Note sur les locomotives à grande vitesse et les locomotives-tenders pour lignes d'embranchements à l'Exposition universelle de 1878

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  - NOTE
  - SUR LES
  - locomotives a grande vitesse
  - ET LES
  - LOCOMOTIVES-TENDERS
  - POUR LIGNES D’EMBRANCHEMENTS
  - A L’EXPOSITION UNIVERSELLE DE 1878
  - PA II
  - M. DEGHILAGE
  - EXTRAIT des Mémoires de la Société des Ingénieurs civils.
  - PARIS
  - E. CAPIOMONT & V. RENAULT
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- - NOTE
  - SUR LES
  - LOCOMOTIVES A (MANDE VITESSE
  - ET LES
  - LOCOMOTIVES-TENDERS
  - POUR LIGNES D’EMBRANCHEMENTS
  - A L’EXPOSITION UNIVERSELLE DE 1878
  - PA R
  - M. DEGHILAGE
  - EXTRAIT des Mémoires de la Société des Ingénieurs civils.
  - PARIS
  - E. CAPIOMONT & V. RENAULT
  - IMPRIMEURS DE LA SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS
  - 6, rue des Poitevins, 6
  - 1879
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- - SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS
  - Extrait de la Séance du 7 Mars 1879
  - Présidence de M. Joseni Farcot.
  - M. Degüilage donne communication de sa note sur les locomotives à £rande vitesse et les Locomotives-Tenders h deux et trois essieux accouplés Placés entre deux essieux porteurs.
  - Dans la dernière séance, M. Gottechalk, Président de la section chargée ^ étudier les locomotives à l’Exposition de 1878, a présenté un résumé du raPport, énonçant quelle avait été la marche adoptée pour l’accomplissement de ce travail, et les résultats obtenus. La communication suivante est consacrée aux Machines à grande vitesse et aux Machines-Tenders pour service d’embranchements.
  - Locomotives a grande vitesse. — Depuis la précédente Exposition, il Semble que les études des Compagnies françaises se sont portées vers un bnt commun, le choix de locomotives à la fois puissantes et rapides, répon-dant aux besoins toujours croissants du trafic à grande vitesse. En effet, lacune d’elles avait envoyé au Champ de Mars un type récemment adopté pour ce genre de service; et les Expositions d’Angleterre et d’Italie en iraient, en outre, deux intéressants spécimens.
  - Des six machines exposées par la France, quatre sont la.dernière ^pression de modèles dont on a dû accroître la puissance de vaporisation; teUes sont les locomotives de Paris-Orléans, de Paris-Lyon-Méditerranée, *te l’Ouest et du Nord.
  - Les deux autres sont appelées à remplacer les machines à roues libres eneore en service sur les lignes de l’Est et du Midi.
  - Les huit locomotives ont un caractère commun : Grande surface de chauffe directe, et, comme conséquence, abandon du foyer complètement en porte à faux.
  - Lette solution permet de les diviser en trois groupes (PI. 137) : t Disposition représentée fig. 1 et 2 et consistant à faire supporter 1 arrière du foyer par un quatrième essieu libre : Machines de P.-O. et *te P.-L.-M.;
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- - 2° Celle indiquée par les fig. 2 h 6 plaçant un des essieux accouplés sous le foyer même : Ouest, Nord, Est, Haute-Italie;
  - 3° Celle que reproduisent les fig. 7 et 8 et qui intercale le foyer entre les deux essieux accouplés : Locomotives du Midi et du constructeur anglais Sharp.
  - De ces modifications résulte une augmentation notable de l’empâtement présenté par les essieux extrêmes, qui a l’avantage de faire reposer la machine sur une base plus étendue, la plaçant ainsi dans les meilleures conditions de stabilité; mais les chiffres de 5 mètres, 5m,700, 5m,900 auxquels on a été conduit ont rendu indispensable l’emploi de dispositions spéciales pour le passage en courbes ; aussi l’usage des « plans inclines » donnant un jeu latéral de 10 à 16 millimètres est devenu général, et, P°ur la première fois, le chemin de fer du Nord applique, sur une locomotive française, l’avant-train américain. On ne saurait attacher trop d’importance à cette innovation appelée, croyons-nous, à se propager.
