Evolution de sa première 240 elles avaient été
profondément remaniées au plan technologique et pas seulement
esthétiquement comme on pourrait le croire (le remaniement
esthétique était l'oeuvre d'E.A. Schaeffer), pour inclure les
derniers travaux de Chapelon et en utilisant la méthode de
modèlisation qu'il avait mise au point avec les 3700 et 4700. Au
niveau technologique, des rafinements inhabituels en France
avaient été rassemblés sur ces locomotives, tels que la
chauffe mécanique, des boites d'essieux moteurs à roulements à
rouleaux, ainsi que les bielles motrices et d'accouplement sur
certaines unités (bielles d'acouplement à boutons du type Union
Pacific). Toute la distribution était montée sur roulements à
aiguilles.
Chaudière: Identique à delle des 4701 - 4721.
Cliquez ici pour
aller directement à ce paragraphe, chauffe mécanique
par Stoker type HT1.
Cylindres:
Haute pression (H.P.): Deux extérieurs, alésage
420 mm course 650 mm, attaquant le second essieu;
Basse pression (B.P.): Deux intérieurs, alésage
640 mm, course 690 mm, attaquant le premier
essieu;
Comme toujours, boites à vapeur de grandes
dimensions.
Notez l'accroissement de la cylindrée B.P.
résultat du peaufinage des équations de
modélisation, résultat des expérimentations
menées pendant la mise au point de la première
série de PACIFICs et de 240.
Distribution:
Soupapes à double siège commandées par arbre à
cames oscillant système Lentz-Dabeg, un mécanisme
Walschaerts par cylindre, marches indépendantes.
Diamètres des soupapes:
Admission H.P.: 200 mm.
Echappement H.P.: 210 mm.
Admission B.P.: 265 mm.
Echappement B.P.: 275mm.
Même remarque que pour le volume des cylindres B.P...
Circuit de vapeur: Identique à celui des
3701-3721, section de passage du regulateur portée à
275 cm², aubes directrices ajoutées aux tuyauteries
ainsi qu'aux conduits venus de fonderie.
Chassis: A nouveau, longerons en tôle
d'acier de 32 mm. d'épaisseur assemblés par le bloc
cylindre B.P. ainsi que des entretoises horizontales et
verticales en acier moulé.
Diametre des roues:
Bogie: 0.96 m;
Motrice: 1.85 m;
Dimensions:
Longueur: 42.65 ft..
Hauteur: 4,27 m.
Performances:
Puissance: 4 700 cv.
Consommation:
Charbon: 1.05 kg. par cv. horaire
Eau:
Effort de traction: 26 T.. au démarrage, 20,5 T.
en mode compound normal
.
Raports de trains d'essai: Bientôt...
Autres details:
La 160 A 1, prototype 160 à 6
cylindres
Informations générales:
L'objectif
que s'était fixé Chapelon lors de la conception de la
160 A 1 était d'obtenir la plus forte expansion possible
à vitesse réduite dans les meilleures conditions
d'économie d'eau et de combustible, car elle était
prévue pour la traction des trains lourds de fret sur
les lignes montagneuses expliotées par la compagnie du
P.O. sur les lignes à fortes rampes du massif central.
Chapelon a ainsi décidé d'employer un système de
double surchauffe utilisant des éléments Houlet pour la
vapeur H.P. et 4 éléments Schmidt en deux groupes de 2
éléments en série montés en parallèle au lieu des 4
éléments en série des configurations habituelles afin
d'améliorer l'écoulement de la vapeur B.P., vapeur donc
resurchauffée. Afin de réduire au minimum des pertes
dues à l'effet de paroi, les 6 cylindres sont équipés
d'enveloppes de vapeur traversées par la vapeur
d'admission avant d'entrer dans les cylindres (invention
de James Watt).
Chaudière:
Simple mais inhabituelle.
Corps cylindrique partagé en deux parties par une plaque
tubulaire intermédiaire. Le plus petit à l'avant d'une
longueur de 2 metres est établi comme un compartiment de
préchauffage dans lequel pénètre l'eau d'alimentation
et qui communique avec la partie arrière par une
découpe ménagée dans la partie supérieure de la
plaque intermédiaire.
