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s'occupent aujourd'hui, entre autres, de cette branche de la technique. Nous ne doutons pas que, malgré sa longueur forcée et son caractère nécessairement descriptif en majeure partie, cette publication sera accueillie comme un véritable vade mecum par les expérimentateurs de traction et comme un excellent guide à conserver dans la bibliothèque parmi les livres de référence par la généralité des ingénieurs de chemins de fer. MOYENS D'EXPÉRIMENTATION. Le wagon-dynamomètre. Pour l'étude rationnelle de la locomotive elle-même et de tous les nombreux problèmes de traction qui se présentent dans l'exploitation des chemins de fer, il est de la plus haute importance de recueillir des données expérimentales concernant essentiellement la puissance utile développée par la locomotive pour remorquer un train à une vitesse donnée, c'est-à-dire pour en vaincre les résistances et lui faire acquérir une force vive déterminée. Il convient que ces données expérimentales, pour être mieux comparables à celles du service normal des trains, soient obtenues pendant que la locomotive accomplit son travail dans des conditions tout à fait analogues à celles du service régulier, et c'est pourquoi les appareils de mesure sont ordinairement réunis dans un véhicule spécial, le wagon-dynamomètre, que l'on intercale entre la locomotive et le train et qui fait partie intégrante de ce dernier. Les données expérimentales recueillies de cette façon avec le wagon-dynamomètre se rapportent toujours à des lignes déterminées et à des trains déterminés et ne représentent donc pas les conditions théoriques d'une expérience en régime. Quelques grandes administrations de chemins de fer suivent, d'autre part, une règle différente et déterminent les caractéristiques de puissance, de travail et de consommation en régime dans des installations expérimentales appropriées, avec la locomotive à l'arrêt, en négligeant, par conséquent, les conduites pratiques du service (par exemple, l'installation expérimentale d'Albion, Pa., États-Unis, pour les locomotives de la Compagnie du "Pennsylvania Railroad"). Alors les données expérimentales prennent une valeur théorique et ne servent que pour des études comparatives complètes des locomotives en fonctionnement de régime, mais n'ont pas de rapport exact avec les conditions réelles du régime variable correspondant à la traction d'un train. (Voir Railway and Locomotive Engineering, mars
qui fait partie intégrante de ce dernier. Les données expérimentales recueillies de cette façon avec le wagon-dynamomètre se rapportent toujours à des lignes déterminées et à des trains déterminés et ne représentent donc pas les conditions théoriques d'une expérience en régime. Quelques grandes administrations de chemins de fer suivent, d'autre part, une règle différente et déterminent les caractéristiques de puissance, de travail et de consommation en régime dans des installations expérimentales appropriées, avec la locomotive à l'arrêt, en négligeant, par conséquent, les conduites pratiques du service (par exemple, l'installation expérimentale d'Albion, Pa., États-Unis, pour les locomotives de la Compagnie du "Pennsylvania Railroad"). Alors les données expérimentales prennent une valeur théorique et ne servent que pour des études comparatives complètes des locomotives en fonctionnement de régime, mais n'ont pas de rapport exact avec les conditions réelles du régime variable correspondant à la traction d'un train. (Voir Railway and Locomotive Engineering, mars 1923, p. 72 à 74 : "Origin and development of the Pennsylvania Railroad Testing Laboratory and its Establishment under direction of Theodore V. Ely", par Geo L. FLOWERS.) Fig. 1. — Wagon-dynamomètre des chemins de fer de l'État italien. De même que quelques grands réseaux étrangers, les chemins de fer de l'État italien possèdent un wagon-dynamomètre (VADIS 801 000) qui appartenait déjà à la société exploitant le réseau de l'Adriatique que la Direction du Matériel et de la Traction avait fait construire en 1904 dans ses ateliers de Florence. Avec ce wagon-dynamomètre, muni de nombreux appareils et instruments de mesure et de contrôle, les chemins de fer de l'État italien ont recueilli un très grand nombre de données d'essais de traction effectués avec les principaux types de locomotives construites en Italie et étudiées par les dits chemins de fer depuis 1905 jusqu'à ce jour. Les résultats généraux de ces essais ont été publiés par les soins de la Direction générale des dits chemins de fer. Le véhicule (fig. 1) est du type à bogies et a une longueur de 13 m. 25 entre les traverses extrêmes (tampons non compris). La largeur de la caisse a été limitée à 2 m.
