jeanflop/post-ocr-correction huggingface dataset:
complet à cet égard, comporte encore d'autres appareils utiles, mais non aussi indispensables, tels que : l'appareil qui donne la direction et la pression de l'air pendant la marche, le scrutateur de la voie, l'explorateur des défectuosités des voitures, l'enregistreur de vitesse, les enregistreurs du frein à air comprimé, donnant les efforts d'enrayement du sabot sur les roues, les efforts sur le sabot, les variations de la pression d'air dans la conduite générale, etc. UTIMUM DE L'ERGOMÈTRE. — Grâce à l'ergomètre, qui comporte d'ailleurs un totalisateur de travail, on peut rapporter la consommation de charbon et d'eau, ou d'énergie électrique
rapporter la consommation de charbon et d'eau, ou d'énergie électrique dans le cas de locomotives électriques au travail livré au train complet (locomotive et tender compris), ou à la puissance livrée, en faisant la notation du temps au cours des essais. C'est un des facteurs d'exploitation des plus utiles à connaître, en vue d'inciter l'exploitant à diminuer la consommation d'énergie nécessaire à la propulsion des véhicules. Il serait même nécessaire de pouvoir l'établir d'une façon constante pour tous les trains, de manière à intéresser le mécanicien ou le conducteur à épargner le plus de charbon ou d'énergie électrique possible. Sur
épargner le plus de charbon ou d'énergie électrique possible. Sur le locomoteur lui-même devrait se trouver le puissance-mètre, qui enregistrerait d'une manière continue la puissance mécanique livrée au train par la machine. En attendant que les progrès de la construction mécanique soient tels qu'un appareil robuste de cette espèce puisse être réalisé sur la base des principes exposés ci-après, l'intérêt qu'il présente, même dans sa construction et sa conception d'ordre scientifique, est très grand pour la navigation, l'aéronautique et les chemins de fer. LE PUISSANCE-MÊTE. L'ergomètre n'est pas applicable à l'étude du mouvement d'un véhicule n'ayant pas de trajectoire fixe
l'étude du mouvement d'un véhicule n'ayant pas de trajectoire fixe dans l'espace, parce que la distance, qui est le facteur de multiplication de la résultante des efforts appliqués au train, doit être mesurée sur une trajectoire fixée d'avance. Dans le cas des chemins de fer, les rails constituent cette trajectoire. La mesure de la distance, qui se fait au moyen d'une des roues du wagon-dynamomètre, n'est pas absolument rigoureuse, bien que satisfaisante en pratique, quant à sa précision. Mieux vaut cependant, quand il est possible, obtenir cette valeur par voie de déductions mathématiques. La mesure de la distance et de
de déductions mathématiques. La mesure de la distance et de quantités, telles que la vitesse, la puissance, etc., des mobiles, dont la trajectoire dans l'espace n'est pas repérée d'une manière continue, offre certaines difficultés. L'appareil utilisé jusqu'à présent en navigation est appelé loch; son principe peut varier, et consister, par exemple : dans un moulinet arraché dont le nombre de tours est l'expression d'une distance; dans la perte piezométrique d'un tube de Pitot; dans l'effort sur une palette de surface donnée; dans le défilage d'une longueur donnée de corde pourvue de nœuds, etc. En observant le loch, en même temps
de nœuds, etc. En observant le loch, en même temps qu'un compteur de secondes, on arrive à déterminer la vitesse, mais très imparfaitement. Comme on le conçoit, les appareils comportent par eux-mêmes des erreurs, et la méthode en contient, du chef du mouvement de l'eau elle-même, des lectures non concordantes, etc. Pour pouvoir obtenir sans trajectoire fixe dans l'espace les valeurs de la distance et de la vitesse, qui sont les éléments du calcul de la puissance, il est nécessaire de connaître deux facteurs principaux, à savoir : 1° l'accélération réelle de vitesse, positive ou négative à chaque instant; 2°
