - Fig. 212. — Coefficient defrot- CUp£ Westinghouse dès avant tement suivant la vitesse. r °
  - 1876.
  - La pression de l’air dans la conduite générale et les réservoirs auxiliaires, qui est seulement de 4 à 5 kg dans le frein ordinaire, a été portée ici à 6 ou 7 kg; la puissance de ralentis-
  - sementinitialcdu frein a doncété augmentée de - ° ,, — 20 0 0-
  - / O
  - 'ourbee des coefficients de 'frottement j ----- ftp. ûougtes -GaJton —
  - § 0.2 S
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- - TENDER ET FREINS
  - 441
  - Mais cette pression de 7 kg ne pourrait pas être conservée sur les pistons de frein jusqu’à l’arrêt du train, car elle produirait le calage des roues; pour la réduire à 4 kg à partir du moment où la vitesse est bien amortie, on emploie une valve de réduction (fig. 213) qu’on met en communication avec le cylindre à frein par l'orifice A. L’air qui arrive du cylindre dans la soupape par cet orifice presse un piston 4, qui est retenu d’autre part par un ressort antagoniste 11 : la pression de l’air à 7 kg étant plus grande que celle du ressort, celui-ci fléchit et le piston entraîne dans son mouvement de descente le tiroir 8, qui met alors l’orifice A en communication avec l’atmosphère par leconduitsyQuand la pression dans le cylindre à frein se trouve réduite à 4 kg, le ressort 11 fait remonter le piston 4 et le tiroir ; ce dernier ferme l’orifice d’échappement, de sorte que la pression dans le cylindre à frein peut rester égale à 4 kg jusqu’à l’arrêt.
  - Pour les serrages à faible vitesse, il ne faudrait pas créer une pression de 7 kg dans les cylindres à frein, le calage des roues s’ensuivrait immédiatement, en diminuant l’action retardatrice du freinage (de 57 0/0 à la vitesse de 36 km) ; mais la triple valve qui s’emploie avec ce système de frein est construite de telle façon que la pression de 4 kg n’est pas dépassée dans les serrages ordinaires, de sorte que le
  - Fig. 213.
  - Valve de réduction sur cylindre à frein.
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  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - système est ainsi très efficace pour toutes les allures.
  - La course du piston du cylindre à frein, nécessaire au serrage des sabots, doit être suffisante pour que la rainure de fuite arrive à être découverte; elle ne doit pas, d’autre pari, être trop grande, afin que la pression dans le cylindre reste suffisante pour une application rapide et énergique des sabots.
  - Dans l’emploi de ce frein, il faut toujours se rappeler qu’après un freinage modéré il n’est pas possible d'effectuer immédiatement un freinage rapide et qu’il faut auparavant effectuer un desserrage complet.
  - Au lieu d’une augmentation de pression dans la conduite et les cylindres à frein, obligeant à remplacer ces organes, on emploie sur les Chemins de fer de l’Etat bavarois un second cylindre à frein avec un réservoir spécial et une triple valve supplémentaire, formant une sorte de frein secondaire et fournissant le surplus de pression nécessaire aux vitesses élevées. Le frein principal et le frein secondaire sont alimentés par la même conduite et agissent sur la même timonerie ; le second n’entre en action que dans le cas d'un serrage rapide, et la puissance du freinage est ainsi doublée au début; la longueur d’arrêt est inférieure de 30 à 35 0/0 à celle obtenue avec le frein rapide ordinaire. Avec un train de 250 t, sur pente de 3,34 mm, l’arrêt a pu êlre obtenu sur une longueur de G22 m, la vitesse au début du serrage étant de 129,5 km; tandis qu’avec le frein rapide ordinaire l’arrêt sur une pente de 2,57 mm ne s’est effectué qu’après un parcours de 988 m, la vitesse au moment de l’application du frein étant de 131 km.
  - On a vu (33) qu’il était possible de déterminer la longueur et la durée d’arrêt d’un train auquel on applique un effort retardateur donné ; si cet effort est égal au 1/7 du poids total du train, on obtient, pour les diverses vitesses de marche ci-dessous, les longueurs et les temps d’arrêt indiqués en regard, le train étant en palier pendant toute la durée du serrage et marchant sans vapeur.
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- - TENDKR ET FREINS
  - 443
  - VITESSE AU MOMENT DU SERRAGE PARCOURS D’A R R HT DURÉE DE IAARRÉT
  - km m SOC.
  - 40 71 10
  - 60 •140 14
  - 80 230
  - 135. Robinet du mécanicien. — Ce robinet, dans les locomotives récentes, est du type dit à décharge régulatrice. La dépression qui détermine le serrage se produit d'abord dans un petit réservoir accolé au robinet, et séparé de la conduite générale par un piston avec soupape de décharge, puis elle s’étend à toute la conduite ; ce petit réservoir empêche la colonne d’air qui est mise en mouvement par la décharge du robinet de venir augmenter la pression dans la partie de la conduite qui est voisine de la locomotive, et qui, avec les robinets ordinaires, avait pour effet de produire le desserrage des premières voitures du train.
  - Lorsque la poignée du robinet occupe la position extrême gauche, l’air passe du réservoir principal dans la conduite générale par un passage direct: cette position est maintenue jusqu’à ce que l’aiguille du manomètre reste stationnaire à la pression réglementaire ; dans la deuxième position, la communication s’établit à travers une valve qui est appuyée sur son siège par un ressort, de manière que la pression se maintienne dans le réservoir à une pression supérieure d’environ 1/2 kg à la pression dans la conduite, pour faciliter le desserrage des freins. Ce frein est modérable au serrage, mais non au desserrage ; lorsqu’on veut diminuer la pression sur les sabots de frein, il faut opérer un desserrage complet, puis réaliser un serrage moindre que précédemment. La troisième position est une position neutre à laquelle le mécanicien ramène la poignée après qu'il a effectué un serrage quelconque, la quatrième position correspond à un serrage
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- - 444
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - modéré des freins, qui s’obtient avec une dépression de 1/3 de kg à 1/2 kg, et la position extrême droite à un serrage d’urgence.
  - 136. Triple valve. — Les tenders et les véhicules des trains express sont généralement munis d’une triple valve à action rapide, imaginée au début pour les trains militaires.
  - La triple valve ordinaire comporte un cylindre en communication avec la conduite générale, et dans lequel peut se déplacer un piston qui se trouve en équilibre quand le mécanicien, lors d’un desserrage, envoie de l’air dans la conduite générale pour charger le frein ; ce piston commande un tiroir qui, à ce moment, occupe une position permettant à l’air admis précédemment dans le cylindre à frein de s’échapper dans l’atmosphère. Ce desserrage se produit donc. Quand le mécanicien veut au contraire effectuer un serrage, et qu’à cet effet il produit une dépression dans la conduite générale, le piston ci-dessus s’abaisse en entraînant le tiroir, lequel découvre un orifice qui met en communication le réservoir auxiliaire avec le cylindre à frein.
  - La triple valve à action rapide comporte deux valves à pistons, l’une horizontale, identique à celle décrite ci-dessus, l’autre verticale. Cette dernière entre en action seulement quand le mécanicien produit une forte dépression dans la conduite générale, comme pour un serrage d’urgence ; l’air du réservoir auxiliaire vient alors faire pression sur le piston secondaire, lequel entraîne une soupape qui établit une communication directe entre la conduite générale et le cylindre à frein. En même temps que l’air du réservoir auxiliaire, celui de la conduite générale pénètre donc dans ce cylindre, ce qui produit dans la conduite une brusque dépression qui se transmet rapidement de véhicule en véhicule jusqu’à la queue du train.
  - Cette triple valve présente cependant un inconvénient, c’est qu’après un serrage modéré il n’est pas possible d’effectuer un
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- - TENDER ET FREINS
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  - serrage rapide sans avoir au préalable opéré un desserrage complet. Cet inconvénient est cependant atténué, et il disparaît môme presque totalement par suite de la rapidité avec laquelle peuvent s’exécuter les opérations du serrage et du desserrage.
  - 137. Disposition Westinghouse-Henry. — Le frein Westinghouse-Henry comporte, en plus du frein Westinghouse automatique, une disposition non automatique comprenant seulement un robinet du mécanicien et une conduite propre, qui est isolée de celle de la disposition automatique au moyen d’une double valve d’arrêt : si c’est le frein automatique qui est employé, la valve ferme la conduite directe, et inversement.
  - Le frein direct, qui est très modérable, sert pour le ralentissement dans les pentes de forte inclinaison, et il remplace aussi le frein automatique quand un dérangement survient dans les appareils de ce dernier. Pour produire le serrage avec le frein direct, le mécanicien envoie dans la conduite correspondante, au moyen du robinet ad hoc, de l’air à telle pression qu’il désire dans les cylindres à frein, et il peut augmenter ou diminuer à volonté cette pression ; pour produire le desserrage, il évacue cet air par le robinet également, et la conduite n’est plus alors sous pression : c’est l’inverse de ce qui a lieu avec le frein automatique. Si une rupture d’un boyau d’accouplement survient, le mécanicien n’en est pas averti et il peut en résulter un danger sérieux s’il veut appliquer le frein au dernier moment. La rupture du boyau ne produit pas non plus le serrage automatique des sabots.
  - 138. Frein à vide. — Le frein à vide comporte aussi une conduite générale partant de la machine et régnant sur tout le train ; cette conduite est mise en communication avec des vases munis de diaphragmes qui se trouvent reliés aux timoneries des véhicules. Dans le frein direct, l’air atmosphérique emplit normalement cette conduite, et les diaphragmes re-
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  - posent sur la partie inférieure des vases ; lorsque le mécanicien veut produire le serrage, il actionne un éjecteur {fig. 214), qui produit le vide dans la conduite et dans les vases : la pression atmosphérique agissant sous les diaphragmes les soulève alors en appliquant les sabots contre les roues. Pour desserrer le frein, il suffit au mécanicien d’introduire de l’air dans la conduite au moyen d’une valve ù sa main. On voit que ce frein
  - Fig. 214. — Robinet éjecteur de frein à vide.
  - est très modérable tant au serrage qu’au desserrage; il peut être d’autre part aussi prompt et aussi énergique que le frein à air comprimé.
  - Dans le frein automatique, le vide est entretenu normalement dans la conduite au moyen d’un petit éjecteur qui fonctionne constamment en marche, et, pour produire le serrage,, le mécanicien doit introduire de l’air dans celte conduite. Quand un boyau d’accouplement se crevasse ou se déchire, l’air entre également dans la conduite en produisant l’application des sabots : le frein est donc automatique. Ce frein est également très modérable.
  - C’est le frein à vide direct qui est appliqué sur les locomotives et les fourgons à marchandises du Chemin de fer du Nord ; le frein automatique est employé sur beaucoup de-réseaux à voie étroite.
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- - CHAPITRE VIII
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  - 139. Qualités des métaux entrant dans la construction des locomotives. — Les métaux employés dans la construction des locomotives sont l’acier fondu et forgé, l’acier moulé, le fer, la fonte, le cuivre rouge, le bronze, le laiton et les alliages blancs.
  - L’acier fondu est obtenu au four Martin ; il renferme en moyenne 0,1 à 0,2 0/0 de carbone, un peu de manganèse et le moins possible de phosphore; on emploie aussi des aciers spéciaux au nickel ou au chrome particulièrement résistants et peu fragiles, mais que leur prix élevé fait réserver pour des cas peu nombreux. L’acier est d’abord coulé en lingots de poids déterminé, qui sont ensuite forgés au pilon et amenés aux dimensions des pièces, en laissant en plus, suivant les difficultés des opérations, la matière nécessaire pour l’usinage. Os pièces sont ensuite soigneusement recuites au four à la température du rouge cerise.
  - L’acier fondu présente sur le fer l’avantage d’une résistance plus grande et surtout d’une homogénéité plus complète et d’une plus grande pureté ; suivant les conditions d’emploi, il peut présenter une résistance plus ou moins grande à la rup-> ture, avec un allongement qui varie d’une façoij inversement proportionnelle. Les divers lingots ou pièces sont soumis
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  - avant leur façonnage ou leur emploi à divers essais qui permettent de s’assurer de leurs qualités de résistance, d’élasticité, etc. Ces essais sont effectués sur des barrettes prises sur les pièces, ou sur un certain nombre de pièces prélevées en proportions déterminées sur chaque lot.
  - L’acier employé pour la confection des viroles de chaudière est de l’acier doux présentant une résistance à la rupture de 40 à 46 kg par millimètre carré de section, avec un allongement minimum de 27 0/0; pour les parties de la boîte à feu qui doivent être embouties et par conséquent subir plusieurs chaudes (pour la plaque tubulaire de boîte à fumée également, ainsi que les collerettes et calottes de dôme), on emploie de l’acier extra-doux offrant un allongement un peu plus grand (30 0/0) et une résistance à la rupture moindre (35 à 40 kg) ; les éprouvettes sont encore soumises à des essais de pliage et de redressement à chaud et à froid. Ce métal ne doit pas contenir plus de 0,04 0/0 de phosphore (conditions de réception des Chemins de fer de l’Est).
  - Les longerons doivent être également en acier Martin et présenter, les éprouvettes étant prélevées dans le sens perpendiculaire au laminage, une résistance d’au moins 40 kg et un allongement minimum de 25 0/0; la texture du métal doit être fine et régulière.
  - Les essieux droits sont en acier demi-dur à plus grande teneur de carbone, présentant une résistance moyenne de 50 kg avec un allongement de 18 0/0 ; pour les essieux coudés, les essais de traction sur des éprouvettes prises dans le travers du métal doivent donner 45 kg de résistance et 16 0/0 d’allongement (ces essieux sont quelquefois en acier au nickel et au chrome, présentant une résistance, une limite élastique et un allongement encore plus élevés ; en outre les commencements de cassure ne paraissent pas se développer dans ce métal comme dans l’acier ordinaire ou dans le fer). Lesfusées, quand elles sont extérieures, et le corps de l’essieu, sont encore soumis à des essais au choc au moyen d’un mouton de
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  - oOO ou 1.000 kg, les flexions ne devant pas dépasser des quantités déterminées.
  - Les bandages sont en acier presque dur offrant jusqu’à 70 à 72 kg de résistance avec un allongement de 13 à 15 0 0 ; ils sont soumis aussi à des essais au choc avec un mouton de 1.000 kg tombant d’une hauteur de 10 m pour un bandage ayant 65 mm d’épaisseur.
  - Les lames des ressorts se font en acier dur et sont, après façonnage, trempées et recuites; elles sont soumises, ou les ressorts eux-mêmes, à des essais de flexion, de contre-flexion, de flexibilité, de pliage, et aussi à des essais au choc. L’allongement élastique ne doit pas être inférieur à 8 0/0, la teneur en phosphore ne doit pas excéder 0,06 0/0.
  - L’acier moulé est utilisé principalement pour la confection des corps ou centres de roues, des caissons d’entretoisement des longerons ou de support des mécanismes intérieurs ; le Chemin de fer du Nord l’a employé à titre d’essai pour les -essieux coudés, les boites à huile, les têtes ou crosses de pistons, les supports de glissières, les bielles, les pièces du mouvement de distribution, tous usages pour lesquels il s’est très bien comporté. Cet acier présente une résistance de Ai) à 45 kg avec un allongement de 15 à 20 0 0.
