quand le mécanicien fait tourner cet appareil, il pousse devant lui une colonne de sable qui s'écoule par les tuyaux. La figure 573 représente la coupe verticale de ce distributeur adapté à la boîte à sable.

Pour régulariser encore le débit de la sablière, on se sert souvent de l'appareil Gresham, qui comporte un petit éjecteur à vapeur installé en avant de la roue motrice; le jet de vapeur en s'échappant aspire le sable et le répand avec une grande régularité et dans la proportion. voulue sur le rail.

106

500.

520

Sur les lignes françaises, où la consommation de sable n'est pas très grande, la capacité des sablières ne dépasse guère un hectolitre. Sur les lignes à fortes pentes, où l'on a à lutter fréquemment contre le patinage des machines, la consommation de sable est bien plus grande et les dimensions des sablières sont plus considérables. A la traversée du Semring (Autriche), où les rampes sont de 25 millimètres, cette consommation atteint 2000 mètres cubes par an.

Fig. 573.

Boite à sable.

L'emploi du sable est surtout nécessaire: 1o au démarrage des trains, parce qu'on demande à ce moment à la machine un surcroît d'effort de traction; 2o sur les longues rampes, parce que l'effort de traction y doit être également plus grand, pour vaincre la gravité; 3° dans les souterrains, à cause de l'humidité permanente qui y règne et qui diminue beaucoup l'adhérence. Il peut donner également un surcroît de sécurité en augmentant l'action des freins. C'est ainsi que, lorsqu'un mécanicien siffle aux freins en présence d'un obstacle et qu'il doit par suite arrêter son train dans un délai très court, il ne doit jamais négliger de jeter du sable, pour augmenter l'efficacité des freins.

Appareils d'alimentation. - L'alimentation des chaudières de locomotives, qui avait lieu autrefois au moyen de pompes, se fait aujourd'hui presque uniquement à l'aide de l'injecteur automoteur inventé par M. Giffard, qui comporte d'ailleurs de nombreuses variétés et dont le principe est le suivant l'eau d'alimentation est envoyée dans la chaudière au moyen d'un entraînement produit par un jet de vapeur emprunté à la chaudière elle

même.

La figure 574 représente la disposition de l'appareil Giffard primitif. Il se compose d'une tuyère A, dans laquelle on peut faire arriver la vapeur par leconduit F; d'une cheminée B, destinée à recevoir le jet de vapeur et à le lancer dans le tube divergent C, après qu'il s'est condensé au contact de l'eau arrivant par le tuyau G; d'une aiguille H, se mouvant dans la tuyère au

moyen de la manivelle h, de manière à ouvrir ou à fermer l'orifice de cette tuyère.

Pour pouvoir, avec cet appareil, aspirer l'eau par le conduit G et alimenter la chaudière, il faut d'abord faire remonter l'eau jusqu'en A; à cet effet, on retire très peu l'aiguille H, un jet très fin de vapeur se produit et chasse

par entraînement l'air contenu dans la cheminée et dans le tuyau G. L'appareil s'amorce et l'eau arrive dans le regard D. On tire en grand l'aiguille H; la force vive du jet devient de plus en plus grande et finit par l'emporter sur la pression de Vapeur la chaudière; l'alimentation peut donc se produire.

Bau

La quantité d'eau débitée par cet appareil doit pouvoir varier avec sa température et avec la pression; on la modifie en rapprochant plus ou moins la tuyère A de la cheminée B ; c'est l'orifice annulaire compris entre ces deux pièces qui règle le débit. La tuyère se prolonge par un cylindre creux jusqu'en K, où elle est munie d'une oreille mue par la vis J. Au droit de l'arrivée de vapeur F. des trous percés dans le cylindre qui prolonge la tuyère pour permettre à la vapeur d'y pénétrer.

L'injecteur Giffard' a été plus ou moins modifié et perfectionné par différents inventeurs, MM. Turck, Friedmann, Webb, Bouvret, etc., qui y ont apporté diverses simplifications destinées à en rendre le fonctionnement plus sûr. Ce sont les types d'injecteurs établis par ces différents inventeurs qui sont maintenant employés par les compagnies françaises.

Quelle que soit la variété à laquelle il appartient, l'injecteur a sur la pompe ordinaire un avantage considérable, puisqu'il permet d'alimenter même pendant les stationnements.

1 Brevet du 8 mai 1858.

La hauteur d'aspiration avec les injecteurs est toujours assez faible; elle ne doit guère dépasser 1 mètre à 1,20 m. En outre, comme le fonctionnement de l'appareil est dû à la condensation du jet de vapeur au contact de l'eau aspirée, ce fonctionnement est d'autant plus satisfaisant que la température de l'eau est plus basse.

En pratique, cette température ne doit pas dépasser 40 à 50° environ; elle peut être d'autant plus élevée que la pression de la vapeur est plus grande. Le débit d'un injecteur peut être représenté par la formule suivante :

q est le débit en litres par seconde;

k un coefficient variant de 0,90 à 1;

s la section minima du tube divergent en centimètres;

p la pression effective à la chaudière en kilogrammes par centimètre carré. Pour une chaudière fonctionnant à 9 kilogrammes, avec un injecteur dont le divergent aurait 9 millimètres de diamètre, la formule donnerait : q 1,7 1. à 1,9 1. par seconde.

Pour mettre un injecteur en marche, il faut :

1° Fermer complètement l'aiguille et ouvrir successivement en plein le robinet de vapeur et le robinet d'eau;

2o Ouvrir lentement l'aiguille de 1/4 de tour environ, jusqu'à ce que l'eau jaillisse par le dégorgeoir;

3o A ce moment, ouvrir l'aiguille jusqu'à fond de course.