  - Vaporisation. — Considérant d’abord l’appareil de vaporisation, il est intéressant de citer quelques chiffres de comparaison sur les surfaces Je chauffe directes, au moment où un Ingénieur hongrois émet l’idée de la suppression du foyer en tant que producteur de vapeur, ainsi qu’on l’a va dans la dernière séance.
  - Les locomotives de P.-L.-M. et de P.-O. qui ont été le point de départ Je colles exposées avaient une surface directe de 7mq,46 et 8mq,16; celles de l’Exposition atteignent 9mq,00 et 10m<1,600. Ce dernier chiffre est le pi115 élevé; après lui, il faut citer la Machine-Sharp, 9mq,75; celle du Nord» 9mq,37 ; et, comme dimension miniina, celle de l’Ouest, 7mq appelée à dcS services divers.
  - Sur les huit foyers ci-dessus, quatre reproduisent le type Belpaire, avam tageux par la simplicité de sa construction; les quatre autres comprennent un foyerJTembrinck et trois foyers ordinaires.
  - Les tubes, d'après leur longueur, peuvent se répartir en deux classes. on trouve pour six machines des tubes variant entre 3m,28 et 3m,850; P°ur celles de P.-L.-M. et de P.-O., 4m,930 à 5 mètres.
  - A ce point de vue, rien n’a donc été changé aux conditions ordinaire9 de vaporisation.
  - Pour la construction des corps cylindriques la tôle de fer a été seul0 employée; le rivetage à la presse Tweddell a été adopté par la Compagnj6 d’Orléans; les chaudières sont toutes timbrées à 9k à l’exception de ce du Nord timbrée ù 10k.
  - La boîte ù fumée en prolongement du corps cylindrique, c’est-à-dire 0 forme drampton se retrouve sur cinq machines; celles qui font exception sont celles P.-O.. Sharp et Ouest. Pour cette dernière le mode d'assemblage»
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  - adopté d’ailleurs pour toutes les locomotiyes de la Compagnie, consiste à saisir la plaque tubulaire entre deux cornières circulaires rivées, l’une à la chaudière, l’autre à la boîte à fumée.
  - La chaudière anglaise affecte la forme dite télescopique, c’est-à-dire Présentant un emmanchement successif des anneaux; le corps cylindrique de la machine de l’Ouest, pour une longueur de 3m,775 est composé de deux viroles seulement.
  - L’emploi de regards pour la visite du foyer se généralise, et il faut men-honner aussi la disposition des grilles pour former jette-feu.
  - La prise de vapeur, sur les quatre locomotives de l’Ouest, du Nord, du Midi et de l’Est, se fait par le régulateur Crampton mis en communication, P&r un tuyau coudé, avec le sommet d’un dôme de vapeur; sur les autres machines, le régulateur est vertical et dans le dôme même.
  - Afin d’obtenir de la vapeur plus sèche, la machine P.-L.-M. prend la Vapeur sur le foyer par un tuyau aboutissant au sommet du dôme où sont lnstallés, latéralement au régulateur, deux autres tuyaux descendant à ^i-hauteur. Il en résulte un courant continuel tendant à la séparation de l’eau.
  - Les soupapes à levier au nombre de deux, réunies sur le dôme ou placées l’une sur le dôme, l’autre sur une colonnette, à la main du mécanicien, s°nt d’un usage général en France; les Compagnies 'de l’Est et d’Orléans joutent en outre sur le foyer une troisième soupape à charge directe. La machine Sharp, selon la coutume anglaise, avait deux soupapes Ramsbot-l°nu à l’arrière.
  - La hauteur de l’axe de la chaudière au-dessus du rail ne paraît plus Jniposer les mêmes préoccupations à mesure que le poids des machines Augmente et atteint le chiffre de 13 tonnes et plus par essieu. Cette dimension, déjà subordonnée à l’accouplement des roues de grand diamètre, est encore accrue dans les machines à cylindres intérieurs par la nécessité de rendre facile la visite du mécanisme.
  - Pour la machine Sharp, cette hauteur est de 2“,184; pour celle de l’Ouest, he 2D1,1 45 ; pour celle du Nord, 2m,12.
