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français. Les appareils dynamométriques comprennent: a) Le mécanisme dynamométrique proprement dit; b) La prise de mouvement et l'appareil enregistreur; c) L'indicateur-enregistreur du travail; d) Les indicateurs-enregistreurs de vitesse: tachymètre Amsler à sphère (2), tachymètre Hasler; e) Le potentiomètre; f) L'anémomètre. L'un des enregistreurs de vitesse (le tachymètre Hasler), le potentiomètre et l'anémomètre ont été ajoutés après coup; l'anémomètre fut construit également par la firme Amsler, tandis que l'ergomètre d'inertie fut construit en 1910 par la maison Grieten de Bruxelles. Tous les appareils énumérés plus haut sont décrits en détail dans le fascicule de septembre-octobre 1923 de la Rivista tecnica delle
le fascicule de septembre-octobre 1923 de la Rivista tecnica delle ferrovie italiane. Pour être brefs, nous ne décrirons ici que le dynamomètre proprement dit et le potentiomètre, qui est une application intéressante faite par les chemins de fer de l'État italien du tachymètre Hasler et des disques intégrateurs du travail, afin d'obtenir directement la valeur de la puissance au crochet d'attelage, en l'enregistrant sur deux bandes de papier, dont l'une se déroule en fonction du temps et l'autre en fonction de la distance. a) MÉCANISME DYNAMOMÉTRIQUE PROPREMENT DIT. — Ce mécanisme sert à mesurer et enregistrer à chaque instant les
mécanisme sert à mesurer et enregistrer à chaque instant les efforts de traction ou de compression qui s'exercent respectivement sur le crochet d'attelage ou sur les tampons. Pour expliquer clairement le fonctionnement de l'appareil, nous nous aiderons de la figure 5. Ici encore, comme dans tous les dynamomètres, l'intensité de la force qui agit est mesurée par la grandeur de la déformation élastique d'un ressort déterminé dont on connaît la valeur de la déformation unitaire: le ressort M sert à mesurer les efforts de traction et le ressort M' les efforts de compression. Le levier principal A du dynamomètre est
efforts de compression. Le levier principal A du dynamomètre est constitué, dans la plus grande partie de sa longueur, par deux robustes plaques de fer parallèles, entre lesquelles, à l'extrémité inférieure, sont solidément fixées trois pièces transversales en acier trempé avec un bord ou les deux bords tranchants, en lame de couteau. La pièce inférieure B constitue le point d'appui du levier; en effet, elle est embrassée et maintenue fixe par le cadre F qui est réuni par des boulons à l'appareil de traction D du véhicule. Les couteaux E et E' constituent les points du levier auxquels sont transmis
et E' constituent les points du levier auxquels sont transmis respectivement les efforts de traction et de compression à l'aide des tirants T et C. Enfin les rondelles H et I, faisant partie également du levier, s'appuient contre les ressorts M et M' qu'elles compriment contre les butées fixes L et O. La valeur de la compression de chacun de ces ressorts mesure séparément l'intensité des efforts de traction et de compression; elle est inscrite sur la bande de papier de l'appareil enregistreur. Il est intéressant de voir maintenant de quelle manière on réussit à transmettre aux tirants T et
quelle manière on réussit à transmettre aux tirants T et C les efforts de traction et de compression au moyen d'un mécanisme unique assez simple. Fig. 5. — Schéma du dynamomètre. Lorsque la locomotive exerce sur le crochet G un effort de traction dans le sens de la flèche g, le cadre Q, rendu solidaire du crochet par les tirants q, déplace dans le même sens le plateau P, comprimant le ressort N et, par suite, imprimant un mouvement dans le même sens au plateau P', par réaction du ressort même. Il est bon de noter tout de suite que