de l'État italien possèdent un wagon-dynamomètre (VADIS 801 000) qui appartenait déjà à la société exploitant le réseau de l'Adriatique que la Direction du Matériel et de la Traction avait fait construire en 1904 dans ses ateliers de Florence. Avec ce wagon-dynamomètre, muni de nombreux appareils et instruments de mesure et de contrôle, les chemins de fer de l'État italien ont recueilli un très grand nombre de données d'essais de traction effectués avec les principaux types de locomotives construites en Italie et étudiées par les dits chemins de fer depuis 1905 jusqu'à ce jour. Les résultats généraux de ces essais ont été publiés par les soins de la Direction générale des dits chemins de fer. Le véhicule (fig. 1) est du type à bogies et a une longueur de 13 m. 25 entre les traverses extrêmes (tampons non compris). La largeur de la caisse a été limitée à 2 m. 70 afin de pouvoir appliquer à l'extérieur des parois latérales deux miroirs verticaux inclinés à 45° sur l'axe du véhicule; ce qui permet à l'opérateur, tout en restant à son poste de travail, de voir la voie des deux côtés et de remarquer ainsi les stations, poteaux kilométriques et autres points singuliers de la voie. La construction du châssis qui porte le dynamomètre est assez robuste; il en est de même de la suspension, de sorte que le roulement du véhicule est doux et stable, même aux grandes vitesses. Le poids total du véhicule est de 31 t. 320. La caisse est divisée en deux parties principales: dans le compartiment d'avant sont placés les appareils de mesure (fig. 2 et 3); la partie d'arrière comprend un petit compartiment avec deux tables de travail et un divan, un cabinet de toilette et une petite pièce pour le personnel de la voiture. Aux deux extrémités du véhicule il y a deux vestibules dont celui d'avant est muni, en haut, d'une vigie vitrée pour les communications éventuelles avec le personnel de la locomotive et celui d'arrière de soufflets permettant d'établir à volonté l'intercommunication avec le train. La voiture est éclairée à l'électricité; l'énergie
points singuliers de la voie. La construction du châssis qui porte le dynamomètre est assez robuste; il en est de même de la suspension, de sorte que le roulement du véhicule est doux et stable, même aux grandes vitesses. Le poids total du véhicule est de 31 t. 320. La caisse est divisée en deux parties principales: dans le compartiment d'avant sont placés les appareils de mesure (fig. 2 et 3); la partie d'arrière comprend un petit compartiment avec deux tables de travail et un divan, un cabinet de toilette et une petite pièce pour le personnel de la voiture. Aux deux extrémités du véhicule il y a deux vestibules dont celui d'avant est muni, en haut, d'une vigie vitrée pour les communications éventuelles avec le personnel de la locomotive et celui d'arrière de soufflets permettant d'établir à volonté l'intercommunication avec le train. La voiture est éclairée à l'électricité; l'énergie pour l'éclairage et pour tous les appareils est fournie par trois batteries d'accumulateurs qui sont automatiquement rechargées en marche par une dynamo, actionnée à son tour par l'intermédiaire d'une transmission à courroie, par une poulie calée sur l'essieu avant du bogie arrière. C'est avec l'énergie ainsi fournie que sont actionnés tous les autres appareils à commande électrique dont la voiture est munie. Il y a un double système de chauffage: à vapeur, système Haag, et par thermo-siphon. Enfin, le véhicule est armé du frein Westinghouse à action rapide, agissant sur tous les essieux sauf celui qui entraîne les appareils de mesure, et du frein à main, agissant seulement sur le bogie arrière. L'ensemble des appareils dont le wagon-dynamomètre des chemins de fer de l'État italien est pourvu peut être subdivisé en plusieurs groupes, savoir: 1° Appareils dynamométriques; 2° Ergomètre de l'ingénieur Doyen (2); Ces appareils sont montés sur une table représentée par la figure 4; (1) Voir note (1) page 86 de la Rivista tecnica delle ferrovie italiane, année XII, vol. XXIV, no 3-4,1923. (1) L'appareillage est du système Stone avec accumulateurs du type normal des chemins de fer de l'État italien. (Voir le Génie civil, 2° semestre 1922, n°