réelle de vitesse, positive ou négative à chaque instant; 2° le temps. Le temps est mesuré par une horloge; l'accélération réelle (déduction faite de la déclivité) est mesurée par le dynamomètre d'inertie de Desdouits, dont l'axe vertical est constamment repéré dans l'espace, quelles que soient les inclinaisons du véhicule qui porte le dynamomètre, et cela au moyen d'un mécanisme gyroscopique. M (fig. 1) est une masse pendulaire pouvant osciller autour du point o, qui appartient au corps dont on veut mesurer l'accélération W. Par suite de son inertie, la masse m reste en arrière et prend une position m', dans
m reste en arrière et prend une position m', dans laquelle elle est en équilibre sous l'action : a) de la tension de la barre om'; b) de la force d'inertie mfg; c) du poids mg. Par rapport à o, on a pour la somme des moments des forces: mWOm' cos [3 - mgOm' sin [3 o. d'où : Wg tg [3 = ordonnée y tracée par la tige prolongée AC du pendule est propre à l'accélération de vitesse induite. Cette ordonnance donne la valeur de l'accélération réelle de vitesse appliquée au véhicule s'il reste horizontal pendant la marche, ce
appliquée au véhicule s'il reste horizontal pendant la marche, ce qui signifie que l'axe I, II, par rapport auquel on mesure, reste lui-même vertical. Mais la verticale du véhicule ne coïncide pas toujours avec la direction de la pesanteur; l'angle i est diminué d'un angle p', ou augmenté d'un angle p" altérant d'autant la valeur de l'ordonnée y. Il en résulte que l'accélération de vitesse réelle appliquée au véhicule n'est pas mesurée avec exactitude. Or, cette exactitude doit être absolument rigoureuse si l'on veut que les quantités qui en sont déduites soient exactes. L'ordonnée y sera toujours l'expression vraie de
déduites soient exactes. L'ordonnée y sera toujours l'expression vraie de l'accélération réelle appliquée au véhicule, à la condition que la verticale I, II soit matérialisée en quelque sorte dans l'espace et que la position du pendule 0m soit constamment repérée par rapport à cette verticale. Pour cela, on se sert d'un gyroscope, qui a pour propriété, comme on le sait, de garder, malgré l'influence de forces extérieures, la position initiale qui lui a été assumée lors de sa mise en marche. Il suffira donc de repérer soigneusement le zéro de l'accéléromètre lorsque le véhicule est au repos, avec la position
l'accéléromètre lorsque le véhicule est au repos, avec la position du gyroscope lors de son lancement. L'emploi des gyroscopes dans la marine, à l'usage de boussoles, est devenu des plus courants. La Compagnie Sperry a fait des centaines d'applications de compas gyroscopiques, dont les résultats sont des plus appréciés en navigation. Tout autre dispositif permettant le repérage exact de la verticale vraie par rapport au pendule, soumis aux forces d'accélération et de gravité, donne la solution; mais, en dehors du gyroscope, il n'apparaît rien qui puisse donner une solution avantageuse. On peut tout au plus contrer l'action de la gravité
On peut tout au plus contrer l'action de la gravité sur la masse soumise à l'accélération de vitesse et en arriver ainsi à constituer un appareil mesurant les variations d'accélération, d'où répondant à l'équation dj = dF/dt. L'utilité du variateur d'accélérations de vitesse peut exister, dans certains cas d'analyse de courbes de démarrage et de freinage des véhicules. Mesure des vitesses. — Le pendule associé au gyroscope (fig. 1) répond ainsi à l'équation : Pour effectuer l'intégration des accélérations depuis l'instant O jusqu'à l'instant T, il suffira de planimétrer la courbe des accélérations inscrites sur une bande de papier, mue
courbe des accélérations inscrites sur une bande de papier, mue par le temps, ou d'en réaliser l'intégration au moyen de la roulette intégrante d'Abdank-Abakanowicz. La vitesse vraie du véhicule est ainsi donnée, par voie de déductions mathématiques rigoureuses des mesures d'accélérations de vitesse et du temps. Or, la précision de la mesure du temps est extrêmement grande, celle de la mesure de l'accélération, grâce à une suspension, pratiquement sans frottement du pendule, peut l'être au moins autant. La valeur de la vitesse qui résulte sera donc, pour le moins, aussi rigoureuse. Mesure de la puissance effective jouée. — L'accélération multipliée