même. Il est bon de noter tout de suite que le ressort N fait seulement l'office de système élastique intermédiaire entre la locomotive et le dynamomètre; en d'autres termes, il remplit la fonction du ressort auquel s'articule la tige de traction des véhicules ordinaires et en même temps remplace, comme on va le voir, les ressorts de choc pour les efforts ordinaires de compression, ressorts qui manquent ici tandis qu'ils existent dans tous les autres véhicules. Le mouvement du plateau P' est transmis intégralement, à l'aide des tirants T' et des boutons t, au balancier S qui, par l'intermédiaire du
des boutons t, au balancier S qui, par l'intermédiaire du tirant central T, déplace d'autant le couteau E, faisant prendre au levier A du dynamomètre une position inclinée en avant et comprimant par conséquent le ressort M jusqu'à ce que la réaction de ce dernier rétablisse l'équilibre dans le système. C'est de cette façon que la déformation du ressort M mesure, par sa grandeur, l'intensité de l'effort de traction exercé sur le crochet. Lorsque, d'autre part, la locomotive exerce sur les tampons R du véhicule un effort en sens contraire, ou de compression, celui-ci est intégralement transmis, par l'intermédiaire du
ou de compression, celui-ci est intégralement transmis, par l'intermédiaire du grand balancier J, à la barre rectangulaire V qui, à l'aide des ergots i, pousse dans le même sens le plateau P', comprimant le ressort N, qui, à son tour, par l'intermédiaire du plateau P, des manchons T", des tiges C, du balancier C" et du tirant C, exerce son action sur le couteau E' dans la direction de la flèche s et, par suite, fait incliner en arrière le levier A du dynamomètre, comprimant le ressort M' jusqu'à ce que la réaction de celui-ci rétablisse l'équilibre. Dans l'articulation X
que la réaction de celui-ci rétablisse l'équilibre. Dans l'articulation X on a ménagé, entre le pivot et son logement, des jeux qui permettent au balancier S de rester libre et de ne pas comprimer la tige T lorsque le dynamomètre est soumis à des efforts de compression; de même, d'autres jeux analogues Y, ménagés entre les chapes des bielles C et les pivots qui terminent le balancier C", permettent à celui-ci de rester inactif et, par suite, de ne pas comprimer C quand le dynamomètre est soumis à des efforts de traction. Dans l'intérêt de la simplicité de la description,
de traction. Dans l'intérêt de la simplicité de la description, nous nous abstiendrons d'entrer dans tous les détails de construction de l'appareil; il convient seulement de noter que toutes les barres ou bielles et les pièces susceptibles de mouvement sont guidées et soutenues par des galets ou rouleaux qui ont aussi pour but de réduire au minimum les résistances de frottement, de sorte que, quand les ressorts M et M' sont enlevés, tout le mécanisme se meut avec une facilité extrême, ce qui est favorable à la sensibilité de l'appareil et à l'exactitude des données enregistrées. On a naturellement prévu
et à l'exactitude des données enregistrées. On a naturellement prévu le moyen de fixer rigidement le balancier S à l'appareil de traction du véhicule, par l'intermédiaire de deux grosses chevilles en fer. Dans ce cas, le dynamomètre ne peut plus fonctionner, ni pour les efforts de traction, ce qui est évident, ni pour les efforts de compression, parce que les manchons T' empêchent aussi tout mouvement du plateau P dans le sens de la compression. Dans ces conditions, les efforts auxquels le crochet G est soumis sont transmis au châssis du véhicule d'une façon élastique par l'intermédiaire du ressort N.