  - Pour les tubes en acier doux, comme pour ceux en fer, on prélève sur le lot présenté un tube par 100 ou fraction de 100, dans lequel on découpe 3 bouts de 100 mm qui sont soumis, après un recuit avec refroidissement à l'air libre, à des essais de retournement, de rabattement de collerette etd’évasement, pendant lesquels il ne doit se produire aucune crique ni dessoudure. Tous les tubes doivent résister, d’autre part, à une pression intérieure de 20 kg par millimètre carré à la presse hydraulique, sans aucun suintement.
  - D’autres pièces sont encore fabriquées en acier fondu et forgé : les tiges et les corps des pistons, les boutons de manivelles, certaines pièces de mouvement, les glissières et les vis de changement de marche, qui sont en acier dur, etc.
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  - Le fer était encore employé, il y a une vingtaine d'annéesr pour les tôles tic chaudières, les longerons et les essieux ; on ne l’utilise plus guère aujourd'hui que pour les parties embouties des bottes à feu, les pièces du mouvement de distribution, les tôles d’abri, de tablier, de tehder, les pièces de frein et d’attelage, enfin pour les longerons quand ceux-ci sont confectionnés en barres, suivant le système américain, et encore commence-t-on à confectionner ces longerons en acier moulé. Les meilleures tôles de fer employées pour les chaudières avaient de 34 à 37 kg de résistance par millimètre carré et de 23 à 20 0/0 d’allongement ; celles de qualité inférieure n’ont pas moins de 27 à 30 kg de résistance et 3 à 7 0 0 d’allongement dans le sens du laminage. — Le fer ou l’acier sont encore employés pour la confection des tuyaux d’admission aux cylindres, quand les machines sont à forte surchauffe, et pour les tuyaux de prise de vapeur et de refoulement des injec Leurs.
  - La fonte n’est guère employée que pour les cylindres ; c’est de la fonte grise, à grain fin et serré, fondant vers 1.200°, el présentant une résistance à la traction de 15 kg environ avec seulement un allongement de 1 à 2 0/0. Les cylindres sont aussi essayés à la pression hydraulique à un chiffre supérieur de (*> kg au chiffre du timbre. La fonte de bonne qualité est susceptible de prendre un beau poli en donnant alors lieu à un très faible frottement.
  - Le cuivre rouge pur est employé pour le foyer, la tuyauterie, les entretoises; sa résistance à la traction est de 22 kg environ, avec un allongement de 32 0 0; du cuivre arsenical est à l’essai sur le réseau Paris-Lyon-Méditerranée pour les plaques tubulaires de foyer.
  - Le bronze à 84 0/0 environ de cuivre, 14 0/0 d’étain el 2 à 3 0 0 de zinc, sert pour la robinetterie, les soupapes, les tiroirs, le régulateur, etc. Le bronze Stone, qui est employé parfois pour la confection des entretoises, renferme 61 0/0 de-cuivre, 37 0/0 de zinc et près de 2 0/0 de plomb, de fer ou
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  - d’aulres métaux ; le bronze à 5 0/0 de manganèse est également employé pour le môme usage : sa résistance atteint 30 kg par millimètre carré de section. Enfin certaines Compagnies em-. ploient du bronze phosphoreux pour leurs tiroirs et coussinets.
  - Le métal blanc renferme principalement de l’étain ou du plomb, avec parfois encore de l’antimoine ou un peu de cuivre.
  - 140. Construction et montage. — La locomotive est étudiée et établie de manière à résister aux déformations et aux ruptures, et à n’occasionner qu’un faible entretien ; la visite et les réparations y sont en outre rendues aussi faciles que possible. L’emploi de métaux résistants ou élastiques appropriés h la fonction de chaque partie ou organe, de formes rationnelles et de dimensions bien calculées, assure la résistance indispensable, sans exagération de poids; rutilisalion de méthodes de construction et de montage judicieuses, d’un outillage perfectionné pour la fabrication et la rectification des pièces, de calibres permettant d’obtenir des pièces de dimensions rigoureusement exactes et interchangeables, permet d’obtenir presque la perfection dans le fonctionnement et, par suite, un rendement élevé pour chaque organe et pour l’ensemble.
  - Dans la construction de la chaudière, les diverses opérations de traçage, de cintrage et d’emboutissage des tôles, d’étirage des pinces, de chanfreinage, de perçage des trous, enfin de rivetage et de matage, doivent être faites par d’excellents ouvriers, avec tout le soin que comportent ces divers travaux, et en utilisant un outillage bien approprié à chaque genre de travail.
  - L’emboutissage des plaques de foyer se fait par chaudes locales, au moyen de maillets en bois; le cintrage proprement dit se rapporte aux tôles devant être amenées à une forme cylindrique, avec un rayon pouvant descendrez 100 mm (dans l’emboutissage, onobtient des congés de loet même de 12 mm),
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  - Les trous d’assemblage sont percés à la machine et finis à l’nlésoir, et il en est de môme de ceux des entretoises, qui doivent correspondre bien exactement avec les trous des tôles d’enveloppe de la boîte à feu. L’écrouissage nes’applique qu’à la plaque tubulaire du foyer, dans la partie comprenant les trous des tubes ; il se pratique au marteau-pilon ou au moyen d’un marteau à devant et d’une chasse à parer; son but est de durcir la plaque et d’augmenter sa résistance au mandrinage des tubes.
  - Les rivets d’assemblage doivent être de bonne qualité, chauffés à une bonne température et rapidement posés, afin que la partie de jonction de la tôte avec le corps ne présente pas de trace d’écrouissage. Pour les chaudières dont le timbre est inférieur à 10 kg, on peut employer des rivets en cuivre; au-dessus, on préfère généralement des rivets en fer, dont la résistance est plus élevée, et malgré que les têtes se rongent assez rapidement au feu.
  - L’emboutissage des plaques en fer ou en acier de boîte à feu se fait à chaud à la température du rouge cerise; l’emploi déformés et de la pression hydraulique permet d'effectuer ce travail en une seule opération : le finissage de certaines parties peut être fait à la main. Les trous dans ces plaques sont d’abord percés au poinçon, à un diamètre inférieur de 2 mm environ au diamètre réel ; ils sont finis à l’alésoir. Avant d’être assemblées définitivement, les tôles sont recuites à la température du rouge cerise clair (800 à 850°) dans un four chauffé lentement et uniformément, en veillant à ce qu'elles ne se déforment pas. Le refroidissement doit durer deux jours entiers, toutes les issues du four ayant été soigneusement lutées. On redresse finalement, les tôles, si elles se sont un peu déformées, et on enlève les bavures des trous avec un alésoir à main. Le rivetage doit se commencer par le milieu des tôles à assembler.
  - Les entretoises se vissent, ordinairement de dehors en dedans, et on peut laisser alors le filetage de la plaque du
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  - foyer un peu plus faible que celui de la plaque de botte à feu.; plutôt que de tarauder des barres entières, il paraît préférable de les couper à la longueur des entretoises et de tarauder séparément ces dernières. 11 est préférable aussi d’employer de l’eau de savon au lieu d’huile pour les mettre en place.
  - Avant d’être cintrées, les tôles du corps cylindrique sont chanfreinées et percées ; le cintrage se fait à la machine, en plusieurs passes, après qu’on a donné à l’un des bords de la tôle, au marteau ou à la presse, la forme cylindrique. Les opérations ont lieu à froid quand l’épaisseur ne dépasse pas 14 à 15 mm, et à chaud pour les épaisseurs au-dessus.
  - Les rivures, dans les chaudières, constituent des parties faibles, et il importe de les exécuter avec soin. Les rivets doivent être en fer fin ou en acier extra-doux, avec un diamètre égal à près de deux fois l’épaisseur des tôles à assembler ; les trous doivent correspondre exactement entre eux et les surfaces des tôles être propres et bien dressées. Le diamètre du rivet, froid, est un peu inférieur à celui des troua, sa longueur doit être suffisante pour permettre d’obtenir une tête de hauteur et de diamètre convenables ; les têtes sont ébauchées au marteau après rapprochement des tôles et finies à la bouterolle. Le rivetage à la riveuse hydraulique permet de rapprocher plus rapidement les tôles et de terminer l’opération plus rapidement, avant que les rivets ne soient trop refroidis; on ne chauffe le rivet que dans la partie qui doit former la tête.
  - Le matage, en vue duquel a été opéré le chanfreinage des tôles, doit être fait par un ouvrier très habile, opérant à petits coups au moyen d’un matoir ; dans certains ateliers de construction de chaudières, on emploie un matoir très efficace, taillé comme une lime. Le matage s'effectue sur les bords des tôles intérieurement et extérieurement, et aussi sur les têtes des rivets lorsqu’ils ont été posés'ù la main. Des petites fuites peuvent exister encore au premier emplissage
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  - de la chaudière, avant l’épreuve à la pression hydraulique; mais elles s’étanchent la plupart du temps d’elles-mêmes ou avec un matage léger.
  - Le foyer, la boîte à feu, le corps cylindrique et les dômes se construisent séparément; on les assemble en commençant par river le corps cylindrique sur la boîte à feu. Le foyer est présenté dans la boîte à feu et fixé provisoirement d’abord au moyen de quelques boulons ; on marque la position des trous à percer dans les plaques, à l’aide de pointeaux que l'on passe parles trous préalablement percés dans les tôles d’enveloppe de la boîte à feu. Le foyer est ensuite retiré, percé, puis assemblé définitivement avec la boite à feu, qu’on a du recuire elle-même, en commençant par le bas. Les viroles et les dômes sont également recuits avant d’être rivés. Pour que les tirants ne perdent pas en service, les trous sont taraudés ensemble et les tirants vissés un peu dur; les écrous font joint sur les plaques par l'intermédiaire d’une rondelle en cuivre de 3 ou 4 mm d’épaisseur mise bien juste sur le tirant et enduite de céruse.
  - Avant de monter la chaudière sur le châssis, on l'essaie à la pression hydraulique au chiffre d'épreuve, puis à chaud pendant une demi-heure au moins, à la pression du timbre, pour permettre aux fuites de se révéler; ces fuites ne se manifestent parfois qu’au refroidissement, vers la pression de 3 kg. On lessive enfin la chaudière à la potasse et on la lave soigneusement pour enlever toute trace d’huile et de savon.
  - Châssis et mécanisme. — Les longerons sont travaillés ensemble sur l’un d’eux, qui a été soigneusement tracé ; on les recuit après qu’ils ont subi les différentes opérations de poinçonnage et de découpage. Dans l’opération du montage, ils doivent être disposés bien en regard et à la même hauteur, — les glissières des boîtes à graisse, du côté où elles ne sont pas munies de coin de rattrapage, devant se trouver dans un plan vertical et perpendiculaire â l’axe longitudinal du châssis'
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  - ce travail se fait souvent en s’aidant d’une forme portant de fausses boites à graisse. Si les fusées des essieux ont menu1 -diamètre et les coussinets même épaisseur, ces essieux seront bien parallèles entre eux et normaux au châssis et à la voie. Le montage des supports de la chaudière devra être fait de manière que le portage de cette dernière ait lieu sur foute la surface des supports.
  - Les cylindres se montent généralementsur le châssis avant, la chaudière. La position des cylindres doit être telle que leurs axes, la chaudière étantpleine d’eau, passent un peu au-dessus de l’axe de l’essieu moteur, afin qu’ils ne descendent que d’une petite quantité au-dessous de ces derniers quand les bandages seront amincis ou que les coussinets et les essieux auront une certaine usure. On s’aide d’ailleurs de la tension â donner aux ressorts pour opérer convenablement ce réglage, en ayant soin, d’autre part, de ménager une distance suffisante entre les boîtes et les longerons ou les sous-gardes, pour que la machine ne puisse talonner, ni les essieux être soulevés par les sous-gardes. Les boulons d’attache des cylindres doivent être mis en place à la masse à devant; les cylindres doivent porter sans partie en porte-à-faux sur les longerons et s'appuyer bien exactement sur le champ de ceux-ci par leur rebord supérieur.
  - Les coussinets des bielles doivent être terminés au tour, •en dehors du polissage, et montés sans aucune dépouille, avec un jeu diamétral très faible et des congés d'un diamètre plus grand que ceux des tourillons, afin qu’ils ne puissent venir frotter contre ces derniers. Les coins des boîtes doivent occuper leur position de marche avant de régler la longueur des bielles d’accouplement ; quand, en service, on a à reprendre le jeu des coussinets, il faut, dans les machines dont, les roues accouplées sont freinées à l’opposé (tendant ainsi à s’écarter sous l’action des sabots), faire appuyer les fusées contre les essieux, elles boîtes contre leurs glissières, dans le sens où se fait celte application sous l’effet du freinage,
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  - avant de prendre l’écartement des centres des essieux pour le reporter sur les bielles d’accouplement; sans celte précaution, on risquerait de provoquer la rupture des boulons, descoussinets ou des bielles elles-mêmes, lors d’un freinage brusque ou énergique.
  - Les glissières et arbres de relevage doivent être montés avec le même soin ; le réglage de la distribution se lait à des crans-différents, suivant que les machines sont à simple ou à double expansion, et il est précédé de diverses vérifications. Les instructions du Chemin de fer de Lyon à ce sujet sont les suivantes pour les locomotives compound à quatre cylindres :
  - On s’assure que toutes les pièces du mouvement de distribution sont bien établies et montées suivant les indications du dessin et notamment :
  - Oue l’arbre de relevage de chaque distribution a ses leviers-de suspension situés dans le même plan et qu’ils sont de même longueur ;
  - Oue les bielles de suspension des tiroirs sont d’égale longueur pour chaque distribution ;
  - Oue l'axe de chaque essieu moteur se trouve dans le plan formé par les axes des deux cylindres correspondants.
  - On procède ensuite au réglage des bielles ou barres d’excentriques, des barres de relevage et des tiges de tiroirs des quatre mouvements, qui permet de faire ensuite les vérifications suivantes :
  - Lorsqu'on manœuvre le changement de marche, les axes des coulisseaux doivent, pour chaque paire de cylindres, passer en même temps au centre d’oscillation des coulisses ;
  - Le piston moteur CD étant à son point mort avant, en changeant la marche du point extrême avant au poinlexfrême arrière, le tiroir CD ne doit pas bouger de plus de 1,5 mm; la même vérification est faite pour le fond de course arrière de ce cylindre, puis pour les deux points morts de chacun des trois autres cylindres;
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  - La position du curseur de la réglette de changement de marche sur l’admission 0,40 avant doit donner des admissions égales pour chaque côté des deux cylindres ; de môme pour la marche arrière ;
  - Le changement de marche des cylindres de détente étant à fond de course à l’avant comme à l’arrière, on doit Lrouver la même égalité des admissions sur les laces des pistons.
  - On a dû encore, avant de faire ces vérifications, s’assurer des longueurs des bielles motrices et des espaces morts des cylindres. Les admissions 11e peuvent, d’autre part, être réglées rigoureusement qu’autant que les arêtes des orifices sont bien nettes et exactement parallèles aux arêtes des .tiroirs, et que ces orifices ont rigoureusement les cotes du dessin.
  - Aux Chemins de fer du Midi, le réglage de la distribution des cylindres haute pression est fait avec le plus grand soin également, en égalisant les avances pour l’admission de 40 0/0; une légère variation produit des perturbations sensibles dans les diagrammes. Aux cylindres basse pression, le réglage de la distribution s’effectue en égalisant les ouvertures maxima des lumières d’admission pour le cran 55 de la réglette.