rigoureuse. Mesure de la puissance effective jouée. — L'accélération multipliée par la masse M du véhicule donne la valeur de la force accélératrice F, qui est la résultante des efforts moteurs et résistants, qui agissent sur lui. la valeur y reprise à la figure 1, si on suppose le véhicule horizontal. Sur une pente d'inclinaison (fig. 2), le pendule reste vertical, si le train est au repos et inscrit sur le papier une ordonnée : y = 1g. L'accélération négative inscrite vaut : la force accélératrice correspondante est : F = P tg. Or, P tg p est précisément la
= P tg. Or, P tg p est précisément la composante horizontale de la gravité, qui tend à entraîner un mobile placé sur un plan incliné d'un angle α sur l'horizon. Le pendule d'inertie indique donc l'accélération négative — 9 tg α que prendrait le train soumis à l'effort F = P tg α, si la voie était de niveau. Si le locomotive développe l'effort moteur exactement suffisant pour compenser la résistance au roulement du train, F = 0 ; le train roulera sur une pente comme le ferait un mobile soustrait à toute résistance. Il prendra exactement l'accélération due
mobile soustrait à toute résistance. Il prendra exactement l'accélération due à la gravité V = g tg α. Alors la plume ira de B' en B (fig. 2) et l'accélération lue au diagramme sera égale à zéro, alors qu'elle est nettement positive. L'effort accélérateur inscrit est : F = MW 0. On voit ainsi que le pendule mesure à chaque instant l'accélération due à la résultante des efforts moteurs et résistants, qui agissent sur le train, abstraction faite de la gravité. L'inscription sur la feuille de papier, dont les abscisses sont proportionnelles à la distance parcourue (mue par une des
sont proportionnelles à la distance parcourue (mue par une des roues dans les wagons-dynamomètres) de la résultante des efforts moteurs et résistants ou accélération résultante, donne un diagramme dont la surface planimétrée multipliée par la masse M du véhicule exprime la valeur du travail effectif livré au véhicule. Pour connaître la puissance, il faut observer le temps qui s'écoule entre deux périodes de marche. Si au lieu de faire l'intégration de la résultante des efforts moteurs et résistants (F =: MW) en fonction de la distance on la réalise en fonction de la vitesse, on aura immédiatement la valeur de
fonction de la vitesse, on aura immédiatement la valeur de la puissance effective fournie de ce côté au train. C'est un résultat éminemment utile. En se servant de la roulette intégrante d'Abdank-Abakanowicz, on obtient des lectures directes, au moyen de totalisateurs. Mesure de la distance. — Il suffit de résoudre mécaniquement la multiplication de la vitesse par le temps, comme il résulte de l'équation : La roulette intégrante d'Abdank-Abakanowicz donnera la solution et permettra de lire sur un compteur la distance parcourue. Le puissance-mètre donne, en général, l'expression des facteurs suivants : le temps, la distance, la vitesse, l'accélération, l'effort
suivants : le temps, la distance, la vitesse, l'accélération, l'effort résultant appliqué au véhicule, la puissance fournie, la déclivité de la trajectoire suivie par le corps, les inclinaisons latérales. Tous ces résultats sont obtenus au moyen d'appareils complètement indépendants de la trajectoire suivie par le corps en mouvement. FIG. 3. — Schéma du puissance-mètre. DESCRIPTION DU PUISSANCE-MÊTRE. — Le puissance-mètre comporte (fig. 3) un pendule P de forte masse suspendu à un bâti A, par l'intermédiaire de lames d'acier flexibles S. La masse P conduit un levier à bras légèrement forché, très long, qui conduit les leviers m et n,