du véhicule d'une façon élastique par l'intermédiaire du ressort N. La force qui s'exerce au crochet G (ou celle qui agit sur les tampons R) n'a pas, en pratique, de valeur constante, mais subit, outre les variations dues à l'augmentation ou à la diminution effective de l'effort de traction de la locomotive, les perturbations fréquentes et périodiques causées par les chocs des roues au passage sur les joints de rails, par les inégalités de la voie en général et plus spécialement par les mouvements parasites de la locomotive, produits principalement par la variabilité de l'effort tangentiel sur les manivelles, par
par la variabilité de l'effort tangentiel sur les manivelles, par l'impossibilité d'équilibrer pour chaque vitesse l'inertie des masses animées d'un mouvement alternatif, spécialement sensible dans les locomotives à vapeur, etc. Les variations de la première espèce aussi bien que celles de la seconde sont intégralement transmises, à travers les ressorts N et M (ou M'), au levier principal A du dynamomètre, qui subit par conséquent deux genres de déplacements: l'un utile, parce qu'il fournit le moyen d'enregistrer les variations de l'effort de la locomotive; l'autre inutile, ou plutôt nuisible, parce qu'il a un caractère vibratoire autour de cette position intermédiaire
qu'il a un caractère vibratoire autour de cette position intermédiaire du levier A qui correspond précisément à l'effort effectif exercé sur le crochet de traction. Il en résulte que la courbe du diagramme des efforts de traction que le stylographe relié à l'extrémité supérieure du levier A du dynamomètre trace sur une bande de papier a une allure oscillatoire continue : la courbe de l'effort de traction effectif au crochet de traction est la médiane de cette série d'oscillations tracée par le stylographe. L'ampleur des oscillations, pour certaines locomotives ou pour certaines vitesses, peut devenir excessive, de sorte qu'il convient
pour certaines vitesses, peut devenir excessive, de sorte qu'il convient de la réduire, afin, aussi, de ne pas nuire à la régularité des lectures d'autres appareils (indicateur-enregistreur du travail et potentiomètre). A cet effet, on a appliqué au levier principal A du dynamomètre un amortisseur des oscillations constitué essentiellement par un cylindre K, complètement fermé, dans lequel peut aller et venir un piston U, hermétiquement étanche qui divise le cylindre en deux chambres distinctes, remplies de glycérine. En ouvrant la soupape Z on peut établir une communication entre ces deux chambres par l'intermédiaire des deux conduits z percés dans le
chambres par l'intermédiaire des deux conduits z percés dans le corps du cylindre et remplis également de glycérine. Comme le cylindre K est fixé à l'appareil de traction du véhicule et que le piston U est articulé sur le levier principal A, il est évident que si la soupape Z était complètement fermée, le passage de la glycérine d'une chambre à l'autre étant impossible, le piston ne pourrait pas bouger, étant donnée l'incompressibilité pratique du liquide, et par conséquent il resterait immobile, de même que le levier A, quel que fût l'effort de traction ou de compression agissant sur le
fût l'effort de traction ou de compression agissant sur le dynamomètre; par conséquent, celui-ci ne fonctionnerait pas, d'une manière analogue à ce qui arrive quand, comme il est dit plus haut, on fixe le balancier S à l'aide des chevilles au châssis du véhicule. Il en résulte non moins clairement que le réglage convenable de la soupape Z permet la circulation de la glycérine d'une chambre du cylindre à l'autre et par suite le déplacement du piston U, qui peut suivre dans ses mouvements le levier A, en surmontant toutefois la résistance opposée par le liquide dans son passage à
la résistance opposée par le liquide dans son passage à travers l'étranglement de la soupape Z. En étranglant dans la mesure voulue la lumière libre de passage de la dite soupape, on peut faire atteindre à cette résistance une aussi grande valeur qu'on veut pour les mouvements rapides, tels que le sont précisément les vibrations du levier A, tandis que les déplacements plus lents, dus à une variation de l'effort de traction, n'en sont pas influencés. On obtient ainsi le résultat consistant à réduire l'amplitude des oscillations du diagramme dynamométrique sans en altérer la forme. De la description ci-dessus de