  - Les boîtes à fumée renferment généralement une grille s’opposant à la injection de flammèches et souvent une poche de nettoyage est ménagée h la partie inférieure.
  - La cheminée évasée de bas en haut et sans chapiteau tend à remplacer
  - cheminée classique.
  - Mouvement. — Le mécanisme moteur ne présente que de rares particula-rdés; les mouvements extérieurs (cylindres et tiroirs) dominent, ils sont au nombre de cinq, tous avec coulisses doubles et renversées. La distribution, SUr la machine du Nord, est commandée par des coulisses Stephenson; sur CeHes de Sharp et de l’Ouest, par des coulisses rectilignes. Pour cette der-
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- - nièîe, la coulisse est à deux flasques; les barres d’excentriques sont logées à l’intérieur et le coulisseau l’embrasse extérieurement.
  - Sur la locomotive d’Orléans la bielle de commande du changement de marche agit sur un faux arbre supporté par un longeronnet, et agissant sur l’arbre placé à. la partie inférieure par un mouvement de sonnette. Les tiroirs de cette machine sont en bronze phosphoreux.
  - Les deux types de l’Est et du Midi ont leurs roues motrices à l’arrière; pour commander le relevage on a eu recours, sur la première, à une pièce coudée contournant le dessus du foyer; sur la seconde, l’arbre est sur le loyer même; l’ensemble des deux mécanismes rappelle la disposition Gram-pton, seule comparaison h établir avec ce modèle de locomotive dont la particularité était l’abaissement du centre de gravité.
  - La forme des bâtis de changement de marche varie avec chaque Compagnie; tantôt boulonné sur la chaudière, tantôt reposant sur le longeron et le tablier. Le plus souvent la bielle est attachée directement sur l’écrou; sur la machine de l’Est, selon un procédé anglais, la vis est mobile et l’écrou du volant fixe.
  - Le chemin de fer du Nord emploie d’une manière générale la tête de bielle d’accouplement dite « à bague, » d’origine anglaise; les autres Compagnies conservent les têtes ordinaires à clavette. Les colliers d’excentriques en fer, avec garnitures en bronze sont de plus en plus en usage; sur la locomotive anglaise ils étaient en fonte.
  - Presque toutes les pièces de mouvement sont en fer cémenté; les crosses de pistons et les tiges, les glissières, les bielles motrices souvent en acier doux.
  - Le diamètre des cylindres varie entre 0,420 et 0,457; la machine de P.-L.-M. portait exceptionnellement des cylindres de 0,500; l’Angleterre nous a fourni quelques rares exemples de cylindres d’un volume semblable-
  - Les garnitures métalliques deviennent d’un usage général, et on trouve de nombreuses applications du graisseur sous la main du mécanicien.
  - Le diamètre des roues varie entre 1,900 et 2,100. La Compagnie de l’Est seule a adopté la cote de 2m,300 qui est celle de ses machines Crampton eu service.
  - Le diamètre de 1m,820 qu’on remarque sur la locomotive de la haute Italie, tient ît ce qu’elle fait partie d’un lot primitivement destiné aux traius directs sur la ligne du littoral, et utilisé depuis pour le service de grande vitesse sur la ligne de Turin, Venise.
  - Deux locomotives, celles de Sharp et du Nord ont l’essieu coudé et tout le mécanisme intérieur; celle de l’Ouest, dernière expression d’un excellent type en service depuis vingt-deux ans, a l’essieu Martin dont la Compagnie fait le plus large emploi, et la distribution extérieure. Les manivelles motrices et d’accouplement sont calées dans le même sens pour éviter le tendance h l’ovalisation des fusées.
  - Les contrepoids en forme de croissants, venus de forge avec la roue sont de plus en plus employés.
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  - Longerons, suspension. — Tous les longerons sont en tôle découpée d’un seul morceau; les boîtes h graisse quelquefois en acier coulé, munies de coins de rattrapage.
  - Des huit machines dont il est question ici, trois seulement ont des ressorts indépendants : celles de l’Ouest, du Midi et de Sharp.