forché, très long, qui conduit les leviers m et n, tournant autour des axes l et l'. L'axe de rotation (l') du levier n est monté sur une pièce B qui peut tourner autour de Y. La pièce 13 est sous la dépendance du gyroscope (l), au moyen de la manivelle M et de la bielle i. Ainsi, tout angle pris par le pendule P, par le seul effet de la gravité, est racheté par le gyroscope; et, seuls, les efforts d'accélération feront prendre à la tige 3 (fig. fi), tournant autour de l'axe II, un angle proportionnel à celui
tournant autour de l'axe II, un angle proportionnel à celui du pendule P par rapport à la manivelle B, laquelle marque, à tous moments, dans l'espace, la verticale vraie. C'est l'angle pris par 3, par rapport à la manivelle B, qui donne la valeur de l'accélération réelle, qui anime le corps en mouvement. Le levier m tournant autour de l'axe fixe, prend tout angle quelconque, donné par le pendule; mais il a été montré précédemment que pendant le mouvement du véhicule cet angle indiquait la valeur de la résultante des efforts moteurs et résistants appliqués. Il n'est donc pas besoin
efforts moteurs et résistants appliqués. Il n'est donc pas besoin de connaître l'axe vertical vrai et de repérer la position du pendule P, par rapport à cet axe. L'angle pris par la tige 3 (fig. 4) est reporté sur le cylindre a, par le fait de l'inclinaison de la roulette fortement biseautée V, qui est orientée par le parallélogramme formé des barres b, c, d et e, et dont les axes de rotation des pièces e et b sont appliqués au chariot h et à la roulette Y. La roulette Y est montée sur un chariot i, guidé par les
Y est montée sur un chariot i, guidé par les barres j et k. La position du chariot i, par rapport aux tiges-guides j et h, donne l'expression du produit de l'accélération réelle (inclinaison de la roulette Y) et du temps, c'est-à-dire de la vitesse, lorsque le cylindre a est mû proportionnellement au temps. Par les pièces 1 et l'aiguille m, la vitesse est indiquée sur un cadran et, par les pièces n et o, elle est enregistrée sur la bande de papier. Au cas où les mouvements de roulis du véhicule seraient de quelque importance, la position du pendule
du véhicule seraient de quelque importance, la position du pendule P devrait être modifiée de façon à lui faire tenir sa verticalité dans le plan H (fig. 3), et, dans ce but, tout le système : pendule, bâti, manivelle 13, etc., est équilibré et rendu mobile autour de l'axe ZZi autour duquel le gyroscope (1, conduit le système. Les positions des verticales dans le plan tangent à la trajectoire et dans celui perpendiculaire sont indiquées sur des cadrans et inscrites sur la feuille de papier. L'angle pris par le levier m est reproduit par le cylindre q dont la vitesse
m est reproduit par le cylindre q dont la vitesse est proportionnelle à la position du chariot i sur les guides j et k, au moyen d'un parallélogramme. Le chariot s est pivotée une roulette coupante r, dont l'angle, dans n'importe quelle position du chariot s, est le même que celui du bras m. La multiplication de cet angle (par le temps) résultant lorsque le véhicule est en mouvement) par la vitesse donne la puissance. Un compteur t à un seul sens totalise tous les déplacements du chariot s dans le sens positif (direction du mouvement), tandis que le compteur
le sens positif (direction du mouvement), tandis que le compteur l totalise tous les déplacements du chariot en sens inverse (direction inverse du mouvement). La puissance dépensée pour la propulsion est donc enregistrée en 1, celle absorbée en « retardation » (freinage, contre-vapeur, etc.) l'est en u. La distance étant le produit de la vitesse par le temps, il suffit de reproduire sur un cylindre de temps a la vitesse, par l'inclinaison d'une roulette coupante V. Le déplacement du chariot z, qui porte la roulette coupante V, orientée par un parallélogramme et par un bras appropriés L, dont la position
parallélogramme et par un bras appropriés L, dont la position correspond à celle de la vitesse, donne la distance. Un compteur spécial peut repérer cette position. Le gyroscope G commande la pièce B (fig. 3) et une aiguille v ainsi qu'un style, à l'extrémité d'une tige, qui indiquent et inscrivent les valeurs des déclivités. De même, le gyroscope Gt peut indiquer et inscrire les oscillations transversales et commande l'ensemble II, équilibre (fig. 3). Le cylindre q tourne à une vitesse qui est proportionnelle à la position du chariot i sur le cylindre a, proportionnellement à la vitesse. Pour cela, un