Quand l'injecteur refuse de fonctionner par suite de l'échauffement de l'eau du tender, le mécanicien doit refroidir cette eau, en renouvelant son approvisionnement aussitôt qu'il le peut.

Dans le but d'assurer en tout temps l'alimentation, pour le cas où l'appareil viendrait à se déranger, les machines possèdent soit deux injecteurs soit un injecteur et une pompe ordinaire.

Appareils de sûreté.

Conformément aux prescriptions du décret du 30 avril 1880, chaque chaudière de locomotive est munie des appareils de sûreté ci-après :

1° Deux soupapes, chargées de manière à laisser la vapeur s'écouler, dès que sa pression effective atteint le maximum indiqué par le timbre. La charge du levier des soupapes est obtenue par un ressort en spirale, tendu de manière à satisfaire à la condition ci-dessus et qu'on appelle balance de sûreté;

2o Un manomètre, généralement le manomètre métallique de Bourdon, qui indique en kilogrammes la pression effective dans la chaudière ;

CHEMINS DE FER, T. III. 2. édit.

3o Deux tubes en verre indicateurs du niveau de l'eau, qui communiquent librement avec la chaudière et portent une marque très apparente, indiquant le niveau au-dessous duquel l'eau ne doit jamais descendre.

Mentionnons encore les bouchons fusibles, formés d'un noyau enchâssé dans un tampon en cuivre ou en fer, qui est vissé dans le ciel du foyer. Leur but est de protéger cette partie de la chaudière contre les coups de feu, qui peuvent résulter de l'abaissement du niveau de l'eau au-dessous du ciel du foyer. Lorsqu'un coup de feu se produit, le bouchon de plomb fond immédiatement et la vapeur, se précipitant dans le foyer, éteint le feu.

Chaque chaudière possède enfin un sifflet formé par une cloche de bronze, qui entre en vibration sous l'action d'un jet de vapeur, et des bouchons de vidange, placés à la partie inférieure et fermés par des autoclaves.

EXPLOSIONS DES CHAUDIÈRES.-Indépendamment des explosions qui peuvent se produire par suite d'un manque de résistance d'une chaudière neuve ou d'une diminution de résistance d'une chaudière usée ou altérée par des dépôts, nous devons signaler celles qui sont dues aux causes accidentelles suivantes :

1° L'augmentation brusque de pression. - Elle se produit le plus souvent par suite du calage des soupapes, qu'il soit le résultat d'un accident ou celui de la volonté du mécanicien. Si invraisemblable que cela paraisse, on a vu des mécaniciens caler leurs soupapes, c'est-à-dire les empêcher de fonctionner et risquer ainsi leur vie et celle de beaucoup d'autres personnes, dans le but d'obtenir une plus grande pression, leur permettant de gagner une prime ou d'éviter une amende. Avec une bonne chaudière, timbrée à 8, il suffit de vingt minutes du calage des soupapes pour que la pression atteigne ou dépasse 20 atmosphères, ce qui rend une explosion imminente. L'observation attentive du manomètre doit avertir le mécanicien et le mettre à l'abri de cette cause d'explosion, lorsqu'elle n'est pas due à un calage volontaire des soupapes.

2° La surchauffe. -Elle est due le plus souvent à la baisse exagérée du plan d'eau; quand elle se produit au foyer, elle diminue la résistance des tôles par suite de l'élévation de la température. A 350°, la résistance du cuivre diminue de 25 p. 100; au rouge, elle diminue de 90 p. 100 et une explosion est certaine. On évite cette cause d'explosion par une observation attentive des indicateurs de niveau d'eau; de plus, quand un mécanicien s'aperçoit d'un commencement de surchauffe, il doit abattre rapidement son feu et n’alimenter que lorsque la tôle a repris sa température normale; autrement, le contact de l'eau avec la tôle surchauffée pourrait produire une vaporisation très abondante susceptible d'amener une explosion.

CHAPITRE II

LE MÉCANISME

1er. Distribution de la vapeur.

$2.

§ 3.

Distribution par excentrique circulaire et tiroir en coquille. Etude de la distribution. Epure circulaire de Reech. Changement de marche. Coulisses de Stéphenson, de Gooch, d'Allan ou de Trick. seul excentrique de Walschaert.

- Pistons.

Distribution à un

Tiroirs.

Bielles.

Organes principaux du mécanisme. - Cylindres. Modifications apportées par M. Ricour aux locomotives du réseau de l'Etat. papes de rentrée d'air. Tiroirs cylindriques. Augmentation du rendement des

Sou

machines en travail utile. Amélioration de l'adhérence. Ecrans réfractaires. Surfaces de moindre résistance. - Influence de ces modifications sur le prix de revient de la traction.

Le mécanisme comprend l'ensemble des appareils destinés à utiliser la pression de la vapeur pour produire le mouvement des roues de la locomotive; c'est lui qui constitue la machine proprement dite.

Il se compose essentiellement, dans les locomotives à simple expansion, de deux cylindres conjugués, dans lesquels la pression de la vapeur produit, au moyen d'organes de distribution convenablement disposés, le mouvement rectiligne alternatif de deux pistons; les tiges de ces pistons déterminent, au moyen de deux manivelles calées à angle droit sur l'essieu moteur, la rotation des roues de cet essieu, et, dans les machines qui ont besoin d'un grand poids adhérent, des bielles d'accouplement rendent le mouvement des roues porteuses solidaire de celui des roues motrices.

Avant de décrire sommairement ces différents organes, il est nécessaire d'exposer les principes des mécanismes les plus employés pour distribuer la vapeur aux cylindres des locomotives.

La figure 575 représente sommairement les dispositions essentielles de la distribution par tiroir plan.