  - Dans les machines à simple expansion, la distribution se règle ordinairement au cran 2 1/2 ou 0, pour lequel les admissions sont égalisées sur les deux faces de chaque piston ; 011 se contente parfois d'égaliser les avances en tenant compte de la dilatation de la tige si le réglage se fait à froid ; il faut, également tenir compte de la dilatation de la chaudière pour régler la longueur de la barre de changement de marche. Pour que le jeu des articulations se reporte comme enservice, on fait appuyer fortement sur les tiroirs au moyen d'une longue et forte pince pendant qu’on fait avancer la machine. La chaudière doit être remplie pour que le châssis occupe par rapport aux roues sa position de marche. Les orifices doivent être eux-mêmes aux dimensions du dessin et les arêtes bien nettes et normales à l'axe de déplacement du tiroir.
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  - Pour obtenir que les segments des pistons moteurs et distributeurs s’appliquent bien exactement contre les parois des cylindres, on les remonte sur le tour après la coupure faite et les lèvres ajustées, en maintenant ces lèvres à se toucher, puis l’on donne une passe d’outil pour que les segments soient bien cylindriques dans leur position de marche.
  - Pour que les articulations du mouvement de distribution fonctionnent longtemps sans prendre de jeu, il faut que les axes et les œils soient cémentés à une profondeur de 1 mm, trempés, puis soigneusement rectifiés. Le meilleur fer à cémenter est le fer mixte à grain et à nerf (dans l’automobile, on emploie l’acier à 3 0/0 de nickel); la trempe ne doit pas être trop sèche, elle pourrait produire des tapures.
  - Les ateliers de construction de locomotives modernes sont remarquables par leurs dispositions tant générales que particulières; les batiments, notamment, sont disposés pour une exécution méthodique des divers travaux, les matières suivant un chemin continu et régulier, sans aucun retour en arrière (').
  - Les méthodes de travail sont également perfectionnées, le traçage est presque entièrement supprimé; on ne trace en tout cas qu’une seule pièce de chaque sorte, qui sert de gabarit ou de calibre de reproduction pour toutes celles à confectionner. Celles-ci sont rigoureusement semblables et, par suite, interchangeables.
  - L’outillage de la chaudronnerie comprend des machines très puissantes et robustes, et d’un grand fini d’exécution : des cisailles qui peuvent découper des cornières sans bavures ou séparer des tôles de 3 m de largeur en deux parties égales sur toute leur longueur; des poinçonneuses multiples découpant lo trous d’un seul coup de balancier; des poinçonneuses diviseuses pour longerons, reportant et pratiquant avec une rigueur absolue le poinçonnage suivant le gabarit reposant sur le tablier mobile; des aléseuses mobiles élec-
  - (') Ateliers de la Société française de Constructions mécaniques à Denaiti.
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  - triques ou à air comprimé, des riveuses hydrauliques, des burins à marteau pneumatique, des machines automatiques à découper, en les chanfreinant, les bords des tôles. Les trous d’assemblage ou d’entretoisement des foyers sont alésés et taraudés au moyen de machines à air comprimé qui servent aussi pour la pose des entretoises ; la soudure oxyacétylénique sst employée, à la place de la rivure, pour réunir des tôles minces en acier ou en laiton.
  - Les ateliers des forges emploient des presses à tomber les bords des plaques tubulaires, qui servent aussi de presses à emboutir et à forger.
  - Les ateliers de mécanique comprennent des ateliers de précision et d’outillage avec forges à gaz, fours à moulle, bains de plomb, bâches à eau et à huile pour la trempe, bâches à azotates pour le recuit des pièces délicates.
  - Une section spéciale est réservée pour l’usinage des bielles et des mouvements de distribution et de changement de marche ; une autre pour les cylindres, les pistons, les glissières st les guides des boîtes à huile; une section spéciale encore pour le travail des organes s’adaptant à la chaudière : régulateurs, colonnes d’échappement, bissels, bogies, etc. Chaque section livre au montage des ensembles terminés : cylindres avec leurs tiroirs, glissières, guides, pistons, tiges, crosses, les parties à fixer sur les longerons restant seules à achever. Tous les ateliers sont munis d’outillages perfectionnés : machines à fraiser et à rectifier en grand nombre, outils semi-automatiques du genre des tours à revolver. Des outillages spéciaux ou universels permettent une fixation instantanée des pièces sur les machines et un usinage précis. Le travail à la lime est l’exception ; tout est amené à la forme définitive par l’outil mécanique; le dernier coup est donné au moyen de meules fixes pour les petites pièces, et de meules commandées par des flexibles et dirigées à la main pour les pièces importantes.
  - L’atelier de monlage est desservi par des ponts roulants, et
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  - muni d'un nombre suffisant de fosses qui sont raccordées en dehorsule l’atelier à une voie d’essai d’environ 1 km de long. Il comporte généralement un appareil universel à monter les châssis, qui est constitué par des bâtis allongés formant marbre, sur lesquels se fixent, pour un lype déterminé de machine, des pièces en fonte figurant les boites à huile, ainsi que les supports des fausses tiges de pistons des différents cylindres. Les longerons, dressés et rnortaisés à leur forme définitive, sont fixés sur des appuis à leur emplacement définitif ; on présente ensuite les entretoises et les traverses. Des machines à percer se déplaçant sur des barres longitudinales disposées latéralement permettent l’alésage de tous les assemblages avec les longerons. Les guides des boîtes, préalablement usinés dans leurs parties frottantes, sont présentés sur les fausses boîtes et tracés à la demande ; l’usinage en est ensuite terminé à la machine-outil, puis ils sont mis en place définitivement. Le montage s’opère sans le secours de la lime ni du burin. Des supports rapportés permettent également le réglage de la chaudière sur le châssis; on obtient ainsi rigoureusement la mise en concordance des axes des cylindres et des emplacements des boîtes à graisse, constituant la partie essentielle du montage des châssis. Le travail de perçage et d’alésage est effectué par des machines fixes robustes, sans trépidations, et non par des outils portatifs moins précis (Société française de Constructions mécaniques).
  - Enfin le service de contrôle intérieur comprend des agents qui s’assurent des formes des pièces brutes livrées par les fournisseurs, vérifient les pièces en cours d’exécution (en particulier, les pièces en série sont contrôlées dès le début de l’usinage pour remédier à temps aux erreurs possibles) et l’exactitude des pièces terminées.
  - Le prix des locomotives compound à timbre élevé actuelles dépasse habituellement 2 f le kilogramme ; aux États-Unis, il n’est guère supérieur à 1,30 f le tender compris.
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  - 141. Conduite. — Le métier de mécanicien, comme celui •de chauffeur, exige de grandes qualités d’ordre, de travail, d’observation et de raisonnement. Ces qualités se développent à l’usage, et leur ensemble constitue la pratique raisonnée du métier, qui distingue les bons mécaniciens ; cette pratique permet d’éviter les avaries de toute nature et de se tirer au mieux des diverses situations difficiles qui se présentent en service. La sobriété est aussi nécessaire aux agents des trains, qui doivent encore profiter utilement de tous les repos, si courts soient-ils, que comportent, les roulements, afin qu’en service ils soient toujours dispos et attentionnés.
  - L’élude est ulile dans beaucoup de cas pour aider à éclaircir ou à résoudre certaines questions que la pratique et l’observation, seules, ne peuvent suffire à faire comprendre. Les cas qui peuvent se présenter en service doivent être soigneusement envisagés à l'avance, afin que la solution la plus avantageuse puisse être appliquée chaque fois sans hésitation. C’est dans les loisirs que les roulements laissent aux mécaniciens qu’ils doivent étudier ces questions ; en route, ils 11e doivent être distraits par aucune considération étrangère à la. conduite.
  - Prenons la machine au moment où le mécanicien la rentre au dépôt, la tournée finie, pour qu’il soit procédé au lavage de la chaudière et aux diverses réparations courantes. Après avoir complété les approvisionnements de combustible, d’eau, d’huile, de sable, le mécanicien passe 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 11e sont desserrés, et qu’il ne manque pas de goupille aux divers axes, boulons, et aux clavettes des tiges de pistons. — La constatation de fuites aux tubes, aux entretoises, aux plombs du foyer ou aux divers joints; de cognement ou de chauffage aux bielles et aux boîtes ; de-mauvais fonctionnementdes injec-teurs ; dç pertes par les pistons cl les tiroirs, etc., se fait plutôt encours déroute.
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  - Après celte 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, on peut, suivant les instructions de certains réseaux, 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. Avant que la pression ne soit complètement tombée, le chauffeur de dépôt doit fermer le robinet d’eau des injec-teurs; 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 signalées plus haut pourraient se produire également. Suivant d’autres réseaux, il faut laisser la pression tomber lentement jusqu’à la pression atmosphérique.
  - Les instructions du réseau de l’État 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
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  - 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.
  - Tous les autoclaves, bouchons ou poches doivent être démontés, les galeries du foyer 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 enlre-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, ce qui produit le matelassage ou capitonnage.
  - Le lavage et le remplissage des chaudières à l’eau chaude au moyen d’éjecteurs ou de pompes ménagent les tôles, les assemblages et les clouures, et permettent aussi de diminuer le stationnement des machines au dépôt, ce qui est principalement avantageux quand le mécanisme peut effectuer un parcours double, environ, sans réfection.
  - La chaudière, après le lavage, ayant été remplie à une bonne hauteur, ce dont on s’assure 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 et si l’emplissage a été fait à l’eau froide, afin de ne pas être obligé de pousser trop vivement le feu.
  - Pour le départ, le mécanicien vient au dépôt une heure au moins 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 suffisamment abondant de ces organes, principalement dans les machines puissantes actuelles ; les plans inclinés des boites et les glissières des plaques de garde
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  - doivent être graissés avec soin également, et il faut de temps à autre mettre un peu d’huile entre les tampons de la machine et du tender. On en fait aussi couler quelques gouttes sur les congés des coussinets de bielles etd’essieux, sur les glissières inférieures et les rebords des glissières supérieures. Les mèches qui sont empoissées et les épinglettes ayant un débit trop fort ou insuffisant doivent être remplacées.
  - 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 au dépôt; il surveille le feu et indique au chauffeur, si celui-ci est nouveau sur la machine, la façon de le conduire et de le travailler.
  - Le barrage doit être battu avec soin pour faire tomber la cendre produite par les chiffons et le bois d’allumage ; vue du cendrier, la grille doit être claire dans toutes ses parties. Le chargement du combustible doit se faire par petites quantités à la fois et autant que possible lorsque le feu est redèvenu 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 presque entièrement plein.
  - La mise en tête aux trains de marchandises se fait habituellement vingt minutes avant le départ du train, et aux trains de voyageurs dix minutes seulement. Le mécanicien s’y prépare 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 chauffeur 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 arrêtée; l’attention du mécanicien ne suffit pas toujours pouréviterdes accidentsou fausses manœuvres,celle du chauffeur est aussi nécessaire.
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  - Si le train à remorquer est muni du frein continu, 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 kg au moins au réservoir. Le graissage, qui est une condition essentielle du bon fonctionnement de cette pompe, doit être continu et abondant pour le cylindreà vapeur et les divers pistons distributeurs.
  - Pour le cylindre à air, on doit faire uniquement usage de pétrole rectifié ou de graisse minérale, 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, 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 les instructions du service de la traction. En cours de route, il ne doit pas arrêter le petit-cheval, de crainte d’oublier •dele remettre en marche à temps, ce qui pourrait occasionner des accidents, mais seulement ralentir son allure si la pression tend à s’élever trop. Les pompes récentes sont munies d’un régulateur de pression, qui agit automatiquement.
  - Le mécanicien doit faire 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 un temps suffisant avant l’arrivée en gare pour qu’à ce moment il soit redevenu clair; s’il faut charger le feu dans la gare même, on réduit au minimum la production de la fumée en n’employant pas de poussier, mais seulement des morceaux un peu gros et non mouillés par l’eau d’arrosage, et en ouvrant le souffleur et un pym 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 se faire rapidement, en se servant au ^besoin de la sablière; il est souvent
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  - 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 11e 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.
  - Les hautes pressions étant très économiques, il faut marcher généralement avec le régulateur ouvert en grand et la pression dans la chaudière au chiffre du timbre; toutefois l’admission dans les cylindres des machines à simple expansion 11e devant pas, suivant la vitesse, descendre au-dessous de 18 à 20 0/0, et celle des cylindres IIP des compound au-dessous de il) 0/0, il faudra fermer partiellement le régulateur lorsque le travail moteur sera trop élevé avec ces admissions limites. Aux cylindres BP des compound, le degré d’admission dépendra de la vitesse de marche et augmentera généralement avec cette dernière, de manière à èlre supérieur de 15 à 20 0/0 au degré d’admission HP.
  - La marche à 20 ou 25 0/0 d'admission dans les machines à simple expansion est celle qui donne le meilleur rendement ; comme ce dernier diminue quand la vitesse augmente, il faut s’attacher à marcher sensiblement 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 ou il sera possible (Je refaire un niveau élevé.
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  - 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 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 de trous sur la grille, que lorsque le feu est redevenu clair; ils ne doivent pas être trop abondants, il vaut mieux les rapprocher.
  - Lorsqu’on brûle presque uniquement des menus, il faut les mouiller et les malaxer afin d’obtenir une pAte compacte; l’épaisseur du combustible sur la grille peut être alors de 15 cm environ dans les machines à voyageurs, et de 20 à 25 cm dans les machines mixtes ou à marchandises. A l’arrière, cette épaisseur doit être plus forte de 10 cm en moyenne que vers l’avant. Il ne faut laisser la porte du foyer ouverte pour le chargement du combustible ou le décrassage du feu que le temps juste nécessaire, et n’ouvrir le souffleur, dans ces moments, qu’en cas de nécessité, et seulement d’une quantité suffisante pour empêcher que les gaz ou la flammene reviennent vers la porte. Il ne faut jamais alimenter lorsque le feu est couvert et à plus forte raison lorsqu’il est jeté.
  - Ill’autvisser à fond l’échappement plusieurs fois par jour, et notamment h la rentrée de la machine au dépôt, 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 autant que possible ouvert en grand, parce qu’en le serrant on [ ro-
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  - duit l’entraînement du charbon dans la boîte à fumée, et qu’en môme temps on augmente la contre-pression derrière le piston, ce qui oblige à allonger la marche et fait par conséquent dépenser plus de vapeur. Dans le cas de marche lente, cependant, le serrage de l’échappement peut, en retardant la sortie de la vapeur 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 du train s’accélère un peu en serrant l’échappement de 1, 2 ou 3 filets, c’est que le travail de la vapeur augmente bien ainsi. En marche à grande vitesse, il faut avoir toujours l’échappement le moins serré possible. 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 parles 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 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 ralentir momentanément la marche. Si c’est un excès de liquide anti-tartrique mis dans la chaudière ou dansletender qui provoque l’ébullition, on vide le plus tôt possible une partie de l’eau delà chaudière ou du tender. En cas de marche avec surchauffe, il faut être très attentif aux indications du pyromètre, de façon que, dès qu’une variation dans la température de la vapeur commence à se produire, on puisse l’arrêter par une plus grande ouverture du registre des gaz ou un chargement convenable du foyer. Ces variations, avec un peu d’habitude, sont d'ailleurs faciles à prévoir, car elles dépendent du chan-
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  - gement d’allure de la marche ; la température qui paraît donner les meilleurs résultats, tant au point de vue de l’éco^-nomie d’eau etde charbon que de la conservation du surchauffeur, est celle de 300 à 320° ; il faut s’attacher à maintenir ce degré de surchauffe par des chargements rapprochés et peu abondants, en ayant encore soin de ne pas laisser la grille découverte en aucun point.
