Pour les gros moteurs de chemins de fer, on se contente encore souvent d'une suspension imparfaitement élastique, à cause de la place restreinte disponible sur les bogies et de la difficulté de réaliser des ressorts assez puissants; mais cela est défectueux.

Effet du couple de réaction sur la suspension. Nous ne quitterons pas ce sujet avant d'avoir fait une remarque au sujet de l'effort auquel sont soumis les points de suspension. Cet effort ne provient pas seulement du poids du moteur, mais encore du travail produit par lui; par suite des réactions électromagnétiques qui s'exercent entre l'induit et les inducteurs, la carcasse servant d'enveloppe au moteur est soumise à un couple égal et opposé au couple moteur appliqué sur le pignon des engrenages, et tend, dans le cas d'une transmission par simple réduction, à tourner autour de l'essieu dans le même sens que le moteur1.

Ce couple C est équivalent à deux forces égales et opposées appliquées aux points de suspension. En appelant 7, et l, les distances horizontales du centre de gravité du moteur aux deux points de suspension, nous aurons donc pour les efforts sur les deux appuis p, et p, (fig. 96), en supposant que la voiture se déplace vers la gauche :

Le second terme n'est pas négligeable aux fortes charges, ni surtout au démarrage. Il suffit, pour s'en rendre compte, de prendre le type G. E. 800 de la General Electric Co., qui produit un effort de 360 kg. à la jante d'une roue de 0,84 m.; les données en sont: 41 = 4; 11 + 11⁄2 = 0,68 m.; réduction 1: 4,78;

d'où

P = 660 kg.;

'C'était l'inverse avec les transmissions à double réduction.

On en déduit, dans le cas de la suspension par le nez,

On voit que l'inégalité de poids produite par le couple est notable (92 kg.) et qu'elle tend à surcharger encore l'essieu, ce qui augmente le martelage, mais diminue la tension des ressorts.

Dans le cas de la suspension au droit du centre de gravité par barres latérales, l'effort supplémentaire sur l'essieu devient

Au moment du démarrage, le couple peut être aisément double ou triple du couple normal; s'il dépassait la valeur correspondante au moment du poids du moteur par rapport à l'essieu, le moteur pourrait se soulever autour de celui-ci comme point d'appui; mais cette éventualité n'est pas à craindre : par exemple, dans le moteur considéré, si le couple de démarrage est le triple du couple normal, l'effort de soulèvement ramené au centre de gravité ne dépasse pas 3 × 31,50 280 kg. en chiffres ronds, tandis que le poids propre

0,34

=

est de 660 kg'. comme nous l'avons dit.

Si la voiture se déplaçait dans le sens inverse, toutes les réactions précédentes changeraient de signe; ce serait le ressort qui serait surchargé et l'essieu soulagé. Il y a lieu de tenir compte de cette différence sur les voitures à deux moteurs : les ressorts du moteur d'avant se fatigueront plus que ceux du moteur d'arrière ; lorsqu'un support s'étant rompu on devra mettre des attaches provisoires, il y aura lieu, pour soulager celles-ci, de faire fonctionner le moteur s'il est à l'arrière, et de le mettre hors circuit s'il est à l'avant.

Emploi des moteurs sans réduction de vitesse. Comme nous l'avons dit plus haut, les moteurs sans réduction de vitesse, employés

Nous ne tenons pas compte ici du poids des engrenages et de leur boîte, qui atteint 150 kg. environ.

dès 1890 sur la ligne urbaine du «< City and South London Railway »>, n'ont pu être utilisés pour la traction des tramways; mais comme ils constituent la solution naturelle pour la traction à grande vitesse, il est utile d'en exposer les principes, de rappeler les premiers essais qui en ont été faits sur les tramways américains et d'en tirer quelques enseignements.

Deux modes d'emploi de ces moteurs ont été appliqués : l'accouplement direct et la transmission par bielles.

B

R

B

L

L

r

Fig. 101.
sans réduction à arbre plein.

Suspension des moteurs

1° Système à accouplement direct. Le dispositif le plus simple consiste à caler l'armature sur l'essieu lui-même, qu'embrassent d'autre part les paliers faisant corps avec la carcasse inductrice J (fig. 101). Le centre de gravité de tout le moteur se trouvant au droit de l'essieu, il se produirait un martelage violent de la voie si l'on ne reportait le poids du moteur sur le truck LBL par des ressorts r,r placés à ses extrémités; cette disposition, qui a été proposée par Hopkinson en 1890 et par la compagnie Westinghouse en 18911, a en outre l'avantage d'amortir le choc produit au démarrage par l'admission brusque du courant.