  - Sur celles de P.-O. et P.-L.-M., la charge est répartie de chaque côté sur tes essieux accouplés par un balancier latéral articulé à un grand ressort commun. Les Compagnies de l’Est et du Nord emploient l’articulation Lelge consistant en équerres appuyées sur le longeron recevant h une extrémité les tiges de ressorts, et reliées entre elles par une tringle horizontale.
  - La charge sur les essieux accouplés dépasse souvent 13 tonnes; les Machines de l’Est et du Nord présentent le chiffre maximum de 13l,600 (en pression). Sur les essieux libres elle varie entre 10‘,5 et 11l,5, et suites avant-trains du Nord et de la haute Italie, elle est respectivement de ^ tonnes et 7l,5 par essieu.
  - Alimentation.— Pour terminer cet exposé, il est utile de dire un mot des aPpareils d’alimentation et des approvisionnements destinés à accompagner ces différentes machines.
  - Les modèles d’injecteur varient avec chaque Compagnie : la machine de Lyon porte un seul injecteur Delpech, type exclusivement employé depuis ^858 ; la Compagnie d’Orléans et celle du Midi ont adopté depuis plusieurs années l’injecteur Bouvrel. La machine du Midi en avait deux installés horizontalement sur les couvre-roues; pour celle d’Orléans, un seul appa-rril était placé verticalement dans la rampe de gauche, et une pompe h deux plongeurs, produisant l’un l’aspiration, l’autre le refoulement, e! conduits par des excentriques spéciaux était fixée sous le corps cylindrique.
  - Les locomotives du Nord et de l’Est étaient munies d’injecteurs Fried-mann; quant à celle de l’Ouest, elle portait deux injecteurs verticaux, modèle Turck, seul en usage sur cette ligne.
  - La machine de la Haute-Italie présentait, en vue de l’Exposition, deux Perfectionnements récents tendant k alimenter à une température de 70° et Ptes. Du côté droit, un injecleur modifié par M. Mazza; prenant l’eau dans l,u réservoir spécial placé sous letender et en communication avec la vapeur de 1 échappement qui vient s’y condenser; du côté opposé, la pompe-injecteur
  - ^hiazzarri.
  - Sept locomotives étaient accompagnées de leur tender; ceux de la Haute-Italie, de Lyon et du Midi étaient h six roues, ce dernier avec longerons •utérieurs. La capacité atteint souvent 9 à 10 mètres cubes pour leau, 3>°00 h 4,000 kilogr. pour le combustible.
  - Le chiffre de 10 mètres cubes, pour le tender de P.-L.-M., pourra être Porté à 12 mètres en réduisant l’espace destiné au combustible.
  - Les freins à sabots agissant sur les essieux du tender, complètent
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  - l’aclion du frein à contre-vapeur devenu d’un usage général. Toutefois la machine anglaise est pourvue du frein hydraulique Webb, à piston différentiel.
  - Sur la locomotive du Nord se remarquaient le frein à vide (type Smith) à manœuvre électro-automatique; le sifflet électro-automoteur de MM. Lartigue, Forest, Digney, le contrôleur de marche Brunot, le tachymètre électrique (système Delebecque et Banderali.)
  - Enfin il faut signaler la présence de cabines sur les machines d’Orléans, de l’Est, de la Haute-Italie et du constructeur Sharp, et sur les quatre autres un simple écran avec toiture plus ou moins étendue.
  - Locomotives-Tenders à deux ou trois essieux accouplés pour servit d'embranchements (PI. 138). L’Exposition a fourni trois spécimens d’un type nouveau de locomotives destinées à assurer le service sur les lignes d’embranchements, dépourvues de plaques tournantes de grand modèle, où les rampes de 10 à 15 millimètres sont fréquentes et les installations hydrau-liques peu rapprochées.
  - Ces machines portent leurs approvisionnements et sont destinées à effectuer leur service indistinctement dans les deux sens de la marche; elles doivent donc présenter les mêmes conditions de stabilité quelle que soit leur position; et, dans ce but, conserver à leurs essieux extrêmes une charge sensiblement égale.
  - Sur trois locomotives répondant à cet exposé, deux étaient présentées par la Belgique et une par le chemin de fer de l’Ouest; toutes les trois possédaient une disposition commune consistant à intercaler les essieux accouplés entre deux essieux porteurs, celui d’arrière supprimant le porte ù faux du foyer.