  - Du côté du mécanisme, l’huile des réservoirs, des bielles, boîtes, etc., doit être renouvelée assez 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 cependant à se produire, il pourrait y remédier ainsi dès le début ét les empêcher généralement d’atteindre une certaine gravité.
  - Le réglage des épingleltes et des mèches est d’une importance capitale pour les machines qui font de longs parcours sans arrêt; dans ces parcours, le mécanicien doit, si cela est possible, porter fréquemment aussi 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 cognement 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 ainsi les gaz de la boîte à fumée de pénétrer dans les boîtes
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  - à vapeur et les cylindres et de les rayer ainsi que les pistons et les tiroirs.
  - La conduite des automotrices — principalement celle des voilures Purrey — est plus délicate que celle des locomotives, en raison surtout de la plus grande sensibilité de la chaudière, due à son faible volant d’eau, et de la haute température de la vapeur. Le flotteur doit être bien réglé et très sensible, et le petit-cheval maintenu en parfait état d’entretien et de graissage, de manière à se mettre immédiatement en marche à l’ouverture de la prise de vapeur; la modification de cette ouverture doit modifier aussitôt la vitesse de marche, afin que le niveau de l’eau se maintienne h une hauteur constante : il est nécessaire pour cela que le graisseur soit en bon état, l’huile de bonne qualité, et les garnitures et raccords parfaitement étanches. Les cylindres moteurs, le mécanisme et les garnitures de tiroirs et de pistons doivent être eux-mêmes convenablement lubrifiés ; il est nécessaire également que ces garnitures soient étanches pour éviter un chauffage exagéré de l’huile du carter et l'expulsion de cette huile par l’eau de condensation que produiraient les fuites. La surchauffe, enfin, ue doiL pas dépasser 350°.
  - 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 ca-puchonnant plus ou moins la cheminée, dès qu’il est bien pris, afin que la pression ne tende pas à monter. On laissera ta 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 poste 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 même temps, on
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  - n’aura pas à craindre que la pression monte trop haut dans la chaudière; par mesure de prudence, toutefois, il sera bon de desserrer les balances de 2 kg1, comme le prescrivent les instructions de certaines Compagnies.
  - 142. Avaries. — Les avaries qui se produisent le plus habituellement sont, du côté de la chaudière, les ruptures d’entretoises ou de tubes, des fuites à la plaque tubulaire du foyer, aux plombs, quelque avarie aux appareils d’alimentation : du côLé du mécanisme, la rupture d’une bande de tiroir, d’un segment de piston, d’une tige de tiroir, d’un tourillon de manivelle, d'une bielle; du côté du châssis, la rupture d’un ressort ou d’un balancier de suspension, le desserrage d’un bandage, le chauffage d’un coussinet.
  - Pour pouvoir prendre sans hésitation, après constatation exacte faite de l’avarie, les mesures nécessaires, il faut que l’on ait à l’avance examiné à loisir les diverses avaries susceptibles de se produire, ainsi que les solutions applicables à chaque cas, et déterminé la meilleure pour chaque circonstance ; sans cela on risque de perdre un temps précieux et de faire quelque fausse manoeuvre, parfois susceptible de produire une autre avarie ou un accident.
  - Par les temps froids, il est utile, chaque soir, de dévisser les rotules reliant le tenderaux injecteurs ; 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 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 façon 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 ; avec des tuyaux retour-
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  - nant l’eau du trop-plein au tender, on peut laisser les injec-teurs amorcés dans les intervalles où on n’alimente 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'effectuera 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 1a. 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.
  - 11 faut 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 boyau mince en caoutchouc,, assez long et pouvant s’adapter à un robinet de jauge du tender, on pourra arroser la pièce qui chauffe, en marche; les machines marines marchent ainsi avec un arrosage continuel de certaines pièces. L’arrosage n'est dangereux que s’il est pratiqué avec pne trop grande intensité au repos; en cours-de route, on peut l’employer sans inconvénient d’une façon abondante.
  - 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 en toute sécurité le train jus-
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  - qu’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 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 à l’avant et de le caler solidement dans celte position ; puis de pousser le tiroir de manière à ne laisser que l’orifice arrière ouvert (pour que la vapeur vienne appuyer le piston dans sa position de calage), 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. Le sens de poussée du tiroir est différent, suivant que l’admission de vapeur se fait par le bord extérieur (tiroirs ordinaires) ou par le bord intérieur (certains tiroirs cylindriques) de la bande.
  - Quand c’est une tige de tiroir qui se rompt, on peut, pour gagner du temps, ne pas démonter la bielle motrice; il suffit 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 démonter totalement la bielle, opérer ensuite comme ci-dessus et démonter aussi la bielle (ou les bielles) d’accouplement prises sur ce tourillon ; les mêmes bielles d'accouplement du côté non avarié de la machine devront être démontées également.
  - Dans le cas de rupture d’une bielle d'accouplement, sans aucune autre avarie, il faut démonter la bielle correspondante de l’autre côté de la machine, et parfois aussi les bielles contiguës quand elles sont reliées par une articulation horizontale aux précédentes. Pour pouvoir remorquer le plus de
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  - charge possible et n’en faire différer par conséquent que le minimum nécessaire, on marchera avec une grande admission aux cylindres, en étranglant la vapeur au régulateur; le trayait sur les pistons et sur l’essieu moteur deviendra ainsi plus régulier et la machine pourra ne pas patiner.
  - On devra d’ailleurs employer celle 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 celte dernière, en diminuant on meme temps la vitesse; l’elfort de traction sera plus faible et plus régulier à la fois et pourra ne pas dépasser l'adhérence de la machine. Pour faire cesser le patinage, lorsqu’il se produit, il faut releverla marche plutôt que de fermer le régulateur; la manoeuvre est moins fatigante, surtout répétée, et ne supprime pas entièrement l’effort moteur; la vitesse diminue moins, et il ne faut pas un aussi grand effort pour reprendre ensuite cette vitesse.
  - Mais la marche à grande admission augmente la dépense de vapeur, dans les rampes du moins, et on ne devra partir des stations qu’avec un feu très propre, de façon à pouvoir faire produire son maximum de vaporisation à la chaudière.
  - De même, pour éviter le patinage de la machine en cas d’emploi de 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 : 60 0/0 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 lender 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 môme le ralentissement du train.
  - Dans le cas d’avarie aux organes moteurs ou distributeurs d’une compound à quatre cylindres, on peut opérer comme ci-dessus et marcher avec trois cylindres ; si la machine
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  - possède un robinet permettant d’isoler les cylindres haute pression du réservoir en dirigeant leur échappement directement dans la cheminée, on peut avoir plus vite fait de démonter les pièces rompues ou détachées qui pourraient occasionner d’autres avaries et marcher avec le groupe en bon état seulement.
  - 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 complète, et par suite si la fuite n’est pas très abondante, essayer de le tamponner ; on alimente alors la chaudière avec les deux giflards 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 (surtout si les extrémités des tubes ne sont pas rabattues sur les plaques), 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 les trous de la plaque ne sont pas trop abîmés, et si la bague fait encore saillie sur le tube ou la plaque.
  - Si l’on vient à fondre les plombs du foyer, le feu s’éteint 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 jeter le feu), laisser la porte entr’ou-verte et faire baisser la pression en ouvrant le régulateur et les purges des cylindres et des boites à tiroirs. On exa-
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  - mine ensuite le ciel et les rangées supérieures des tubes; s’il» 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 premier poste de réserve, en marchant à une pression très sensiblement inférieure à celle du timbre, les soupapes de sûreté ayant été déchargées.
  - Lorsque la chaudière se vide par suite d’une fuite importante à un joint d’autoclave, de la rupture d’un robinet, etc.r 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 et en employant une clef courte et légère; 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.
  - Lesinjecteurs 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 rejeter de son siège en envoyant vivement 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 boîte et ralentir ensuite la marche en s’assurant
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  - 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 J’un d’eux se rompe, ou bien une tige de suspension, ou le balancier lui-même, il faut alors caler les deux boîtes correspondantes.
  - Si le ressort rompu se rapporte à une roue avant de machine ou de tender, un déraillement pourrait s’ensuivre, et il faut tout de suite arrêter le train pour caler la boîte (') ; pour une roue intermédiaire, on peut généralement arriver à la gare prochaine, en ralentissant au besoin la marche du train.
  - 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 extérieur empêchant le bandage de quitter la jante, obligent aussi le mécanicien à s’arrêter, soit à l’endroit même où il est parvenu quand il s’aperçoit de ce décalage, soit à la plus prochaine gare s’il
  - (l) A. Hehbner, Questionnaire sur la conduite des locomotives.
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  - 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 particulièrement.
  - Pour parer rapidement à la plupart des avaries qui peuvent survenir en cours de route, il est indispensable que l’outillage dont sont munies les machines soit toujours en bon état et aü complet : les jeux de clefs, principalement, puis les burins, bédanes, cales de boites, vérins, crics, etc.
  - 143. Entretien.— Il comprend les réparations journalières faites aux machines en roulement, entre deux trains ; celles effectuées le jour de lavage; certaines réfections demandant un arrêt des machines de plusieurs jours; puis les réparations plus importantes faites aux machines en levage au dépôt, ou entrées en grande réparation aux ateliers.
  - Les réparations journalières consistent en réfection de certains joints, remplacement de ressorts de suspension rompus ou glissés, réajuslage de coussinets de bielles ayant chauffé ou bien ayant trop de jeu pour pouvoir attendre le lavage, réfection de garnitures, visite d’organes du frein, etc.
  - Au lavage, après des parcours variant de 1.000 à 3.000 km, on fait les memes travaux, puis le remplacement des entre-toises rompues et des tubes qui fuient ou qui sont devenus trop courts, la visite des tiroirs ayant effectué le parcours réglementaire de 15.000 km (ou plus), ou supposés arrivés à leur limite d’usure, le rodage de la robinetterie et des soupapes. Il est prudent de faire tous les mois la visite des grands foyers des chaudières timbrées au-dessus de 10 kg, et tous les deux mois celle des foyers des chaudières timbrées à 10 kg ou au-dessous (Compagnie de l’Est).
  - Aux changements de roues qui s’effectuent dans les dépôts, après des parcours variant entre 30.000 et 100.000 km, en plus de l’ajustage inévitable des coussinets de bielles et d’essieux et des colliers d’excentriques, on peut retirer le jeu des agrafes de foyer, dresser les tiroirs et leurs tables, changer
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  - les segments de pistons et les axes ou bagues du mouvement de distribution, reprendre le jeu des glissières, réguler les patins de têtes de piston, rafraîchir les tiges de pistons et de tiroirs et remplacer les garnitures, remplacer les entretoises dont les têtes ont trop d’usure et les tubes dont la rivure est brûlée, ainsi que ceux qui sont rentrés dans les plaques, brûler et nettoyer les orifices des cylindres, ainsi que les tuyaux d’échappement. Lorsqu’on lève une machine ou qu'on la descend sur ses roues, il faut avoir soin que les traverses des vérins se maintiennent bien parallèles entre elles, afin
  - — Appareil pour le réglage de la distribution et le montage des bielles.
  - que le châssis ne fatigue pas et 11e tende pas à se déformer. Avant de faire le réglage de la distribution, il faut emplir la chaudière; si les articulations ont du jeu, il faut faire en sorte que ce jeu se reporte comme dans le fonctionnement sous vapeur, et pour cela appuyer fortement, au moyen d’un long levier, sur les tiroirs, pendant qu'on déplace la machine et qu’on relève les découvremenls des orifices. Dans les grands ateliers ou dépôts, au lieu de déplacer les machines à la pince, on se sert d’un appareil à galets [fig. 215), qui est aussi utilisé pour la mise de longueur des bielles.
  - Les locomotives sont envoyées en grande réparation aux ateliers après îles parcours moyens de 250.000 à 500.000 km (réseau de l’Est), et lorsqu’il y a lieu de remplacer la plaque tubulaire de foyer, une virole du corps cylindrique, les
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  - •cylindres, etc. Avec les pressions de 7 à 9 kg, les plaques tubulaires pouvaient durer vingt-cinq ans; aujourd’hui, avec les pressions de 15 à 16 kg, les ruptures entre les trous des plaques et les criques dans les arrondis obligent à remplacer ces plaques après un parcours de 200.000 km parfois. Pour les parois latérales, ce parcours atteint 400.000 à 500.000 km.
  - On profite de ce passage pour dresser les glissières de plaques de garde, remplacer les coussinets de boîtes fissurés ou insuffisamment épais, souder les longerons dans les angles des découpures des boîtes motrices et accouplées (soudure oxyacétylénique), ou y rapporter des plaques de renfort ou des pièces en acier moulé en forme de fer à cheval, aléser les cylindres, remplacer les boulons d’altache ayant pris du jeu,remplacer également les pistons ou leurs tiges, dresser les tables des tiroirs, nettoyer et brûler les orifices d’admission et d’échappement, ainsi que les tuyaux et la tête d’échappement, ajuster les cages des bielles, remplacer les coussinets, les clavettes et les coins, roder toute la robinetterie, tarer les ressorts des soupapes, remplacer les entreloises du foyer et dresser les plaques latérales, réparer les plaques tubulaires, la boîte à fumée, etc.
  - Parmi les ateliers des Compagnies de Chemins de fer agencés pour faire ces divers travaux avec rapidité, économie et précision, on peut citer ceux du Nord à Hellemmes et de l’Est à Épernay. Ces derniers (') comportent des machines-outils nombreuses et appropriées aux diverses opérations, et qui sont commandées : celles qui sont groupées à proximité du moteur de l’atelier, par des arbres et des courroies, — les diverses machines et appareils répartis dans les parties éloignées, par l’électricité, — les transbordeurs, par des câbles métalliques, — enfin les outils mobiles utilisés pour les travaux de rivetage, de burinage, de matage, certaines opéra-
  - (') Revue générale des Chemins de fer, septembre 1902.
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  - lions de perçage, d’alésage, de mandrinage de tubes, par l’air comprimé.
  - Parmi les principales machines de cet atelier, on peut citer des machines à percer, radiales à grande volée, des machines à raboter, à tarauder, des limeuses, des fraiseuses en grand nombre, une cisaille circulaire, des machines à aléser les cylindres sur place et à dresser les tables des tiroirs, des lapidaires à deux meules travaillant l’une sur champ et l’autre sur plat, une machine à percer portative à commande par arbre télescopique, etc.
  - L’atelier de montage possède quelques machines-outils qui permettent, dans certains cas, de supprimer le transport de diverses pièces à l’atelier d’ajustage et d’éviter une perte de temps notable.
  - 144. Avaries et réparations des chaudières. — D’une façon générale, dans toutes les chaudières de locomotives, on constate, après détubage et nettoyage complet des tôles, que ces dernières sont grelées plus ou moins et qu'elles présentent des corrosions de formes très diverses. Les mêmes défauts se manifestent sur les tubes.