le cylindre a, proportionnellement à la vitesse. Pour cela, un moteur à vitesse variable (ou le différentiel de deux moteurs tournant à vitesses égales et en sens inverse lors de la vitesse zéro, et sur l'un des deux s'exerce l'influence de la position du chariot i sur le cylindre a) est contrôlé par l'indicateur de vitesse. La feuille de papier peut aussi avancer proportionnellement au chemin parcouru; et, dans ces conditions, l'indicateur de distance, chariot entraîné par le cylindre, contrôle la marche de la feuille. RECHERCHES ÉPÉRIALES AU MOYEN DE PÉRIODES DE PROLONGES DANS. — La formule de la résistance
PÉRIODES DE PROLONGES DANS. — La formule de la résistance R des trains comporte une série de termes, comme on l'a vu plus haut. Si l'on fait abstraction des courbes et des déclivités, on trouve quatre termes qui peuvent être groupés dans une formule générale : dans laquelle A, B et C sont des coefficients d'expérience. V est la vitesse en kilomètres par heure, S = la section transversale du train, P = le poids du train remorqué. Plusieurs formules pratiques ont été proposées à la suite des expériences effectuées dans divers pays. Telles sont : La formule de Harding
dans divers pays. Telles sont : La formule de Harding (1856) : R = 0,00083 V2. La formule de Meyer : R = 2,5 + 0,001 V2. La formule de Barbier (Compagnie du Chemin de fer du Nord, 1895) : R = 0,00055 a V2 + 0,0078 b V + 0,49 c. dans laquelle a, b et c sont les coefficients, qui diffèrent suivant le type de matériel envisagé. Ainsi l'on a : Pour des voitures à deux essieux à grand empattement : Pour des voitures à bogies : RÉSISTANCE DU TRAIN REMORQUÉ SEUL. — La valeur R du train
DU TRAIN REMORQUÉ SEUL. — La valeur R du train remorqué seul ne peut être déterminée aisément que par un dynamomètre de traction. Dans le cas d'un train automoteur ou d'un bateau, le dynamomètre de traction devient inutile, car le moteur faisant partie intégrante du corps en mouvement, la résistance au roulement de l'ensemble est la seule à considérer. Si le puissancemètre est utilisé, concurremment avec le dynamomètre de traction, dont les flexions de ressorts sont inscrites sur le papier à diagrammes mû en fonction du chemin parcouru, la détermination de la résistance du train remorqué seul est possible. En
de la résistance du train remorqué seul est possible. En effet, l'effort au crochet (dynamomètre de traction) est égal à la résistance au roulement du matériel remorqué, augmenté de l'effort positif ou négatif de l'accélération et de la force positive ou négative de la gravité. Si r = la résistance au roulement par tonne; p = le poids du matériel remorqué ; y = l'accélération ; i = la rampe ou la pente en millimètre par mètre; f = l'effort au crochet de traction ; on trouve que: chét de traction ; on trouve que : , 1, '1'. ,
traction ; on trouve que : , 1, '1'. , Il 'd' dv Y 1 étant l'accélération réelle, c'est-à-dire dl Le diagramme V (Gg. 5), tracé par le dynamomètre d'inertie (non corrigé par le gyroscope), donne à chaque instant l'ordonnée y qui mesure la valeur W de l'accélération produite par la résultante des efforts moteurs et résistants, quelle que soit l'allure du profil de la voie. L'expression [i] devient alors : valeur de la résistance au roulement du train d'essai trouvée pratiquement. On pourrait aussi enregistrer sur la feuille de papier du puissance-mètre les déclivités de la voie i et
papier du puissance-mètre les déclivités de la voie i et l'accélération réelle y. En introduisant ces valeurs avec leurs signes respectifs dans l'expression [1], on en tire la valeur r. Il est plus rationnel et plus exact de prendre la valeur de la résultante algébrique de l'accélération réelle et de la déclivité et d'introduire cette valeur dans le calcul de la formule [2]. La figure 5 est un fac-similé des inscriptions faites par le puissance-mètre combiné avec un dynamomètre de traction parcourant une ligne de chemin de fer. Les efforts de traction à la barre d'attelage sont mesurés, à une