tous les autres appareils à commande électrique dont la voiture est munie. Il y a un double système de chauffage: à vapeur, système Haag, et par thermo-siphon. Enfin, le véhicule est armé du frein Westinghouse à action rapide, agissant sur tous les essieux sauf celui qui entraîne les appareils de mesure, et du frein à main, agissant seulement sur le bogie arrière. L'ensemble des appareils dont le wagon-dynamomètre des chemins de fer de l'État italien est pourvu peut être subdivisé en plusieurs groupes, savoir: 1° Appareils dynamométriques; 2° Ergomètre de l'ingénieur Doyen (2); Ces appareils sont montés sur une table représentée par la figure 4; (1) Voir note (1) page 86 de la Rivista tecnica delle ferrovie italiane, année XII, vol. XXIV, no 3-4,1923. (1) L'appareillage est du système Stone avec accumulateurs du type normal des chemins de fer de l'État italien. (Voir le Génie civil, 2° semestre 1922, n° 1, p. 13; n° 2, p. 36; n° 3, p. 59.) (2) Voir Bulletin du Congrès des chemins de fer, janvier 1909, Bruxelles: « L'ergomètre d'inertie de Joseph Doyen et les méthodes dynamométriques qui en résultent », par A. HUBERT et J. DOYEN; la même revue, décembre 1910: « Méthode belge d'essai de la locomotive en route », par J. DOYEN. Fig. 2. — Wagon-dynamomètre des chemins de fer de l'État italien: vue de la salle des appareils. Fig. 3. — Wagon-dynamomètre des chemins de fer de l'État italien: vue de la salle des appareils avec l'ergomètre d'inertie Fig. 4. — Wagon-dynamomètre des chemins de fer de l'État italien: table des appareils dynamométriques. 3° Appareil pour l'étude du frein à air comprimé; 4° Appareil pour l'étude de la ligne et des mouvements relatifs des différentes parties de la locomotive ou des véhicules, imaginé par l'ingénieur Sabouret des chemins de fer de l'Ouest français (1); 5° Appareils pour l'enregistrement des conditions de chauffe et de conduite de la locomotive en marche; 6° Appareils d'essai des locomotives électriques. La partie principale des appareils dynamométriques a été construite par la firme Amsler-Laffon & fils de Schaffhouse et est pareille au type qui était
belge d'essai de la locomotive en route », par J. DOYEN. Fig. 2. — Wagon-dynamomètre des chemins de fer de l'État italien: vue de la salle des appareils. Fig. 3. — Wagon-dynamomètre des chemins de fer de l'État italien: vue de la salle des appareils avec l'ergomètre d'inertie Fig. 4. — Wagon-dynamomètre des chemins de fer de l'État italien: table des appareils dynamométriques. 3° Appareil pour l'étude du frein à air comprimé; 4° Appareil pour l'étude de la ligne et des mouvements relatifs des différentes parties de la locomotive ou des véhicules, imaginé par l'ingénieur Sabouret des chemins de fer de l'Ouest français (1); 5° Appareils pour l'enregistrement des conditions de chauffe et de conduite de la locomotive en marche; 6° Appareils d'essai des locomotives électriques. La partie principale des appareils dynamométriques a été construite par la firme Amsler-Laffon & fils de Schaffhouse et est pareille au type qui était déjà en usage sur les chemins de fer de l'Est 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 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
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 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 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 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 respectivement les efforts de traction et de compression à l'aide des tirants T et C. Enfin les rondelles H et
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 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 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 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 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
de l'appareil enregistreur. Il est intéressant de voir maintenant de 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 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 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 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
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 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 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, 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
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, 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 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. 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 l'impossibilité d'équilibrer pour chaque vitesse l'inertie des masses animées d'un