  - La plupart des corrosions sont dues, dit M. Desgeans((), à une action chimique de l’eau d’alimentation et des gaz : acide carbonique et oxygène, dissous dans cette eau; les tôles présentent des cavités de forme lenticulaire dont le diamètre peut atteindre 25 mm et la profondeur 5 mm et plus. D’autres corrosions, causées plus spécialement par une action mécanique, se rencontrent dans certaines parties de la chaudière soumises à des flexions et contre-flexions résultant des dilatations et des contractions successives de la chaudière en service. La pression de la vapeur et la répercussion, contre la chaudière, des chocs violents et des efforts divers supportés par le bâti ont aussi une certaine influence ; parfois même il
  - 1. Revue générale des Chemins de fer, août 1899.
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  - peut arriver que le travail de forge préalable ait produit une-détérioration rendant la tôle beaucoup plus sensible à l’action de l’eau en certains endroits. L’eau est un agent très-actif de propagation de ces corrosions; sur le cuivre, au contraire, l’eau n’exerce qu’une faible action corrosive.
  - Parmi les corrosions intérieures, celles dues à une action exclusivement chimique se manifestent principalement à la partie inférieure du corps cylindrique, sur une largeur variable de 30 à 60 cm en pleine tôle; dans les parties comprises entre le niveau inférieur et le niveau supérieur de l’eau; aux trous de lavage de la chaudière situés à la partie inférieure du corps cylindrique ou des plaques de boîte à feu; sur les lianes de la boîte à feu, où, si elles sont de grande étendue, elles sont aussi peu profondes ; enfin au bas du dôme, sur le corps cylindrique, où ces corrosions sont très légères.
  - Les corrosions et fissures dues à une action mécanique et accentuées par l’action chimique sont plus nombreuses et se-manifestent principalement aux endroits suivants : dans la partie entretoisée de la boîte à feu,et généralement dans les rangées verticales extrêmes des enlretoises et aux plaques avant et arrière de la boite à feu, quelquefois aussi aux flancs à l’avant; dans la rangée horizontale supérieure des entretoises des lianes, dans les cas particuliers où le foyer est muni de fermes transversales reposant sur des corbeaux latéraux; aux joints transversaux du corps cylindrique, plus rarement aux joints longitudinaux, surtout lorsque ces joints sont à la partie inférieure de la chaudière ; aux rivets d'assemblage des viroles ; à la partie inférieure du corps cylindrique, h proximité de la plaque tubulaire de boîte à fumée, où elles sont dues à l’action mécanique produite par le travail de la plaque tubulaire sous la poussée des tubes, et ensuite à l’action corrosive de l’eau ; au bord supérieur du cadre du foyer, par des flexions alternatives dans un sens et dans l’autre autour du cadre, sous l’action de la pression et de la température, et aussi sous l'effort de la poussée du foyer ; en pleine tôle,
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  - autour des tirants de la plaque tubulaire du foyer, où elles ont pour cause la fatigue de la tôle par suite des tensions exercées par les tirants lors de la dilatation de la tubulure, et l’action chimique de l’eau, toujours plus accentuée à la partie inférieure du corps cylindrique ; au-dessus des supports des chaudières, à l’endroit des cales de friction. Quelquefois ces corrosions se rencontrent alors même que le reste du corps cylindrique est indemne ; elles sont dues alors à la résistance au frottement de la chaudière sur ses supports,aux chocs latéraux du bâti et à l’action chimique de l’eau. Les cassures intérieures de la plaque tubulaire de la boîte à fumée, les fissures à la partie supérieure des plaques avant de boîte à feu, dans les angles verticaux des plaques avant et arrière et au contour de la plaque tubulaire de boîte à fumée, sont produites par des flexions résultant de la pression intérieure et des poussées exercées par le foyer ou par les tubes lors des dilatations.
  - Les corrosions intérieures des chaudières affaiblissent les parois et nécessitent l’application de pièces et de cornières se rattachant aux parties solides, ou le remplacement des parties attaquées.
  - Les corrosions extérieures ont généralement moins de gravité. Parmi les plus importantes, on remarque celles qui se produisent à la partie inférieure du corps cylindrique, aux joints transversaux (corrosions dues non seulement à la fatigue proprement dite de la clouure et aux dilatations et contractions causées par l’arrivée de l’eau froide, mais aussi à l’action corrosive de l’eau ; lorsque des fuites viennent à se déclarer, elles affaiblissent les tôles et nécessitent l’applica" tion de doublures), derrière les pièces d’agrafage, en différents points du cadre, enfin la corrosion générale ou locale des parois, têtes de rivets et cornières de la boîte à fumée.
  - Pour les foyers, on constate rarement des corrosions aux foyers en cuivre rouge dans les parties baignées par l’eau ; toutes celles observées par M. Desgeans paraissent surtout
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  - d’origine mécanique, la plupart étant exclusivement des fissures. Certaines actions mécaniques, causes de corrosions notables dans les tôles de fer ou d’acier, ne donnent lieu à aucune corrosion dans les tôles de cuivre placées dans des conditions identiques et qui semblent devoir subir les mêmes effets.
  - Les corrosions et fissures généralement observées dans les foyers sont localisées à la partie supérieure de la plaque arrière du foyer dans l’arrondi ; à la partie supérieure de la plaque tubulaire du foyer sur l’arrondi ; à la partie supérieure de la plaque tubulaire le long de la ligne d’assemblage avec le ciel ; enfin au ciel, suivant des lignes allant des rivets d’assemblage aux bords de la tôle, surtout à la plaque tubulaire.
  - Du côté du feu, les corrosions et fissures se produisent dans les angles horizontaux et verticaux des plaques avant de foyer, d’une façon moins sensible et plus rarement dans les angles horizontaux ou verticaux des plaques arrière ; aux fuites, le long des rivures et notamment à la plaque tubulaire de foyer; dans les angles horizontaux de l’enveloppe des foyers armaturés, soit avec des fermes transversales, soit avec des tirants verticaux. Elles proviennent de flexions et contre-flexions sous l’influence de la dilatation et de la pression ; elles ont pour résultat d’affaiblir le métal cL nécessitent l’application .de pièces et de cornières ou le remplacement des enveloppes.
  - Des cassures se produisent aussi dans la plaque tubulaire sous la poussée produite par la dilatation des tubes ; les parois s’usent à la partie inférieure entre les entretoises et autour des têtes ; ces dernières s’usent également, ainsi que la plaque tubulaire autour des tubes.
  - Les tubes en laiton ne donnent pas lieu à des corrosions dans leurs parties en contact avec l’eau; les tubes en fer et en acier présentent des corrosions qui sont localisées souvent sur la génératrice supérieure, quelquefois sur la génératrice inférieure et plus rarement sur les côtés. Les rivures des
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  - tubes dans le foyer se corrodent par l’action des fuites qui se produisent principalement par la poussée des tubes ; l'affaiblissement du tube qui en résulte nécessite l’application d’une virole ou le remplacement du tube.
  - De ses observations, M. Desgeans a tiré divers enseignements, et aussi la confirmation de certaines règles déjà suivies dans la pratique.
  - I. Dans l’établissement des plans d’une chaudière de locomotive, on doit :
  - a) Permettre ou du moins faciliter autant que possible la dilatation des diverses parties. Les congés des pinces des tôles de la boîte à feu doivent à cet effet avoir de grands rayons ; le ciel du foyer, surtout du côté de la plaque tubulaire, doit pouvoir se lever librement : dans les petits foyers, on doit préférer l’armaturage du ciel au moyen de fermes longitudinales reposant sur les arrondis supérieurs des plaques avant et arrière ; dans les grands foyers, la disposition Bel-paire ou l’armaturage du ciel au moyen de fermes transversales reposant directement sur les flancs du foyer semblent bien supérieurs à l’emploi d’entretoises vissées dans un berceau cylindrique ;
  - b) Diminuer l’importance de cette dilatation si cela est possible par une substitution de matières. Tel a été le cas du remplacement des tubes à fumée en laiton par des tubes en acier doux ;
  - c) Éviter d’imposer aux tôles des efforts de flexion dont on ne peut connaître exactement l’importance. La disposition des fermes transversales reposant sur des corbeaux latéraux, rivés à l’enveloppe extérieure, en est un exemple. Elle peut entraîner l’application de plaques de renfort.
  - IL Lors de la construction des chaudières, il faut :
  - a) Obtenir des joints et des rivures étanches: l’emploi du rivetage hydraulique doit être recommandé ;
  - b) Faire en sorte que le travail des tôles : pliage, étirage des pinces, ne produise ni pli, ni érosion, ni commencement
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  - de fissure. Sous ce rapport, la tôle d’acier paraît préférable à la tôle de fer.
  - III. Pendant le service des locomotives, il convient :
  - a) D’employer des eaux non incrustantes et ne contenant ni acides, ni chlorures, ni matières organiques ;
  - b) Si l’on ne peut éviter d’introduire dans les chaudières des eaux incrustantes, mélanger à ces eaux un liquide anti-tartrique et faire des lavages à chaud suffisamment fréquents;
  - c) Dès qu’une fuite se produit, refaire le joint ou mater à nouveau la pince ou le rivet pour arrêter la fuite. Le dérobage de la chaudière à intervalles périodiques est tout indiqué pour éviter la formation des corrosions à l’extérieur;
  - d) Éviter d’une façon générale toute mesure pouvant déterminer des variations brusques de température dans les tôles du foyer et de la chaudière, ou pouvant s’opposer à leur libre dilatation : veiller à la conduite régulière du feu, ne pas laisser de combustible mouillé sur les parois du foyer, éviter le serrage exagéré de l’échappement et l’emploi fréquent du souffleur, laisser le feu s’éteindre doucement à la descente de service d’une machine, ne faire le lavage à chaud de la chaudière qu’après avoir laissé la, pression de la vapeur arriver lentement à la pression atmosphérique, s’assurer souvent de la libre dilatation de la chaudière sur ses supports ;
  - e) Éviter l’emploi de combustibles sulfureux ;
  - f) Vider et sécher avec soin les chaudières des machines retirées momentanément du service.
  - 145. Procédés divers de réparation en usage dans les dépôts. — Le Bulletin de VAssociation des Agents supérieurs de la Traction des réseaux ferrés français et coloniaux a donné quelques indications sur les méthodes employées dans divers dépôts pour effectuer certaines réparations ; nous reproduisons ou résumons ici ces notes.
  - a) Procédés pour retirer les viroles des tubes à fumée. — Avec le procédé habituel, consistant à couper la virole à l’aide d’un
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  - bédane, de façon à permettre de la resserrer et de la chasser
  - -ensuite, on risque d’atteindre le tube et même de le couper ;
  - les coups répétés donnés sur la bague ébranlent aussi le tube
  - et obligent à le sortir
  - à nouveau, ce qui
  - réduit son épaisseur
  - à l’emmanchement,
  - où il a déjà tendance , ' , Fig. 216. — Appareil pour retirer les viroles
  - à se couper par le fies tubes à lumée.
  - poids et les vibrations. La figure 216 montre un appareil imaginé par M. Thomas, chef mécanicien à la Compagnie des chemins de fer économiques, qui supprime ces inconvénients et permet encore de faire le travail en moitié moins de temps.
  - b) Réparation d’une plaque tubulaire ayant des cloisons cassées. — On taraude les trous des plaques au pas de 2 mm et à un
  - _____________ diamètre sensiblement égal à celui des
  - tubes au corps, puis on ajuste à queue d’aronde, dans les cloisons cassées, des pièces en cuivre rouge de 4 à 6 mm d’épaisseur et aussi étroites que possible, venant affleurer la plaque tubulaire {fig. 217). Dans les alvéoles ainsi préparées, on emmanche à force, en se servant du mandrin sur lequel ils sont confectionnés et entièrement achevés, des bouchons creux en acier ou en cuivre rouge {fig. 218) ; les collets des bouchons doivent serrer fortement les pièces rapportées (dont le rôle est d’empêcher les fuites lorsque les bouchons ne se touchent pas à l’endroit de la cassure), et ceux de deux bouchons consécutifs doivent être tangents.
  - Il faut donner au bouchon la plus grande épaisseur possible et ménager un petit congé à la naissance du
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  - colle t. Pour que le travail se fasse rapidement et dans de bonnes conditions, il faut se servir d’un mandrin soigné, d’une coni-cité de 1/10 au plus. Il est indispensable aussi que le bouchon force le plus possible sur le mandrin, afin que ce dernier ne tourne pas dans le bouchon pendant son emmanchement dans la plaque. Pour retirer le mandrin, on interpose entre son écrou D et le bouchon creux C [fig. 219) une épaisseur de rondelles suffisante pour que l’écrou du mandrin puisse serrer sur le bouchon. Un léger coup de clé suffit pour dégager le mandrin.
  - Fig. 219.
  - c) Dispositif permettant de déterminer rapidement un point quelconque de l'axe des cylindres. — On présente dans la partie avant du cylindre un croisillon à quatre branches percé à son centre d’un trou circulaire de 25 mm de diamètre [fig. 220) ; les branches du croisillon sont tournées à leur partie supérieure en cône, de façon à pouvoir servir pour tous les diamètres de cylindres des machines de môme série, qui peuvent être différents par suite d’inégalité d’usure : on fera d' = d — 2 mm, et d" — d -f-10 mm, d étant la dimension initiale d’un cylindre neuf. La cote 10 mm n’a rien d’absolu, on peut la faire varier suivant les instructions
  - limitant le diamètre maximum des cylindres en service.
  - A l’autre extrémité du cylindre et à la place du presse-garniture, on met un cimblot en tronc de cône ayant les dimensions indiquées sur la coupe {fig. 221), d étant le diamètre intérieur de la boîte à garniture ; ce cimblot est également
  - G-
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  - percé en son centre d’un trou de 20 mm. Les deux appareils étant en place, on introduit dans les orifices centraux une tige tournée de 20 mm de diamètre ayant son extrémité terminée en pointe ; si l’on fait glisser cette tige, sa pointe suivra l’axe du cylindre
  - {fi9- 222).
  - Le croisillon, le cimblot et la tige forment un ensemble ayant le môme axe ; d’autre part, les circonférences extérieures des ailettes du croisillon et de la surface latérale du tronc de cône ne peuvent se présenter que normalement, en coïncidant avec les circonférences intérieures limitant les surfaces du cylindre et de la boîte à garniture, car toute péné-
  - Coupe E.F
  - Fig. 221.
  - Fig. 222.
  - tration oblique ne pourrait épouser que la forme d’une ellipse, ce qui est matériellement impossible.
  - Ce procédé peut servir pour le montage des glissières, le montage des essieux dans un plan normal à l’axe des cylindres, la vérification du niveau d’une machine au moyen d’une règle reposant sur les tiges de deux appareils jumeaux placés dans chacun des cylindres.
  - d) Vérification du montage des plaques de garde. — Cette opération s’effectue au Paris-Lyon-Méditerranée au moyen d’un appareil composé d’un levier BC (fig. 223), articulé à l’extrémité B d’une règle AB ; sur ce levier peut glisser une
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  - tige DE terminée en pointe et graduée. Après avoir tendu les filss uivant l’axe xy du ou des cylindres de la façon indiquée ci-dessus, on fixe la règle AB sur la plaque de garde ; on amène ensuite l’extrémité pointue de la tige DE en contact avec le
  - fil, mais sans forcer; à ce moment on note la dimension indiquée sur la tige si elle est graduée, ou sinon on assujettit cette tige au moyen de la vis de serrage F. On fait ensuite pivoter le levier BG autour de son articulation B, et le système vient occuper la position BC'D'E' indiquée en pointillé.