On observera encore ici que les conditions d'équilibre du moteur dépendent non seulement de son poids, mais encore du couple développé en marche; celui-ci tend, en effet, à faire basculer la carcasse en sens inverse du mouvement et charge ainsi le ressort d'arrière plus que le ressort d'avant. Si l'on appelle / la distance du point d'application de chacun des ressorts à l'axe de l'essieu, P le poids du moteur et C le couple normal développé par celui-ci, les efforts auxquels doivent pouvoir résister les ressorts sont :

Comme, en réalité, le couple C n'est pas constant, le moteur s'inclinera plus ou moins suivant la charge.

D'ailleurs, les couples ayant ici une valeur beaucoup plus grande à puissance égale que pour les moteurs à réduction, la réaction est plus importante. Supposons, par exemple, qu'on ait un moteur donnant 25 chev. à 150 tours et pesant 1 200 kg. Le couple normal en kilogrammètres est égal à

25 X 75
150
X 2π
60

120 en chiffres ronds.

Cf. Lumière Électrique, 1891 et 1892.

Si les deux points de suspension sont distants de 1 m., les poids que supporteront les ressorts seront respectivement

L'inégalité n'est donc pas négligeable et elle le serait bien moins encore au démarrage, où le couple est toujours deux ou trois fois plus fort.

Le mode de suspension qui vient d'être décrit est défectueux à cet égard. Il l'est plus encore par la masse considérable des organes solidaires de l'essieu dont l'inertie suffit à produire de fortes percussions sur la voie. D'autre part, il faut remarquer que les ressorts de suspension du moteur,

et l'essieu, en calant l'armature sur un arbre creux, concentrique à l'essieu et tournant lui-même dans des paliers fixés au bâti inducteur; celui-ci est alors suspendu rigidement au truck. Le tube est relié à l'essieu par deux accouplements élastiques qui permettent le déplacement relatif de ces deux organes. Ce dispositif qui est imité aujourd'hui dans les locomotives électriques de la General Electric Co., de Heilmann (fig. 102), que nous décrirons plus loin, etc..., a été appliqué aux voitures de tramways par M. Short en 1891, et plusieurs compagnies américaines ont breveté des appareils analogues.

Dans le premier truck Short (fig. 103), à roues de 0,90 m., l'entraînement de l'essieu était obtenu par des ressorts spiraux, qui ont été remplacés postérieurement par des tampons de caoutchouc 2 (fig. 114), fixés à l'extrémité de trois bras radiaux calés sur l'arbre et s'appuyant contre trois épaulements ménagés sur les rais de la roue correspondante; pour permettre la marche en arrière, une seconde transmission semblable attaquait en sens inverse la roue opposée de l'essieu; enfin dans le dernier modèle de ce truck (1892), la connexion se faisait par leviers articulés (fig. 104) et les roues n'avaient plus que 0,75 m. de diamètre.

Voir ch. I, p. 8, fig. 7.

Les tampons de caoutchouc ont été substitués également aux ressorts pour la suspension du moteur au truck; il en résultait pour le moteur un isolement électrique complet.

2° Système à accouplement indirect par bielles. Cette solution (fig. 105), imaginée par Stephen D. Field, avait pour but de combiner les avantages de l'accouplement direct et de l'attaque des deux essieux par un seul moteur. Celui-ci était fixé directement au truck et son arbre, parallèle aux essieux, por

tait à ses deux extrémités un disque relié par des bielles aux roues du truck. Cette transmission présente une extrême simplicité et un rendement voisin de celui du système à simple réduction; l'emploi des bielles, permettant de fixer le moteur au truck, supprime en outre tout martelage de la voie.

Fig. 104. Leviers d'entraîne-
ment du dernier truck Short.

Fig. 105. Transmission Eickemeyer
et Field, par bielles sans réduction.

Elle fut appliquée d'abord par Field à une locomotive essayée sur le chemin de fer élevé de New-York en 1888, puis par Eickemeyer et Field à des voitures de tramways construites en 1891.

Des voitures munies de ce truck avec moteur de 25 chev. (fig. 106) ont été employées quelque temps sur les lignes de Long Island City, Toledo et Lynchburg, où elles ont pu circuler aisément sur des rampes atteignant 11,5 p. 100.

Pour des lignes plus importantes, le même constructeur avait réalisé un type intéressant de voiture à bogies ayant 7,50 m. de longueur (10 m. avec les plates-formes) et 2,50 m. de largeur. Chaque bogie était formé d'un châssis à deux essieux espacés de 1,42 m., avec des roues de 0,61 actionnées par un moteur central semblable à celui que nous venons de décrire, mais plus petit (18 chev.

Au lieu de bielles on pourrait employer des chaînes de Galle.