  - Les deux machines de l’Ouest et du Central Belge étaient à deux essieux accouplés et longerons intérieurs; la première reproduisant rigoureusement les conditions d’établissement des machines de Banlieue en servit depuis vingt-cinq ans, mais rendue plus puissante par l’agrandissemeu1 de la boîte à feu portée de 1m,200 ù 1m,720. La seconde, d’un type récemment étudié, avait le mécanisme extérieur et la distribution Walschaërt.
  - La locomotive exposée par l’État belge avait six roues accouplées, leS longerons extérieurs et les ressorts indépendants. Elle était la reproduction comme appareil de vaporisation et mécanisme, des machines à six roues adoptées depuis longtemps par l’État belge, mais munie à l’avant et l’arrière, pour les essieux libres, des boîtes radiales du système Ed. lui permettant de franchir des courbes de 80 mètres de rayon.
  - La locomotive du Central Belge portait, avec le frein Lechatelier, un frein ù vis dont les sabots en fonte agissaient sur les deux essieux moteurs» chargés uniformément par l’intermédiaire de balanciers articulés à de ressorts communs. Les injecteurs d’un modèle étudié par M. Wehrenffen nig permettent ù la fois l’alimentation de la chaudière et le réchauffa^ des wagons, disposés d’après le système de M. Belleroche.
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  - Le frein installé sur la machine de l’État belge comporte six sabots en fer disposés pour exercer leur pression dans le même sens, et produire un effort de 3.150 kilog. par bloc. Il peut être actionné à volonté par une vis 0u par l’appareil Westeinghouse; de plus le frein à contre-vapeur, à un seul robinet prenant de l’eau et de la vapeur mélangées, complète les Moyens d’arrêts ci-dessus.
  - Les approvisionnements, pour les trois locomotives se chiffrent de la Manière suivante :
  - Ouest 6mc,500 d’eau — 1.500 kilog. de combustible.
  - Central Belge 5mc d’eau — 3 mètres cubes. —
  - État belge 9mc,950 d’eau — 1.800 kilog. —
  - Les trois machines sont munies d’abris à doubles cloisons vitrées et entièrement couvertes, et de tous les agrès permettant indistinctement 1 attelage dans les deux sens.
  - Telles sont les innovations qui caractérisaient la plus belle fraction du Matériel de chemin de fer qui figurait au Champ de Mars ; des communiions ultérieures feront ressortir celles que présentaient les machines à Marchandises ou pour profils accidentés, et celles destinées à des services sPéciaux, tramways, etc.
  - M. Roy désire compléter cette revue des locomotives par une description icincte d’un type de locomotive qu’il avait exposé sous forme d’un petit Modèle au 1/10e d’exécution. Ce type se distingue par deux dispositions
  - nouvelles.
  - La première se rapporte à son système de coussinets à glissières obliques, appliqué à l’essieu du tender. Ce tender a des longerons rigidement fixés ayec ceux de la locomotive, le long des flancs de la boîte à feu, il n’a qu’un Essieu monté avec des coussinets à glissières obliques, perfectionnés par ^ 'Application de plans inclinés pour supporter la charge, d’où il résulte que Par suite de la composante horizontale de la charge qui repose sur cet es-Sleu, cette composante agit transversalement sur tout l’ensemble du châssis la machine, pour la contraindre à suivre les courbes sans cisaillement, Malgré le parallélisme et la rigidité des quatre essieux accouplés de la échine. C’est en résumé le même mode d’action, sur le châssis des locomotives, que celui exercé par les chevaux des voitures de tramways, tirant °^iquement et vers l’intérieur lorsqu'ils sont dans des courbes.