sans en altérer la forme. De la description ci-dessus de l'appareil dynamométrique, il résulte à l'évidence que son fonctionnement est parfaitement régulier, soit quand le véhicule est orienté, comme cela se fait toujours autant que possible, dans le bon sens par rapport à la marche du train, c'est-à-dire avec le crochet de traction G attaché au tender de la locomotive, soit quand il se trouve orienté en sens inverse. D'ailleurs, la fonction des deux ressorts du dynamomètre reste la même, car M est toujours celui qui enregistre les efforts de traction et M' les efforts de compression. Il faut seulement
traction et M' les efforts de compression. Il faut seulement ne pas perdre de vue que dans le premier cas les efforts mesurés sont ceux qui s'exercent sur le crochet du tender, c'est-à-dire qu'ils comprennent les efforts de remorque de la voiture même qui fait donc, avec son poids, partie intégrante du train, tandis que, dans le second cas, les efforts mesurés sont ceux qui s'exercent sur le crochet d'arrière du véhicule et que, par suite, son poids ne fait plus partie du train, de sorte que les efforts nécessaires pour sa remorque ne sont pas mesurés. Le potentiomètre fut
pour sa remorque ne sont pas mesurés. Le potentiomètre fut appliqué par les chemins de fer italiens postérieurement à la construction de la table des appareils; il indique et enregistre à chaque instant la puissance, en chevaux vapeur, développée par la locomotive sur son propre crochet d'attelage. Ce résultat est obtenu grâce à la combinaison de deux appareils: un intégrateur du travail et un tachymètre Hasler du type communément employé sur les locomotives. En d'autres termes, de même qu'avec un tachymètre on obtient la mesure de la vitesse en fonction de la distance parcourue en un temps donné, de même
de la distance parcourue en un temps donné, de même on obtient la mesure de la puissance avec un appareil analogue indiquant le travail fourni en l'unité de temps. L'arbre vertical de la prise de mouvement sur l'essieu du véhicule entraîne le plateau horizontal 77 qui tourne avec une vitesse proportionnelle à celle du véhicule (fig. 6 et 7). Ce plateau devant avoir un sens de rotation unique, quelle que soit l'orientation du wagon-dynamomètre par rapport au sens de la marche du train, et la prise de mouvement se faisant directement sur l'arbre principal du dynamomètre, qui tourne dans les
directement sur l'arbre principal du dynamomètre, qui tourne dans les deux sens, il a fallu munir l'arbre 76 de deux roues coniques 75a et 75b, montées folles sur lui, mais portant au milieu deux dents rapportées qui se mettent en prise avec les dents correspondantes taillées dans le manchon 76'; ce dernier est calé sur l'arbre, mais on peut le faire glisser longitudinalement et, par suite, faire engager une de ses dents avec l'une ou l'autre des roues coniques 75a et 75b. Étant donnée la disposition des deux dents du manchon 76' et celui-ci étant fixé, à l'aide de la
manchon 76' et celui-ci étant fixé, à l'aide de la vis de pression d, dans l'une ou l'autre de ses deux positions extrêmes, on peut faire toujours tourner le plateau 77 dans le même sens, puisqu'il est conduit par l'une ou l'autre des deux roues coniques 75a et 75b dont une seule est rendue, par sa propre dent, solidaire de l'arbre. Le plateau 77 est poussé par le ressort 78 (dont on peut régler la tension à l'aide de la vis 79) contre le disque intégrateur 80 que le plateau amène par adhérence à tourner autour de son propre axe
amène par adhérence à tourner autour de son propre axe lorsque son point de contact avec le plateau même ne coïncide pas avec le centre de ce dernier. Le disque 80 est porté par l'arbre 81, relié à l'aide d'un joint Cardan, qui en permet la rotation, à un point du levier principal A du dynamomètre et, par suite, il obéit à tous les mouvements de ce dernier, se déplaçant en avant ou en arrière, par rapport au centre du plateau, le long d'un diamètre longitudinal, c'est-à-dire parallèlement à l'axe du véhicule. On sait que, dans ces conditions, le nombre
