Annales des Mines (1854, série 5, volume 6)
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588 Influence de la pression de la vapeur sur la répartition.
DE LA CONSTRUCTION DES LOCOMOTIVES
TRÈS-PUISSANTES ET A PETITE VITESSE.
La répartition du poids sur les essieux est modifiée par les bosses de la voie, par les déplacements irréguliers de la chaudière relativement aux roues, etc. ; mais elle est soumise de plus à une cause perturbatrice permanente dans son action, variable dans son intensité , c'est la, pression 'de la vapeur sur les pistons; que la machine marche ou non, la distribution des charges varie, à cause de l'obliquité des bielles, par le seul fait de l'admission de la vapeur dans les cylindres. La considération de la pression individuelle sur chaque roue étant plus importante quo celle de la pression résultante sur l'essieu, il suffit d'examiner ce qui se passe de chaque côté de la machine. p désignant l'angle variable de la manivelle avec l'horizontale, p le rayon de la manivelle, b la longueur de la bielle, n la pression totale effective sur le piston, on trouve facilement, pour la composante verticale de l'effort appliqué sin par la bielle à l'essieu moteur, , valeur maxi-
centre de gravité, à la distance d de l'essieu moteur ; 9.° par une force n tanga , agissant à la distance ô de cet essieu ; la résultante P II tang « de ces forces agit à la distance
{3
V b2
sin' p
mum pour R -90° (et pour p =-_ 270., 11 devenant négatif en
même temps que sin p), et égale alors à
IIp
.
Chacune
b2--P2
des roues motrices éprouve ainsi périodiquement, quelle que soit leur position relativement aux roues portantes, un sur-
croît de charge qui s'élève, dans les machines actuelles, à plus de 1.000 kil. Il est vrai que la pression égale, appliquée de bas en haut à la glissière supérieure, compense en partie cette surcharge, mais faiblement, puisque la force dont il s'agit se répartit entre les trois essieux. Détermination de la valeur exacte des limites entre lesquelles peut varier la pression sur chaque essieu, dans une position quelconque de la manivelle.
Sans m'arrêter longuement sur des effets déjà analysés ailleurs (i), je ferai remarquer qu'il est très-facile d'assigner, en tenant compte de l'état de tension du mécanisme, dû à l'admission de la vapeur, les limites entre lesquelles varie la pression sur chaque essieu.
I désignant la distance variable de- la tête du piston à l'essieu moteur, « l'inclinaison variable de la bielle sur l'horizontale, P la moitié du poids suspendu, on voit que la demichaudière est sollicitée : 1° par une force P appliquée à son (I) Des contre-poids appliqués aux roues motrices des locomotives ,.etc.,
noie
Pd
tang
589
"Cela revient donc à une demie-chaudière pesant
P n -bang« P ntang«, au lieu de P, et ayant son centre de gravité à la distance P
811 tang P n tang « , au lieu de d, de l'essieu moteur.
A cause de 1= p cos 5+ b cos«, et sin .= sin {3, ces expressions deviennent : dP IIp Sin 5
V IP p2 sin'
pe0S(3
V O-7 p2 sin' ;?,
Ilp sin p
Ilp Sin
V b0 p2 sin' Telles sont donc les valeurs à substituer à P et à d, dans les expressions (55) : on aura ainsi, pour chaque position de la manivelle, les limites entre lesquelles peut varier la pression sur chaque roue, la roue motrice supportant en outre une charge
np sin ri
V b2
p2 sin' {3
Dans la marche en arrière, les effets sont inverses.: c'est la glissière inférieure qui est pressée, et l'essieu moteur est soulagé d'autant ; mais les phénomènes qui se rapportent à ce sens de la marche sont sans importance. Cette influence de la pression de la vapeur sur la répartition
étant variable et périodiquement nulle, il n'y a pas lieu de chercher à la compenser par une inégalité dans la distribution du poids de la machine froide. Mais il est nécessaire, quand on est conduit à assigner aux pressions individuelles une limite normale déjà très-considérable, de tenir compte des causes qui tendent à l'élever encore, et dont l'accumulation pourrait rendre cette fixation complètement illusoire. Il est clair que dans une
machine où se rencontreraient à la fois toutes ces circonstances : charge réglementaire à froid très-considérable, suspension à ressorts indépendants, contre-poids excessifs, pression très-grande sur les pistons, les rails se trouveraient trèsfréquemment soumis à des pressions énormément exagérées; on doit donc s'attacher à éliminer, parmi ces causes de surcharge, celles sur lesquelles on a prise.
Marche
en arrière.
Conséquence.