  - Si la plaque de garde est normale à l’axe des cylindres, l’extrémité de la tige DE doit venir en contact avec le fil dans les mêmes conditions que du côté opposé, ou, si la tige est graduée, la dimension indiquée doit être la môme que précédemment.
  - e) Procédé en usage au réseau de l’État pour monter les essieux dans des plans normaux à l’axe de la machine. — Les essieux d’une locomotive sont bien montés quand ils sont perpendiculaires à l’axe de la machine et quand le milieu de chaque essieu est sur cet axe.
  - Pour mettre les essieux perpendiculaires à l’axe de la machine, on tend des fils ab,cd{fîg. 224) passant parfaitement par les axes des cylindres ; on place l’axe de l’essieu moteur perpendiculairement aux fils, qui doivent être parallèles et à égale distance des longerons, et l’on rend les axes des autres essieux parallèles à l’axe de l’essieu moteur.
  - Pour rendre l’axe de l’essieu moteur perpendiculaire aux fils ou, ce qui revient au même, à l’axe xy de la machine, on vérifie si le plan ef des glissières des boîtes est d’équerre
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  - avec les fils ; si cette condition n’est pas remplie, on la réalise en déplaçant la glissière mal placée de la quantité convenable. On vérifie ensuite si les glissières des autres boîtes d’essieux sont écartées également, deux à deux, de celles des boîtes de
  - l'essieu moteur, c’est-à-dire si h — g et k — Z, etc. ; dans la négative, on corrige les erreurs comme il est indiqué plus haut. On trace enfin les boîtes sur le marbre, de façon que les centres d’alésage des coussinets soient à égale distance de la face d’application de la boîte sur la glissière correspondante. 11 est évident que, dans ces conditions, les axes des essieux seront parallèles entre eux et perpendiculaires à l’axe de la machine; si, pour un motif quelconque, le déplacement des glissières défectueuses était impossible, il faudrait déplacer les centres d’alésage des coussinets de boîtes correspondant à ces glissières de la quantité dont on aurait déplacé les glissières elles-mêmes.
  - Pour régler les coussinets de boîtes de façon que le milieu de l’essieu passe par l’axe du châssis, on déplace d’une longueur convenable le plan de symétrie transversal des coussinets par rapport à celui des boîtes ; en d’autres termes, on augmente l’épaisseur d’une joue de coussinet et on diminue l’autre de la même quantité. Pour déterminer cette quantité, c’est-à-dire la surépaisseur à donner aux joues des coussinets,
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  - «3
  - h
  - on cherche les milieux e', f {fig. 225) des fusées, puis le milieu £ de l’essieu par rapport aux plans ab, cd des faces intérieures' des bandages ; on relève ensuite sur la machine l’écartement op [fig. 224} des milieux des glissières, et l’on porte la moitié de cette longueur sur l’essieu, de part et d’autre du point r, on trace ainsi sur les fusées les points e', f \ les longueurs ee\ ff'représentent la surépaisseur cherchée. La position des points e' et f par rapport à e et f indique clairement de quel côté du plan de symétrie transversal de la boîte on devra désaxer les coussinets.
  - b d
  - Fig. 223.
- p.492 - vue 503/521
- - ADDITIONS
  - P. 2. Voie étroite. — Les chemins de fer à voie étroite, «en France, sont établis pour la plupart à la largeur de 1 m entre les bords intérieurs des rails; la voie de 0,60 est employée pour quelques lignes et le génie militaire fait usage de la voie de 0,75.
  - P. 17. Parcours de locomotives anciennes. — La ma-
  - -chine anglaise « Charles-Dickens » du North Western Ry avait parcouru 3.200.000 km en septembre 1904.
  - P. 39. Locomotives 2.P. — Ce type de locomotive à deux -essieux couplés et un essieu porteur est très employé sur «certains chemins de fer à voie étroite pour les trains à voyageurs ; un essieu à roues de faible diamètre sous le foyer permet de donner à ce dernier toute la longueur désirable sans porte-à-faux sensible.
  - P. 51. Locomotives compound articulées système Mallet. — Ce type de machine est très employé en Allemagne, •en Autriche, en Russie, en Suisse et aux États-Unis; des Compagnies de chemins de fer à voie étroite, en France, en font aussi un usage étendu : des locomotives semblables -de 46 t sont utilisées sur les lignes du Vivarais.
  - Des machines à cinq essieux accouplés en deux groupes ont été construites pour la République Argentine. Le train arrière comporte trois essieux,et le train avant deux ; lesdistri-
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- - 494 LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - butions sont réglées pour que les efforts exercés sur les deux groupes soient proportionnels aux poids respectifs supportés.
  - P. 203. Tartrifuges.— Le procédé Talmage, employé sur plusieurs réseaux aux Etats-Unis, permet de quintupler le parcours des locomotives entre deux lavages (8.000 km, soit le service d’un mois aux trains express, au lieu de 1.400-à 1.600) ; la durée des tubes est elle-même augmentée de 33 0/0 et les émulsions et primages, qui se manifestent avec l’emploi de soude lorsque l’eau arrive à renfermer 3,43 g de matières alcalines par litre, sont entièrement supprimés.
  - Le procédé Talmage consiste en une série de tuyaux perforés placés au-dessus du ciel de foyer, et dans les lames d’eau à 20 cm du cadre ; sur chacun de ces tuyaux est monté un robinet de vidange à clapet appuyé contre son siège par la pression de la chaudière. Un graisseur à gouttes visibles de grande contenance est vissé sur la face arrière de la boîte à feu, au-dessous du niveau de l’eau, et rempli d’une huile minérale spéciale, dite Rubrà ; cette huile se mélange avec l’eau de la chaudière et précipite les matières calcaires qu’elle contient dans le fond des galeries et sur le ciel sous forme de boues mucilagineuses, qui sont évacuées à la fin de chaque train par les robinets d’extraction. Les chaudières ne sont plus lavées que tous les vingt ou trente jours, et les parois du foyer et les tubes restent très propres.
  - P. 445. Frein continu pneumatique système Chapsal-Saillot.— Des ingénieurs des Chemins de fer de l’Ouest ont conçu un nouveau système de frein continu, qui permet de faire varier l’intensité du serrage de chaque véhicule suivant la charge et le poids ; les sabots peuvent être appliqués de la sorte toujours avec le maximum d’intensité et sans que l’on risque de caler les roues. D’un autre côté, ce système de frein est très modérable, tant au serrage qu’au desserrage, et il peut s’appliquer ainsi aux longs trains de marchandises.
- p.494 - vue 505/521
- - ADDITIONS
  - 49&
  - rapides, sans que l’on ait à craindre de ruptures d’attelages,, même en ne munissant que les véhicules de la première moitié du train des appareils de freinage.
  - Appliqué aux trains à voyageurs rapides, ce frein permet aussi de régler le serrage suivant la vitesse, et par suite suivant l’adhérence, de manière à obtenir encore le maximum de puissance de freinage sans craindre de provoquer le calage des roues.
  - Le système Chapsal-Saillot ne nécessite que le simple emploi d’un distributeur spécial pour pouvoir être appliqué aux véhicules munis déjà d’un frein pneumatique quelconque, à vide ou à air comprimé. Les voitures munies de ce frein peuvent, d’autre part, être intercalées dans un train équipé du frein Westinghouse, sans aucun inconvénient ni aucune modification dans le fonctionnement ni le mode d’emploi.
  - La Compagnie de l’Ouest a appliqué le frein Chapsal-Saillot à des trains à voyageurs et à marchandises à grande vitesse.
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- - 496
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - TABLEAU I
  - TUILE DES CIRCONFÉRENCES, SURFACES, CARRÉS, DES NOMBRES
  - 1 A 100
  - {Peut servir au calcul des mêmes données pour tous les autres nombres par déplacement de la virgule)
  - NOMBRES CIRCONF LONGUEUR ÉRËNCE SURFACE CARRÉ NOMBRES CIRCONF LONGUEUR KRËNCE SURFACE CARRÉ
  - 1 3,14 0,78 1 36 113,09 1.017,78 1 .296
  - 2 6,28 3,14 4 37 116,23 1.075,21 1.369
  - 3 9'42 7,07 9 38 119,38 1.136,11 1 .444
  - 4 12,57 12,57 16 39 122,52 1.194,59 1.521
  - 5 15,71 19,63 25 40 125,66 1.256,63 1.600
  - 6 18,85 28,27 36
  - 7 21,99 38,48 49 41 128,80 1.320,25 1.681
  - 8 25,13 50,27 64 42 131,94 1.385,44 1 .764
  - 9 28,27 63,62 81 43 135,08 1.452,20 1.849
  - 10 31,41 78,54 100 44 138,23 1.520,52 1.936
  - 45 141,37 1,590,43 2.025
  - 11 34,55 95,03 121 46 144,51 1.661,90 2.116
  - 12 37,69 113,09 144 47 147,65 1.734,94 2.209
  - 13 40,84 132,73 169 48 150,79 1.806,55 2.304
  - 14 43,98 153,94 196 49 153,93 1.885,74 2.401
  - 15 47,12 176,71 225 50 157,08 1.963,49 2.500
  - 16 50,26 201,06 256
  - 17 53,40 226,98 289 51 160,22 2.042,82 2.601
  - 18 56,54 254,46 324 52 163,36 2.123,71 2.709
  - 19 59,69 283,52 361 53 166,50 2.206,18 2.804
  - 20 62,83 314,15 400 54 169,64 2.290,21 2.916
  - 55 172,78 2.378,82 3|.025
  - 21 65,97 346536 441 56 175,92' 2.463,01 3?. 136
  - 22 69,11 380,13 48* 57 179,07 2.551,75 3.249
  - 23 72,25 415', 47 559 58 182,21 2.662,08 37364
  - 24 75,39 452|,38 576 59 185,35 2.733,97 3‘.481
  - 25 78,54 490j,87 625 60 188,49 2.827,43 3*.600
  - 26 81,68 530,93 676
  - 27 84,82 572;,55 729 61 191,63 2.922,46 3.721
  - 28 87,96 615%7 5 784 62 194,77 3.019,07 3.844
  - 29 91,10 660,62 841 63 197,92 3.117,14 3.969
  - 30 94,24 706',85 900 64 201.06 3.216,99 4.096
  - 65 204,20 3.318,30 4.225
  - 31 97,38 754,76 961 66 207,34 3.471,18 4.356
  - 32 100,53 804,14 1.024 67 210,48 3.525,65 4.481
  - 33 103,67 855,38 1.089 68 213,62 3.631,68 4.624
  - 34 106,81 907,92 1.156 69 216,77 3.739,18 4.761
  - 35 109,95 962,11 1.225 70 219,91 3.848,45 4.900
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- - TABLE DES CIRCONFÉRENCES, SURFACES, CARRÉS
  - 497
  - NOMBRES CIRCONF LONGUEUR ÉRENCE SURFACE CARRÉ NOMBRES CIRCONF LONGUEUR ÉRENCE SURFACE CARRÉ
  - 71 223 ,05 3.959,19 5.041 86 270,17 5.808,80 7.396:
  - 72 226,19 4.071,50 5.184 87 273 ,31 5.946 ,67 7.569'
  - 73 229,33 4.185,38 5.329 88 276,46 6.082,11 7.744
  - 74 232,47 4.300,84 5.476 89 279,60' 6.221,13 7.921
  - 75 235,61 4.417,86 5.625 90 282,74 6.361,72 8.100
  - 76 238,76 4.536,45 5.776
  - 77 241,90 4.656,62 5.929 91 285,88 6.503,87 8.281
  - 78 245,04 4.778,36 6.084 92 289,02 6.647,61 8.464
  - 79 248,18 4.901,63 6.241 93 292,16 6.792,90 8.649
  - 80 251,32 5.026,54 6.400 94 295,31 6.939,78 8.836
  - 95 298 ,45 7.088,21 9.025
  - 81 254,46 5.153,00 6.561 96 301,59 7.238,23 9.216
  - 82 257 61 5.281,01 6.724 97 304,73 7.389,81 9.409
  - 83 260,75 5.410,59 6.889 98 307,87 7.542,96 9.604
  - 84 263,89 5.541,77 7.056 99 311,01 7.697,69 9.801
  - 85 267 ,03 5.674,50 7.225 100 314,16 7.853,98 10.000
  - 32
- p.497 - vue 508/521
- - 498
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - TABLEAU II
  - PRESSION, TEMPÉRATURE, CHALEUR DE l’eAU CHALEUR LATENTE DE VAPORISATION, CHALEUR TOTALE, POIDS VOLUME DE LA VAPEUR SATUREE
  - [1 1 PRESSION effective en KO PAR CM- h zC H «r,*,—, — ->-» 'r1^ a H de l’eau (y calories) CHALEUR Jatente de vaporisation (?’ cal) totale q + r cul POIDS du MÈTIUC CUBE (kfs) VOLUME du U y (mètres cubes)
  - 0,0 99,1 99 ,6 537,1 636,7 0,586 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 1,165
  - 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
  - 2,0 132,8 133,9 513,1 647,9 1 ,647 0,607
  - 2,5 138,1 139,3 509,3 648,6 1 ,903 0,520 |
  - 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 •loi ,9 152,5 500,1 652,6 2,660 0,376
  - 4,5 154,6 156,2 497,5 633 ,6 2,908 0,344
  - 5,0 157,9 159,6 495,1 654,7 3,156 0,317
  - *♦ \* i) jt) •ICI ,1 102,8 492,8 655,6 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 3,890 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 ,610 0,217 I
  - 8,5 170 ,7 178,9 481,4 660,3 4,836 0,206
  - 9,0 178,9 181,2 479,8 661 ,0 5 ,095 0,196
  - 9,5 181,0 183,4 478 ,2 60! ,6 5,333 0,187
  - 10,0 183,1 185,6 470,8 662,3 5,571 0,180
  - 11,0 •180,9 189,6 473,9 663,5 6 ,045 0,165
  - 12,0 190,0 193,4 471 ,2 664,6 6,516 0,153
  - 13,0 194,0 197,0 468,7 665 ,7 6,986 0,142
  - 14,0 197,2 200,4 466,2 666,0 7,470 0,130
  - io,0 200,3 203,6 463 ,9 667 ,5 7,953 0,120
  - (l) Pression atmosphérique.