du véhicule. On sait que, dans ces conditions, le nombre de tours du disque 80, multiplié par une constante, donne le travail développé; ou aura donc directement la puissance en mesurant le travail développé dans l'unité de temps, ce qu'on obtient en mesurant le nombre de tours du disque dans l'unité de temps, c'est-à-dire la vitesse de rotation du disque même. Cette vitesse est mesurée par le tachymètre Hasler du type normal 82 et enregistrée sur la bande correspondante, qui se déroule en fonction du temps; par suite, la courbe des vitesses de rotation du disque 80, c'est-à-dire la courbe
des vitesses de rotation du disque 80, c'est-à-dire la courbe des puissances développées par la locomotive sur son propre crochet d'attelage, est tracée directement sur cette bande. Dans l'appareil intégrateur du travail du potentiomètre, il n'est pas possible, pour des raisons de construction évidentes, de faire cesser la rotation du disque intégrateur 80 lorsque les efforts de compression sont transmis au wagondynamomètre, c'est-à-dire quand le point de contact du disque avec le plateau se reporte en arrière relativement au centre de celui-ci. Comme, dans un tel cas, le sens de rotation du disque 80 se renverse, tandis que celui de
rotation du disque 80 se renverse, tandis que celui de l'arbre vertical 83 de l'appareil tachymétrique doit Fig. 6 et 7. — Montage du potentiomètre. 560 — être unique, la roue conique qui engrène avec la roue 84 de l'arbre 81 n'est pas calée sur son arbre 83, mais est libre sur lui. Mais son moyeul est muni de dents qui, engrènant avec les dents correspondantes d'un manchon calé sur l'arbre même et poussé par un ressort à se mettre en prise, entraînent l'arbre dans un seul sens de rotation, tandis que dans l'autre il le laisse immobile, puisque le
tandis que dans l'autre il le laisse immobile, puisque le manchon peut faire un mouvement brusque à chaque tour et comprimer le ressort. Dans ce cas, par conséquent, la vitesse de rotation du disque, autrement dit la puissance développée à la suite d'efforts de compression, n'est pas enregistrée par l'appareil. Sur la bande tachymétrique, l'appareil Hasler enregistre aussi, comme on le sait, les distances parcourues en marquant un signe chaque demi-kilomètre, par exemple, c'est-à-dire après chaque nombre déterminé de tours accomplis par la roue de la locomotive qui communique le mouvement à l'arbre vertical 83 du tachymètre; la signification de
mouvement à l'arbre vertical 83 du tachymètre; la signification de ces signes sur la bande du potentiomètre, c'est-à-dire du tachymètre employé comme indicateur enregistreur de puissance, est facile à déduire parce que la marque se produit après chaque nombre déterminé de tours de la roue 80 qui communique le mouvement à l'arbre vertical 83, c'est-à-dire sera proportionnelle au travail développé sur le crochet d'attelage de la locomotive. Par conséquent, chaque espace compris entre deux points de l'hodographe représentera, à une constante près, une quantité déterminée de travail développé par la locomotive. L'enregistrement de la puissance est ensuite reporté aussi sur
locomotive. L'enregistrement de la puissance est ensuite reporté aussi sur la grande bande continue de papier: on obtient ainsi la courbe des puissances en fonction de la distance. Appareils de mesure sur la locomotive. Pour les expériences avec les locomotives à vapeur, les appareils essentiels de mesure que possède l'Administration des chemins de fer de l'Etat italien sont les suivants: 1° Indicateurs de pression pour cylindres-moteurs: Crosby (1900), Rosenkranz (1904), Majlak (1910), tous avec tambour à déroulement continu du papier; 2° Planimètres polaires Amsler; 3° Appareils pour la mesure du titre de la vapeur de Peabody, modifié par Max Innes,
titre de la vapeur de Peabody, modifié par Max Innes, et de Râteau; Il n'a pas encore employé d'indicateurs optiques à cause de leur construction compliquée et des sujétions considérables auxquelles ils donnent lieu dans le relevé des diagrammes et qui ne rendent pas pratique leur emploi sur les locomotives. [Voir The Engineer, 26 janvier 1923, p. 100 à 102: « Micro-indicator for high speed engines » (Micro-indicateur pour machines à grande vitesse).] 2) Voir Praktische Anleitung zum Gebrauch und zur gründlichen Prüfung des Polar-Planimeters (Instruction pratique pour l'emploi et la vérification complète du planimètre polaire). Zurich, 1891. — V.