L'alimentation en eau froide se fait come sur toutes les
machines françaises modernes, c'est à dire par deux
injecteurs ou par pompe et réchauffeur A.C.F.I.
Boite à feu Belpaire. Surface de grille 4,4 m².
Longueur entre plaques tubulaires: 5,70 metres.
Surface de chauffe: 250,54 m²
Surchauffe: 72,1 m². *
Resurchauffe ou surchauffe B.P.: 110,61
m² *
* Ces valeurs ont
beaucoup évolué au cours des essais:
En effet, et cela a été certainement une des
découvertes les plus importantes qu'ai permis la
construction de la 160 A 1, qui a été une véritable
machine laboratoire. Chapelon a pu demontrer que la
diminution, jusqu'à supression complète de la
surchauffe de la vapeur H.P. ne dinminuait en aucun cas
le rendement thermique du moteur. Au contraire, ce
fonctionnement en vapeur saturée à la H.P.
présentait-il de nombreux avantages, .....
............. Paragraphe à suivre au gré de la
numérisation d'écrits personnels de Chapelon
indispensables à l'approfondissement du sujet.
Cylindres:
Haute pression (H.P.): Deux intérieurs, alésage
520 mm course 540 mm entrainant le quatrième
essieu;
Basse pression (B.P.): Deux interieurs, alésage
520 mm course 540 mm, entrainant le second essieu
et deux exterieurs de 640 mm d'alésage par 650
mm de course attaquant le troisième essieu.
Distribution:
Mécanismes Walschaerts indépendants; Le mouvement des
arbres à cames des cylindres B.P. extérieurs est
utilisé pour commander ceux des cylindres B.P.
intérieurs. Diamètres des soupapes:
Calage des distributions:
L'angle entre les mannetons des bielles H.P. est de 90°,
celui de droite formant un angle de 131° avec le
manneton B.P. extérieur placé du même coté de la
machine. Les mannetons du groupe B.P. intérieur sont
opposés (angle de 180°) et leur homologues extérieurs
à 120°. Cette disposition a permis la régularisation
du tirage et du couple moteur en donnant 6 coups
d'échappement règulièrement espacés par tour de roue.
Chassis: Longerons en tole de la
150 A P.O. d'origine, doublés sur toute leur longueur
pour une épaisseur totale de 60mm. assemblés par des
entretoises horizontales et verticales en acier moulé
ainsi quel par les cylindres B.P.
Diamètres des roues:
Bissel: 0,86 metres.
Motrices: 1,40 m.
Poids:
En ordre de marche: 134,93 T.
Dimensions:
Longueur:
Hauteur:
Performances:
Puissance: 2 750 cv.
Effort de traction normal mesuré: 38
tonnes en fonctionnement compound
Consommation:
Charbon: 0,850kg par cv. horaire.
Eau: 8,5 kg par cv. horaire.
Valeurs moyennes obtenues à la fin des essais
Autres détails:
Les lanterneaux et autres appareils habituels de
démarrage typiques du système du Bousquet - de Glehn
sont absents ici. La machine démarre en effet facilement
sur les seuls cylindres B.P. du fait de leur grand
volume; Ils sont alors alimentés directement par la
chaudière. Ce système a permis de démarrer un train de
1 629 tonnes en rampe de 0.8% (effort de traction
correspondant à la charge maximum autorisée sur les
attelages en France).
Pour charger une version
2580 X 780 version de ce dessin, cliquez (.gif
file, 84K)
242 A 1 trois
cylindres
Chaudière:
La
boite à feu possède une grille rectangulaire débordant
entièrement des logerons; Elle est équipée de deux
siphons Nicholson.
Surface de grille (type Hulson): 5 m². Details
(croquis & photos) concernant les grilles Hulson ici
Distribution: Walschaert
entièrement indépendantes (relevages H.P. et B.P.
séparés). La seule particularité à ce niveau est que
le mouvement de la coulisse du mécanisme de distribution
du cylindre H.P. (intérieur donc) est pris sur une
contre-manivelle montée sur le manneton de la bielle
d'accouplement de la troisième roue motrice gauche, ce
qui est nettement visible sur les photos de ce coté de
la machine. Las des remarques - parfaitement
injustifiées et je reviendrai sur ce point précis
ultérieurement - qui étaient faites à Chapelon à
propos des distributions à soupapes de ses réalisations
précédentes, et comme son excellent assistant Mr.