de traction à la barre d'attelage sont mesurés, à une constante près, par les ordonnées Y positives ou négatives de la courbe I. Les ordonnées y du diagramme V mesurent les résultantes AY des accélérations réelles et des déclivités de la voie. Il suffit de considérer l'allure très mouvementée des courbes 1 et V, pour se rendre compte qu'il est difficile de mesurer en un point donné les valeurs exactes de la résultante des accélérations et de l'effort au crochet. On y arrive pourtant en planimétrant les surfaces comprises entre les courbes et les lignes de zéro, et en divisant
les courbes et les lignes de zéro, et en divisant ensuite les valeurs de ces surfaces par la longueur a, b de la section. On obtient alors des moyennes très exactes des ordonnées Y et y. Ces nombreux planimétrages sont assujettissants; au lieu de planimétrer les surfaces, on totalise, d'une part, le travail des forces accélé ratrices F, et, d'autre part, le travail des efforts au crochet de traction. La totalisation de la puissance livrée au train est effectuée par la roulette fortement biseautée r, qui s'appuie sur le cylindre q (fig. 4) mû proportionnellement à sa vitesse. La totalisation
q (fig. 4) mû proportionnellement à sa vitesse. La totalisation des puissances positives et négatives se fait également au moyen des compteurs t et u. Pour la totalisation du travail des efforts de traction, on a adjoint à la barre qui trace les ordonnées Y un totalisateur, composé d'un plateau tournant proportionnellement au chemin parcouru, et d'un galet s'appuyant sur ce plateau ; ce galet s'écarte de son centre proportionnellement à l'effort de traction p. Supposons que le diagramme de la figure 5 ait été obtenu avec un train de 200 tonnes. Sur le parcours E = 2 320 mètres,
200 tonnes. Sur le parcours E = 2 320 mètres, la résistance r est donnée par la formule 1-2 1, dans laquelle : W = l'effort accélérateur par tonne de train = F. En multipliant par EF, on a : pour le parcours E, on trouve: r étant la résistance moyenne sur le parcours E. j'tydV, est donnée par le compteur totalisateur du travail au crochet de traction. fFdE = K(Z ho), ho étant l'ordonnée de la courbe I au commencement, Z étant l'ordonnée de cette courbe à la fin du parcours, et K étant une constante. La courbe H
du parcours, et K étant une constante. La courbe H donne en réalité fFdv; mais si dans la constante K se trouve aussi introduit le temps qui s'est écoulé depuis a en b, on peut admettre que l'expression K(Z — Z0) donne le travail des forces accélératrices F. La formule [3] devient alors : Supposons que le nombre de kilogrammes lus au compteur des efforts de a en b soit 3 O9 DO ooo ; T l du puissance-mètre étant on a : K(Z — Z0) = 10.IG (67 — 55) = 11'15,76. Remplaçant dans l'équation, on trouve : à
55) = 11'15,76. Remplaçant dans l'équation, on trouve : à la vitesse de 89 kilom. à l'heure, énoncée par le diagramme IV. On peut aussi trouver le terme fFdV de l'expression [3] en faisant la lecture au compteur t qui totalise les puissances, de la différence des nombres indiqués lorsque le train est en a (fig. 5) et lorsqu'il est en b. On a, en effet : I = F X V et P X temps = F X E. H = 0,71 X 200 t = 1 342 kilogrammes. INSistance AU ROULEMENT DU TRAIN ETIEH (LOCOMOTIVE ET TENDER COMPRIS).
INSistance AU ROULEMENT DU TRAIN ETIEH (LOCOMOTIVE ET TENDER COMPRIS). — C'est aussi le cas des trains automoteurs et des bateaux. Cette mesure s'effectue au moyen du puissance-mètre. Pour cela, on ferme le régulateur de la locomotive (on fait une opération analogue dans les bateaux et dans les trains automoteurs) sur une distance E. Soit R la résistance du train entier pendant cette fermeture ; les vitesses V et V' au commencement et à la fin, et les ordonnées de la courbe Y étant Y et Y0, la puissance absorbée par la résistance du train sera : Le compteur u