la vérification complète du planimètre polaire). Zurich, 1891. — V. REINA. Geometria pratica, p. 227. — Théorie générale, description, emploi et fonctionnement des planimètres et leurs résultats pratiques, par G. COBADI. Zurich, 1904. 3) Voir Revue de mécanique, 1911, p. 38 et suiv.: « La production économique de la force motrice: détermination de l'humidité de la vapeur », par M. IZART. — Teoria della macchina motrice industriali, par B. GARUFFA. Vallardi, 1915. — Il laboratorio sperimentale, Direction des constructions navales de l'arsenal royal de Spezia, par C. A. BERTELLA, ingénieur, 1916. — Trattato di macchine termiche (Traité des machines thermiques),
1916. — Trattato di macchine termiche (Traité des machines thermiques), par G. BAULINO, ingénieur, vol. I. Giusti, Livourne, 1921. — L'acqua liquida meccanicamente trainata dalla vapeur. Béranger, Paris. 561 4° Manomètres, pyromètres, indicateurs-enregistreurs du vide. Ces instruments sont employés toutes les fois que l'occasion s'en présente, suivant les méthodes exposées dans le paragraphe suivant. MÉTHODES D'EXPÉRIMENTATION. Il ne sera question ici que des méthodes suivies pour les essais de traction en cours de route avec les locomotives à vapeur, essais qui constituent la plus grande et la plus fréquente utilisation du wagon-dynamomètre. Nous passerons sous silence les autres épreuves spéciales
du wagon-dynamomètre. Nous passerons sous silence les autres épreuves spéciales (freinage, mesure des mouvements anormaux ou spéciaux de quelque organe des véhicules en marche, locomotives électriques, etc.) parce qu'il est évident que dans chaque expérience particulière on adopte, pour l'emploi des appareils spéciaux existant dans le wagon-dynamomètre, des méthodes appropriées à chaque cas, en s'inspirant néanmoins toujours des idées fondamentales de rigueur, d'exactitude et de contrôle auxquelles nous ferons allusion dans ce qui suit. Avec les moyens dont disposent les chemins de fer de l'Etat italien, on peut effectuer toutes les expériences dynamométriques nécessaires pour la connaissance complète du fonctionnement
les expériences dynamométriques nécessaires pour la connaissance complète du fonctionnement et de la consommation des locomotives. Nous allons indiquer rapidement les méthodes constamment suivies dans ces expériences pour obtenir tous les éléments d'appréciation susceptibles de mener à la plus grande clarté d'interprétation des données recueillies, puis définir pour chacun d'eux la variation maximum de l'erreur probable qui peut s'introduire dans les chiffres par suite du degré différent de précision des appareils employés. 1 — Mesures directes en cours de route et tarage des appareils. Dans toutes les expériences effectuées sur la ligne on emploie le wagon-dynamomètre avec les appareils qui
la ligne on emploie le wagon-dynamomètre avec les appareils qui y sont installés. Les mesures faites au crochet d'arrière de la locomotive sont, par conséquent, toutes enregistrées et on les utilise telles quelles pour le calcul des éléments expérimentaux que l'on réunit. Pendant, on leur adjoint les mesures complémentaires qui se font sur la locomotive avec les appareils dont elle est munie, mesures dont nous donnons ci-après un résumé succinct : a) Relevé des diagrammes du travail indiqué. — Dans les locomotives à vapeur en général, soumises à des expériences, les indicateurs de pression sont convenablement disposés sur les cylindres
les indicateurs de pression sont convenablement disposés sur les cylindres pour le relevé des diagrammes. Il faut avoir soin, pour chaque locomotive, de donner aux tuyaux assurant la communication entre l'indicateur et les extrémités des cylindres moteurs un diamètre intérieur suffisant (12 mm.) et la plus petite longueur possible, en évitant les différences possibles entre les longueurs des deux tuyaux d'un même cylindre ainsi que les coudes brusques des tuyaux eux-mêmes : étant données, par conséquent, la longueur modérée de ces tuyaux et l'enveloppe isolante dont ils sont toujours entourés, il faut veiller à ce que la quantité d'eau entraînée