- p.498 - vue 509/521
- - POIDS, TEMPÉRATURE, QUANTITÉ DE CALORIES 499
  - TABLEAU III
  - Poids spécifique de quelques solides, liquides et gaz :
  - Cuivre laminé................................. 8,95 kg
  - Cuivre rouge fondu............................ 8,85
  - Fer forgé...................................... 7,788
  - Plomb fondu.................................... 11,35
  - Zinc en feuilles............................... 7,19
  - Acier trempé.................................... 7,81
  - Bronze (suivant la composition)...... 8,44 à 9,14
  - Laiton — — ....... 7,30 à 8,65
  - Fonte blanche........................ 7,44 à 7,84
  - — grise.......................... 6,79 à 7,95
  - Anthracite........................... 1,34 à 1,46
  - Houille.............................. 1,28 à 1,36
  - Huile d’olive................................ 0,915
  - — de colza................................... —
  - — de naphte................................ 0,910
  - Air à la température de 0 degré et à la pression
  - de 760 millimètres................... le m:) 1,293
  - Température de fusion de quelques métaux :
  - Etain........................................... 235°
  - Plomb............................................ 335
  - Antimoine...................................... 440
  - Zinc............................................. 450
  - Bronze....................................... 900
  - Cuivre jaune................................. 1.015
  - — 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 1 hg des combustibles et gaz suivants :
  - Hydrogène............................... 34.500 calories
  - Charbon de bois.......................... 8.080 —
  - Houille moyenne.......................... 7.500 —
  - Coke......'................... 6.800 à 7.000 —
  - Bois sec...................... 2.800 à 3.000 —
  - Oxyde de carbone............;.......... 2.400 —
  - Acide carbonique......................... 8.080 —
- p.499 - vue 510/521
- - EFFECTIF ET PARCOURS DU MATÉRIEL ROULANT. — PARCOURS ET COMPOSITION MOYENNE DES TRAINS SUR LES RÉSEAUX
  - DES SIX GRANDES COMPAGNIES ET DES CHEMINS DE FER DE L’ÉTAT EN 1905
  - ! RÉSEAUX I LONGUEURS ; NOMS DES INGÉNIEURS EN CHEF 1 DU MATÉRIEL ET DE LA TRACTION EFFECTIF ET PARCOURS DU MATÉRIEL ROULANT PARCOURS ET COMPOSITION
  - Nombre des locomo- tives + Nombre •des voitures à voyageurs + Nombre des fourgons et wagons divers Parcours des locomotives sur le réseau Rapport des parcours, des ] locomo- , tives au parcours aes trains Parcours . des voitures et wagonB sur le réseau .MU 1 t-IN .\ t Parcours des trains publics UÏ.Î3 1 n A1 Nombre moyeu de véhicules par trains de toute sorte * % Nombre de trains circulant parjour en moyenne à la distance entière
  - : Compagnie du Nord (3.763 km). Ingénieur en chef: M. du Bousquet 1.890 (i) 4.392 68.750 km 72.182.519 1,28 km 1.132.151.462 km 56.849.436 voitures et wagons 20,42 trains 41,11
  - Compagnie de l’Est (4.922 km). Ingénieur en chef : M. Salomon. 1.407 3.721 36.699 58.345.174 1,16 958.847.357 50.283.310 19,07 27,99
  - Compagnie de l’Ouest (5.843 km.) (y compris le réseau breton à voie étroite) Ingénieur en chef : M. Sabouret. (2) 1.623 (2) 4.692 (2) 30.280 (*) 59.123.072 (*) 1,13 (b) 808.362.104 (b) 52.288.522 (a) 15,66 (a) 26,41
  - i Compagnie d’Orléans (7.166 k) (a) Ingénieur en chef : M.' Solacroup. (3) 1.519 (3) ' 3.917 (3) 33.701 57.704.534 1,15 968.185.568 50.204.196 19,28 19,19
  - Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée (9.458 km) Ingénieur en chef : M. Chabal. <l) 2.953 (4) 6.658 (4) 89.042 90.834.842 « 1,12 1.871.747.874 9 80.791.764 23,17 ' 23,55
  - Compagnie du Midi (3.830 km). Ingénieur en chef : M. Moffre. 915 2.415 26.932 29.616.284 1,18 430.610.308 25.041.786 17,20 17,91
  - Totaux (34.984 km en exploitation à la fin de 1905) 10.307 25.795 285.404 367.806.425 1,17 6.169.904.583 315.099.014 19,58 24,75
  - Chemins de fer de l’Etat Ingénieur en chef : M. Boëlle. 622 1.789 14.104 19.261.610 278.936.242 17.497.866 16 16,4
  - -f- Effectif au 31 décembre 1905. — (a) Non compris le réseau à voie étroite. — (6) Y compris ie réseau à voie étroite. Sur ce réseau, le parcours des machines a été de 937.023 km et celui des wagons et voitures de 4.541.339 km ; le parcours des trains a été de 935.467 km. (1) Y compris 156 voitures mixtes-tramways. — (2) Non compris 3 petites machines de manutention et 486 vagons à terrassements, mais y compris 31 locomotives, 02 voilures à voyageurs et 450 vagons pour voie étroite. Non compris, en outre, 10 locomoteurs électriques, 4 locomoteurs à air comprimé et 10 voitures automotrices. — (3) Nou compris 30 voitures et 731 vagons à ballast. Y compris 12 locomotives pour la traction électrique ; 30 locomotives, 93 voitures à voyageurs et 290 vagons divers pour voie étroite. Non compris, en outre, G voitures automotrices, dont 5 électriques et 1 à vapeur.— (4) Y compris le matériel roulant affecté à la partie suisse de la ligne de Lyon à Genève. Dans les 6.658 voitures sont compris les 100 véhicules électriques de la ligne de Chainonix,
  - LE MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
- p.500 - vue 511/521
- - DÉCOMPOSITION DES DÉPENSES DE TRACTION ET D’ENTRETIEN DU MATÉRIEL ROULANT
  - RÉSEAU RÉSEAU RÉSEAU DE L’OUEST RÉSEAU RÉSEAU RÉSEAU ENSEMBLE RÉSEAU
  - DU NORD DE l/EST lignes à voie DE L’ORLÉANS DE PARIS-LYON MÉDITERRANÉE (9.397 km) DU MIDI (.g) DE L'ÉTAT
  - (3.765 km) (4.922 km) normale (5.538 km) (7 166 km) (3.830 km) (34.923 km) (2.916km)
  - Parcours des trains de l’ex- km km km km km km km km
  - ploitation 56.489.436 50.283.310 51.353.055 50.204.196 80.791.764 to c« O GO Oî 315.099.014 17.467.866
  - 1" Dépenses totales Dépenses classées dans les fr. fr. fr. (d) fr. fr. fr. • fr. fr.
  - comptes de traction (-}-). Dépenses classées dans les 29.349.077 22.155.954 22.276.576 27.245.865 46.485.908 11.011.940 158.525.320 12.611.358
  - comptes du matériel (re-
  - nouvellement compris).. 23.143.183 14.462.166 14.813.013 14.018.914 40.504.841 7.013.437 115.955.554 5.311.166
  - (a) (b) (b) (b) (b) (/0
  - Autres dépenses 1.053.363 1.008.743 993.150 1.051.719 2.846 135 158.470 7.473.878 399.205
  - Ensemble 55.545.622 37.626.863 38.082.740 42 316.498 89.836.883 18 183.847 281.954.751 18.321.729
  - (+) Les dépenses de com-
  - bustible entrent dans ce if) (0 (h)
  - compte pour 12.257.385 12.089.877 12.028.135 17.199 963 26.173.713 5.995.691 85.744.764 4.650.630
  - 2° Dépenses par kilomètre
  - de train
  - Dépenses classées danstîes U)
  - comptes de traction (++). Dépenses classées dans les 0,520 0,441 0,431 0,543 0,575 0,440 0,503 0,4557
  - comptes du matériel (renouvellement compris).. 0,445 0,287 0,286 0,279 0,501 0,280 0,368 0,3041
  - Autres dépenses 0,019 0,020 0,019 0,021 0,035 0,006 0,024 0,0228
  - Ensemble 0,983 0,748 0,736 0,843 1,112 0,726 0,895 0,7826
  - Les dépenses de combus-
  - tible ressortent par kilo- (/) (i)
  - mètre de train à 0,217 0,240 0,2363 0,343 0,324 0,239 0,272 0,2662
  - (a) Service central (1.206.251 fr)et décompte des parcours des machines et wagons (152.788 fr). — (b) Services centraux et régionaux. — (c) Chauffage des voitures (736.838 fr) et frais généraux (256-312 fr). — (d) Y compris 367.380 fr pour traction par locomoteurs électriques. — Le prix de revient par km de train électrique est de 1,3944 fr.— (e) L’unité de trafic est représentée par un voyageur ou par une tonne de marchandises.— Les transports accessoires de grande ou de petite vitesse ont été assimilés à ces unités en comptant la recette correspondante pour autant de fois un voyageur ou une tonne de marchandises que cette recette contient de fois le tarif moyen perçu par km, soit par voyageur, soit par tonne de marchandises.— (/") Y compris le transport, taxé aux tarifs commerciaux.— {g) Y compris 362.298 fr de dépenses de traction effectuées sur les 305 km de ligne à voie étroite du réseau de l’Ouest. — (h) Non compris ces lignes. — (z) Non compris la traction électrique.— (.;') Y compris les matières grasses._
  - DÉCOMPOSITION DES DÉPENSES DE TRACTION
- p.501 - vue 512/521
- p.502 - vue 513/521
- - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - A Pages.
  - Pages. Atlantic (locomotives) . 24
  - Acide carbonique 102 Atmosphère, pression atmo-
  - Accouplement (bielles d’). . . 246 sphérique 95
  - Adams, soupape de sûreté. . 210 Attache des bandages. . 398
  - Adhérence 369 Attelage de la machine avec
  - Admission de la vapeur dans le tender . . 428
  - les cylindres 293 — Edmond Roy. . 428
  - Agglomérés de houille . . . 110 Automatiques (freins). . 43.)
  - Agrafes de boîte à feu . . . 387 Avance à l’admission . . 298
  - Ajustage des coussinets . . . 45a — à l’échappement. 296
  - Air, composition. . . . . . 95 — linéaire du tiroir. 279
  - Alimentation (appareils d’). . 186 Avaries à la chaudière. . 471
  - Allan, coulisse 313 — au mécanisme. . 472
  - Allen, tiroir 254 — au châssis. . . 476
  - Allumage des chaudières . . 463 Azote 95
  - Angle d’avance Angle de calage des excen- 279 B
  - triques. . 278
  - — — des mani- Bagues (coussinets) . . 246
  - velles 244, 398 — de garnitures . . 237
  - Anthracite 109 Balance (soupapes desûreté à). 209
  - Antitartrique, liquide. . . . 199 Balanciers de répartition. 251
  - Appareils d’alimentation. . . 186 Baldwin, locomotives. . 94
  - — d’épuration de l’eau. 198 Bandages 398
  - — de démarrage des Baromètre de Torricelli . 97
  - locomotives com- Barreaux de grille . . . 129, 464
  - pound 334 Belpaire, foyer. . . . 127
  - Arbel, roues 395 Bielles motrices. . . . 241
  - Articulations des bielles d’ac- — d’accouplement . 246
  - couplement 247 Bissel 422
  - Armaturage du ciel de foyer. . 141 Blackett 6
  - Assemblage des tôles de chau- Blenkins op 6
  - dière 151 Bogies 415
  - Ateliers de construction (ins- Bohler, éjecteur. . . . 221
  - tallation des) 480 Boîte à feu 129, 141
- p.503 - vue 514/521
- - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - S04
  - Boîte à huile Pages. 406, 409
  - — radiale Ed. Roy. . 414
  - — à vapeur .... 231, 233
  - Bonnefond, locomotives. 31
  - — distribution. 321
  - Briquettes 110
  - Brotan, chaudière. . . 218
  - Bouchon fusible. . . . 144
  - Boudins des roues. . . 399
  - Bouilleur Tenbrinck. . . 136
  - Boulon de consolidation. 405
  - Bouton de manivelle . . 243
  - Bras de levier d’une force 115
  - Brunei, voie large. . . 2
  - Buddicom, locomotives. 16
  - C
  - Cadre de foyer 142
  - — de gueulard . . . 142
  - Calage des excentriques. 278
  - — manivelles. 244, 398
  - Calorie, définition . . . , . 91
  - Calorique — ... 85
  - Calorifique (capacité). . 88
  - — (pouvoir) . . 105
  - Capitonnage des foyers . 150
  - Carbone 102
  - Cassures des plaques foyers des 487
  - Cendres 108
  - Cendrier 145
  - Centre de gravité (hauteur du). 251
  - Chaleur, définition . . . 85
  - — latente de fusion 89
  - — — de vaporisation. . . . 90
  - — spécifique. . . - 88
  - Changement d’état des corps . 89
  - — de marche . 284
  - Chapsal, frein continu. . 494
  - Charge des essieux. . . 18, 370
  - — des trains, 33,40,44, 49, 382
  - Chargement du combustible dans les foyers 133
  - Châssis . - . 385, 454
  - — articulé syst. Mallet423, 493
  - — — du Ch. de fer du Nord 424
  - Chaudières, conduite . * . 465
  - Pages..
  - Chaudières, construction,montage, entretien, réparation. 451, 461
  - — à tubes d'eau . . 217
  - — (vidange des). . . 462
  - Cheminée, forme, diamètre. . 178 Cheval-vapeur, définition. . . 114
  - Chronotachymètre...............121
  - Ciel de foyer..................143
  - Circulation de l’eau . . 91, 164
  - — des machines dans
  - les courbes.................411
  - Classification des locomotives. 13: Conductibilité .... 85, 96
  - Coke...........................111
  - Collier d’excentrique .... 276-
  - Combustibles...................107
  - Combustion dans les foyers . 133-Compound (locomotives) . . 332 Compression de la vapeur . . 297' Condensations dans les cylindres............. 297, 333, 352
  - Conduite de la chauffe . 133, 467
  - — des locomotives . . 461 Consommations de vapeur et
  - de charbon................ 382:
  - Construction des locomotives. 451 Contrepoids de l'arbre de relevage ..........................287
  - Contrepoids des roues. . 250, 395-Contre-tige de piston. . . . 236
  - Contre-vapeur..................304
  - Corps cylindrique..............151
  - Corliss, tiroirs...............321
  - Corrosion des chaudières. . . 481
  - Courses des pistons, 17, 31, 39,
  - 52,61, 369*
  - Crampton, locomotives. . . 14
  - — boîte à feu . . . 141
  - Crémaillère (Ch. de fer à) . . 81
  - Crosse de piston...............239
  - Coulisse de distribution. . . 280*
  - — d’Allan.............315
  - — de Gooch.......... 311
  - — de Stephenson . . . 309
  - Courbes (résistance due aux) . 374
  - Coussinets des bielles. . 242, 455*
  - — des boîtes. . . . 407
  - Cug-not, fardier............. 4,
  - Curr J. (rails) ................ 1
- p.504 - vue 515/521
- - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - Pages.
  - Cylindres moteurs................231
  - — distributeurs . . . 260
  - — (détermination d’un
  - point de l’axe)...............488
  - D
  - Débit des injecteurs .... 191 Découvrement intérieur des
  - tiroirs................. . 253
  - Définition de la machine-locomotive........................10
  - Degrés d’admission dans les
  - cylindres.....................360
  - Dépense de charbon des locomotives .... 382
  - — de vapeur...............382
  - Dépouille des coussinets. . . 407
  - Desgeans.................. 195 481
  - Désincrustants...................199
  - Détente (avantages de la) . . 295 Détermination d’un point de
  - l’axe des cylindres...........488
  - Diagrammes d’indicateur . . 355
  - Diamètre des cylindres. 17, 31,
  - 39, 52, 61, 369
  - — des roues.............369
  - Dilatation des chaudières . . 161
  - — des métaux ... 86
  - Dispositifs facilitant le passage des essieux dans les courbes......................411
  - Distribution Bonnefond . . . 321
  - — Ricour...................260
  - Distributions compound et
  - Woolf .... 330 Distribution Durant et Lencau-
  - chez.............328
  - — Joy......................314
  - — Lentz....................329
  - Distributions perfectionnées . 319 Distribution de Stephenson. . 309 — Walschaerts. . . 313 Dôme de prise de vapeur. . . 203 Du Bousquet, locomotives.20, 341 Duterne, garnitures .... 237
  - E
  - Eau d’alimentation...............198
  - — épuration. . 199
  - 505-
  - Pages.-
  - Eau d’alimentat. réchauffage . 194
  - — entraînée avec la vapeur ..... 94, 203
  - Ebullition..................... 93
  - Ecartement des bandages. . . 399 Echappement, tuyaux et
  - tuyère. . . 171
  - — Kœchlin . . 173
  - — Saillot et Bézier 172
  - — (mesure de
  - l'intensité de 1’)............177
  - Effort de traction..............350
  - Ejecteur de goudron Bohler . 221 — Vétillard et Scher-
  - ding..........................220
  - Economie des hautes pressions...............318
  - — du système compound 348
  - Enregistreurs (indicateurs) des
  - vitesses......................120
  - Entraînements d’eau .... 93
  - Entretien des locomotives . . 478
  - Entretoises de foyer . . 147, 453 — Stone............148
  - — des longerons . . 386
  - Enveloppe des chaudières . . 170
  - — des cylindres. . . 231
  - Epinglettes des graisseurs . . 316
  - Epuration de l’eau d’alimentation ........................198
  - Equerres de répartition de la charge des essieux .... 393
  - Equilibre des pièces à mouvement de rotation.............250
  - Equilibre des pièces à mouvement alternatif..............250
  - Espace nuisible des cylindres . 231 Essieux droits et coudés. . . 400
  - Excentriques....................275
  - Explosion des chaudières . . 213
  - Extraction......................462
  - F
  - Fermes en long..................143
  - — en travers................143
  - Fermeture automatique des tubes à niveau d’eau . . . 180
  - Flachat. ........ 11
- p.505 - vue 516/521
- - 506
  - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - Flaman, locomotives. . .