  - La seconde disposition concerne le mode de chargement du combustible ayant pour but do brûler facilement du charbon tout venant, et d’atteindre Une certaine fumivorité. Elle consiste en une hotte ou carbonisateur de la forme de un quart de cylindre fermée ii sa partie inférieure par une palette Mobile dont l’axe de rotation correspond au centre de la circonférence de a hotte. Ce carbonisateur est placé à l’arrière du foyer, le niveau de la PMclle est un peu au-dessus de la grille, qui est assez inclinée, deux portes s°nt réservées dans l’enveloppe cylindrique, elles se trouvent un peu au-
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  - dessus du tablier du tender, c’est par là que se charge le combustible frais, la cloison de l’arrière du foyer, entre la grille et le haut de la hotte, est ouverte, un écran tubulaire, analogue à l’écran plein duTembrinck, force la flamme à passer devant le combustible frais, déposé dans le carbonisa-teur, par suite, le charbon menu qu’il renferme se coagule et commence à passer à l’état de coke ; lorsque le chauffeur veut charger sa grille, il le falt en faisant mouvoir, par un mouvement de jette-feu, la palette qui lance alors sur la grille un combustible coagulé et déjà en feu au lieu de charbon en poussière.
  - Puis, après cette manœuvre, la palette est ramenée à la position horizontale, le carbonisateur rempli de nouveau combustible frais qui aura Ie temps de commencer sa carbonisation pendant la durée de la combustion de la charge récemment faite sur la grille.
  - 'Des prises d’air et un registre sont établis au haut de la hotte pour faci' liter la combustion des gaz se dégageant du combustible frais.
  - M. Kremer trouve que cette disposition rappelle celle du foyer fumivorc de M. Duméry, avec corne d’abondance placée sur le côté.
  - M. Morandière dit que le système Duméry, essayé il y a une vingtaine d’années, comportait deux trémies ou cornets, elles étaient remplies d charbon que deux pistons faisaient descendre en bas du foyer pour amener le combustible frais sous celui qui était en ignition sur la grille.
  - M. Roy répond qu’il ne revendique pas l’idée du chargement par une trémie pour les foyers de locomotives, qui a été essayée il y a très long' temps dans l’appareil Tembrinck; sa disposition est essentiellement d1' férente et vise une meilleure utilisation du combustible.
  - M. Brull, en considérant l’ensemble des perfectionnements que présentée les locomotives de l’Exposition, ne voit pas qu’ils constituent un progr^s bien sensible en ce qui concerne la vitesse; il lui semble même que Ie* Compagnies aient peu de tendance à accroître la vitesse, tandis qu’au débu des chemins de fer on s’était préoccupé des moyens d’augmenter la rapid* des trains. Les locomotives Crampton sont-elles la dernière solution d problème?
  - M. Deguilage répond que l’on ne peut guère donner à l’appareil de vap° risation de plus grandes dimensions dans les conditions actuelles.
  - M. Mathieu dit qu’en effet on n’a pas dépassé les vitesses de 90 et 4d0 lomôtres à l’heure fournies à l’origine par les locomotives Crampton. elles ne pouvaient autrefois remorquer que 6 à 8 voitures, tandis qu’aujour d’hui elles sont capables de traîner des charges plus lourdes, notannn ^ des Irains de 14 à 16 voilures. C’est là le progrès qui a été accompli et1 fait face aux besoins actuels.
  - M. Brull répond que c’est surtout un progrès pour les Compagnies plu tôt que pour les voyageurs.
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- - M. Roy fait remarquer que cette puissance de traction permet, au grand avantage du public, d’ajouter pour les trains express des voitures de 2me classe.
  - M. Mathieu dit qu’on pourrait bien obtenir des vitesses de 120 kilomètres, mais que suivant lui il y aurait danger. Il n’y a pas lieu de dépasser Une vitesse de 80 à 90 kilomètres qui répond à toutes les exigences. Pour diminuer la durée d’un parcours, il suffit de réduire les temps d’arrêt.
  - — ltr.p. E. Capiomovt et Y. IIenault, rue des Poitevins, 0.
  - Paris
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- - 3CQle Série 12
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  - Volume
  - LOCOMOTIVES A GRANDE VITESSE (EXPOSITION DE 1878 )
  - Fl. 137
  - DIAGRAMMES DONNANT LES DIMENSIONS PRINCIPALES DE L'APPAREIL DE VAPORISATION ET LA POSITION DES
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- - 3cmcSérie 12TCVolume LOCOMOTIVES-TENDERS POUR EMBRANCHEMENTS ( EXPOSITION DE 1878 ) PI. 138.
  - DIAGRAMMES DONNANT LES DIMENSIONS PRINCIPALES DE L'APPAREIL
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