  - — indicateurs des vi
  - tesses..................
  - Forces ...................
  - — (moment des) . . .
  - — (travail d'une) . • .
  - — d’inertie...........
  - Formation de la vapeur . .
  - — du foyer. ...
  - Foyer Belpaire............
  - — porte...............
  - — entretoisement. . .
  - — métal...............
  - — Tenbrinck ....
  - — Wooten................
  - Freins à main.............
  - — continus .... 432
  - — à contre-vapeur. . .
  - Friedmann, injecteurs . .
  - Frottement des tiroirs. . .
  - Fuites de vapeur par les tiroirs
  - G
  - Galop (mouvement de).........
  - Garnitures métalliques.......
  - — Duterne...........
  - — Kubler............
  - — Pile..............
  - — Transatlantique . .
  - Gaz, définition..............
  - — (pression d’un)...........
  - Giffard, injecteur...........
  - Glissières de tête du piston . .
  - Gooch, coulisse..............
  - Gouin, locomotives...........
  - Goudrons de houille..........
  - — — (chauir. aux) Graissage des cylindres et des
  - tiroirs....................
  - Graissage du mécanisme et des
  - essieux....................
  - Graissage du régulateur ....
  - — à la graisse consistante
  - Graisseur Bourdon............
  - — Dynamis................
  - — Lalance................
  - — Mollerup................
  - — Nathan.................
  - Pages.
  - Graisseur à piston P.-L.-M . . 274
  - Gravité ou pesanteur........... 118
  - Grille du foyer................ 128
  - — à secousses................ 135
  - H
  - Heilmann, locomotive élec-
  - trique ...................... 82
  - Herdner. . 231,333,393,410, 423
  - Houille....................... 108
  - Howe, coulisse................. 10
  - Huiles de graissage........... 372
  - Hydrogène..................... 102
  - Hydrocarbures................. 104
  - — (emploi des) . . 218
  - I
  - Indicateurs de niveau d’eau. . 179 Indicateurs (diagrammes d’),
  - 307, 321, 331, 343, 355, 360
  - Indicateurs-enregistreurs des
  - vitesses..................... 120
  - Injecteurs......................186
  - — Friedmann............ 189
  - — Sellers.............. 188
  - — (débit des)...........187
  - Injecteurs (comparaison des
  - types d’).....................195
  - Injection d’eau dans l’échappement .......................307
  - Intensité dutirage (mesure de F) 177
  - J
  - Jessop........................... 1
  - Jeu des coussinets dans les
  - boîtes....................... 411
  - Jeu des coussinetssurles fusées 411 — — de bielles. . 455
  - Jeu des boîtes dans les glissières........................411
  - Joint à rotule..................208
  - Joy, distribution...............314
  - K
  - Kilogrammètre, définition. . . 114 Kœchlin, échappement .... 173 Kubler, garniture.........239
  - Pages.
  - 35
  - 121
  - 112
  - 115
  - 118
  - 117
  - 92
  - 139
  - 127
  - 132
  - 139
  - 146
  - 136
  - 135
  - 431
  - 494
  - 433
  - 187
  - 236
  - 268
  - 248
  - 236
  - 237
  - 238
  - 239
  - 239
  - 97
  - 98
  - ' 186
  - 239
  - 311
  - 16
  - 112
  - 218
  - 269
  - 315
  - 316
  - 317
  - 270
  - 271
  - 276
  - 270
  - 272
- p.506 - vue 517/521
- - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - 507
  - L
  - Pages.
  - Lacet (mouvement de)....248
  - Lachaud, patins de frein . . . 432 Laminage de la vapeur par les
  - Laminage par le régulateur. . 474
  - Largeur des voies.......2, 493
  - Lavage des chaudières... 462
  - Locomotives à câble et à crémaillère .................... 79
  - Locomotives à essieux indépendants..................... 14
  - Locomotives à deux bogies
  - moteurs du Nord........ 60
  - Locomotives à deux et trois essieux couplés................ 18
  - Locomotives à deux et trois essieux non compound . . 30, 493 Locomotives à trois et quatre essieux couplés à voyageurs 40 Locomotives à trois et quatre
  - essieux à marchandises ... 44
  - Locomotives allemandes.... 72
  - — américaines ... 74
  - — anglaises.... 67
  - Locomotives articulées syst.
  - Mallet................ 72, 493
  - Locomotives belges....... 71
  - — Bonnefond .... 35
  - — Buddicom .... 17
  - — compound .... 330
  - — Crampton..... 14
  - — électriques.... 82
  - —• Flaman....... 35
  - — fourgons..... 62
  - — Gouin........ 16
  - —- Outrance..... 35
  - — Ricour....... 35
  - — tenders...... 51
  - — Woolf....... 331
  - Lencauchez et Durant, distribution ..................... 328
  - Lencauchez et Durant, ré-chaulfeur d’alimentation. . . 197
  - Lentz, distribution.......... 329
  - Lethuilier-Pinel, soupapes de
  - sûreté......................212
  - Lethuilier-Pinel,niveaud’eau 183
  - Longerons.................... 385
  - — à barres............... 388
  - Pages-,
  - Longueurs des tubes à fumée. 157
  - Lumières des cylindres .... 234
  - M
  - Mallet, locomotives compound,
  - 4, 332
  - Mallet,locomotives articulées,
  - 72, 493
  - Manivelle..................... 241
  - Manomètre Bourdon............. 184
  - Marche à contre-vapeur .... 303
  - — normale.............. 289
  - — à régulateur fermé . . 300
  - Mariotte (loi de) . ........... 98
  - Masse......................... 117
  - Matage des tôles de chaudières 453
  - Matelassage des foyers.........150
  - Mécanisme............... 229, 454
  - Mèches de graissage........... 316
  - Menus de houille.............. 108
  - Métal des foyers.............. 146
  - — blanc (antifriction) 447, 451 Métaux employés dans la construction des locomotives. . . 447
  - MolIerup, graisseur........... 270
  - Moment moteur, de rotation . 115 Montage des locomotives . . . 451 Montage des essieux (vérification du).......................490
  - Murdoch, locomotive............. 5
  - Murray, tiroir dedistribution. 4
  - N
  - Newcemen, machine à vapeur 3 Niveau d’eau (appareils de) . . 179 Normand (Benjamin) .... 4
  - Nortkin, surchauffeur..........227
  - Numéro des injecteurs......... 187
  - O
  - Ordonnée moyenne (calcul de 1’),
  - 354, 363
  - Orifice des cylindres.........234
  - Origine de la locomotive. ... 1
  - Outram (Benjamin), voie ... 1
  - Oxyde de carbone............. . 102
  - Oxygène ...................... 25
- p.507 - vue 518/521
- - SOS
  - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - P
  - Pages
  - Papin (Denis)................... 3
  - Pare-ringard...................143
  - Parcours d’anciennes locomotives ................... 15, 493
  - Parcours des bandages..........399
  - — essieux............. 401
  - Patinage................ 306, 474
  - Patins de frein à ressorts . . . 432 Pattes d'araignée des coussinets.......................... 408
  - Perte de travail par défaut de
  - détente.................... 352
  - Perturbations dans la stabilité
  - des locomotives........ . 248
  - Pertes de temps pour les démarrages ...................... 32
  - Pesanteur .................... 118
  - Pétrole, emploi comme combustible...................... 112
  - Phases de la distribution, 293, 299
  - Pielok, surchauffeur.......... 288
  - Pistons moteurs............... 235
  - — distributeurs........ 260
  - Plans inclinés................ 412
  - Plaques de garde des boîtes à
  - huile...................... 388
  - Plaques de g. (montage des). . 454 — (vérification du montage des)..................... 489
  - Plaques tubulaires.............141
  - Plombs de foyer............... 144
  - Poids adhérent........... 18, 369
  - Pompe alimentaire............. 194
  - — de compression d’air . 435
  - Pouvoir calorifiquedes combustibles........................ 105
  - Pouvoir vaporisateur.......... 106
  - Presse hydraulique (essai à la) 213 Pression atmosphérique .... 93
  - — absolue............... 97
  - — effective............. 97
  - — dans la boîte à vapeur 365
  - — moyenne dans les cylindres . . ............... 363
  - Pression de calage des essieux. 405
  - — de calage des manivelles 398
  - Principe du changement de marche........................ 280
  - Pages ..
  - Prise d’eau sans arrêt....... 429'
  - Puissance, définition..........114
  - — des locomotives, 24,
  - 30, 380
  - Purgeurs des cylindres....... 232.
  - R
  - Rampes fictives. ..... 40
  - Ramsbottom,prise d’eau sans
  - arrêt.... 428 . — soupapes de sûreté .... 213 Rayon d’excentrique .... 276 Rayonnement (chauffage par),
  - 85, 91
  - Réchauffage de l’eau d’alimentation. ......................194
  - Recouvrements des tiroirs . . 252'
  - Recul (mouvement de) . . . 248: Réglage de la distribution . . 456 Règles pour la conduite des locomotives ...... 464
  - Régulateur de prise de vapeur. 204-
  - — graissage. . . 317
  - Régulation du tiroir .... 286 Rendement organique. . . . 115
  - Réparations générales . . . 478
  - — d’une plaque tubulaire de foyer............487
  - Réserve (mise du feu en). . . 470 Réservoir intermédiaire des
  - compound............. 331, 344
  - Résistance des véhicules à la
  - marche . . . 37Î
  - — des machines . . 375
  - Ressorts de suspension . . . 3891 Ricour, tiroirs cylindriques . 260
  - — soupape de rentrée
  - d’air . 261
  - Rig-g-enbacb, crémaillère. . . 81
  - Robinet de frein du mécanicien .........................443
  - Robinets purgeurs des cylindres. . ...................232
  - Rotules................. 429, 471
  - Roues..........................325
  - Roulis (mouvement de) . . . 248 Roy Edmond, boîte radiale . 414 — régulateur. . 207
- p.508 - vue 519/521
- - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - Pages.
  - Moy Edmond,tampons. . . 428 Ruptures d’essieux............405
  - S
  - Sabots de frein à ressorts . . 432 — réglage . . .. 431, 435 .Saillot et Bézier, échappem. 175 Salomon, échappement. . . 20
  - .Sarerjp, machine à vapeur . 3
  - Schmidt, surchauffeur. . . . 225
  - Seg-uin, chaudière.............11
  - Segments de pistons distributeurs ........ 264, 268
  - Segments de pistons moteurs . 235
  - Sellers, injecteur............188
  - Serve, tubes à ailerons. . . 160 Souffleur à couronne .... 178
  - — à jet................178
  - Soupape de rentrée d’air. 232, 261
  - — de sûreté de chau-
  - dières.............209
  - — desûretédecylindres. 232
  - — de prise d’eau de
  - tender............... 429, 476
  - Stephenson..................... 7
  - — coulisse .... 309 Stone, entretoise de foyer . . 148
  - Suspension....................389
  - Stabilité des locomotives. . . 247
  - T
  - Table méthodique des matières ........................ v
  - Tableau de distribution . . . 290
  - Talabot.....................H
  - Talons des bandages .... 399
  - Température de la vapeur saturée. . . . 498
  - — de la vapeur surchauf-
  - fée . . . . 221
  - — des gaz de la
  - combustion. 169
  - Tenbrinck, foy................136
  - Tenders.......................426
  - Tendeur d’attelage............428
  - Tête de piston............239
  - Tige de piston ...... 236
  - 509
  - Pages.
  - Tige de tiroir..................253
  - — de suspension .... 391 Timbre des chaudières. . . . 213
  - Tirants de foyer................142
  - Tiroirs.........................252
  - — à canal.................254
  - — à pression réduite. . . 258
  - — cylindriques syst. Ri-
  - cour. . . 260
  - — — des Ch. de l'ei-
  - de l’Est. . 268
  - — (frottement des) . . . 251
  - — (réglage des) .... 457
  - Torricelli, baromètre. ... 76
  - Tourillons. . .. ...............244
  - Tout-venant (charbon). . . . 108
  - Traction électrique..............82
  - Travail, définition.............112
  - — de la vapeur .... 354
  - — des locomotives . . 370
  - Triple valve....................444
  - Tubes à fumée . ..... 153
  - — Serve..............160
  - — longueur, diamètre . . 157
  - — (métal des).........154
  - — indicateurs de niveau
  - d’eau..................179
  - Tuyau de prise de vapeur . . 203
  - U
  - Usure des tiroirs...............254
  - — des segments de tiroirs
  - Ricour........................266
  - Utilisation de la vapeur dans les cylindres ...................350
  - V
  - Valves d’échappement. . . . 172
  - Vapeur d’eau.....................92
  - — laminage . . . 352, 359
  - Vaporisation.....................92
  - — (répartition de la). 168 Vapeur saturée...................99
  - — surchauffée. . . 100, 221
  - Vérification du montage des
  - plaques de garde..............486
  - Vidange des chaudières . . . 463 Viroles des chaudières . „ . loi
- p.509 - vue 520/521
- - 510
  - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - Pages.
  - Viroles des tubes à fumée . . 156 — — (procédés pour
  - retirer les) . . . . . . 486
  - Vis de changement de marche. 284
  - Vitesse angulaire . . . . 397
  - — des trains express France. . . . en 32
  - — des trains express Allemagne . . . en 74
  - — des trains express Amérique. . . . en 77
  - — des trains express Angleterre . . . en 71
  - Voie normale 2
  - — large ....... 2
  - Pages.
  - Voie étroite.................493-
  - Voitures automobiles. . . . 63
  - Voûtes en briques............131
  - W
  - Wagon-top (chaudière) ... 79
  - Walschaerts, distribution. . 313
  - Watt........................... 4
  - Webb, locomotive compound. 335 Westing-house, frein continu. 433. Woolf, double expansion . . 4
  - — machines..............330
  - — distribution. . . 344, 346'
  - Wooten, foyer, .... 135
  - Tours, imprimerie Dcslis Frères, G, rue Gambetta.
- p.510 - vue 521/521