Willoteaux avait entre temps inventé et mis au point son
fameux tiroir cylindrique à double admission et double
échappement - je profite de cette occasion pour rapeller
que le tiroir allemand Trick ne double les sections de
passage qu'à l'admission - ....
H.P.: Deux tiroirs Trick de 200 x 190 mm (pas
d'erreur, 1 cylindre, 2 tiroirs!).
B.P.: Un tiroir cylindrique Willoteaux de 380 x
150 mm.
Le calage du moteur est: 90° entre
mannetons B.P.; H.P. à 135°, donc calé sur le
prolongement de la bissectrice de l'angle de 90°
entre mannetons B.P.
Autres détails: Ici encore (cf.
description de la 160 A 1) les appareils de démarrage Du
Bousquet - De Glehn sont absent. Un systeme original
était utilisé, dans lequel la machine pouvait
fonctionner dans les modes suivants:
En ouvrant seulement le régulateur B.P., on
admet de la vapeur surchaufée dans le réservoir
intermédiaire - la pression y étant limitée à
14 kg par cm² à ce moment - et on active
(automatiquement) un détendeur qui alimente le
cylindre H.P. à une pression liée à celle
présente dans le réservoir intermédiaire et
bien sur supérieure à celle-ci; De cette
façon, la locomotive démarre en simple
expansion sur les cylindres B.P., assistés et
partiellement alimentés par le cylindre H.P.
fonctionnant sous la différence de pression -
fixée par le détendeur - existant entre sa
boite à vapeur et celle du réservoir
intermediaire. La vitesse de 25 km/h environ
étant atteinte, on ferme le régulateur B.P. et
on ouvre le rgulateur H.P. La machine fonctionne
alors en compound.
.
L'ouverture du seul régulateur H.P. lorsque la
machine est à l'arret actionne un autre
détendeur qui admet de la vapeur surchaufée
dans le résevoir intermédiaire à une pression
qui est toujours de la moitié ou du quart de
celle existant dans la boite à vapeur H.P.; A
nouveau à une vitesse de 25 km/h environ ce
détendeur se ferme automatiquement et la
locomotive fonctionne en compound. Prévu au
départ comme un dispositif destiné à
simplifier les manoeuvres de la machine seule, il
s'est montré si efficace que c'était de cette
façon que les equipes "décollaient"
les trains, y compris avec de fortes charges. Le
premier dispositif cité, mettant en oeuvre le
régulateur B.P. n'était employé qu'avec de
très fortes charges (trains de 1000 tonnes et
plus).
Chassis: Toujours constitué de longerons en tole
généreusement entretoisés.
Diametres des roues:
Bogie avant: 0,97 m
Bogie arrière, type delta: Roue avant de1,10 m.,
arriere 0,97 m;
Roues motrices: 1.95 m;
Poids:
Charge par essieu: 21 T.
A sec 135,8 T.
En ordre de marche: 148 tonnes.
Dimensions:
Longueur: 17,79 metres
Performances:
Puissance: 5 300 cv.
Effort de traction: 27 tonnes.
Consommation:
Charbon: 0.850kg (1.87 pound) per H.P.
per hour.
Eau:
8,90 litres par cv. horaire à
une puissance de 1 500 cv..
6,45 litres par cv. horaire à
une puissance de 3 000 cv.
Version1800 X 2329 de ce
dessin, cliquer. (fichier .gif, 135K)
version 2196
X 880 de ce dessin d'un tiroir
Willoteaux(.gif file, 44K)
MIKADO 141
E 113, première locomotive à simple
expansion et deux cylindres de Chapelon. Les dessins et
diagrammes utilisés ici sont extraits de "La Revue
Générale des Chemins de Fer" alias R.G.C.F. de
novembre 1949.
Sur la figure ci-dessous sont reportés les
diagrammes d'indicateur de la machine que Chapelon a utilisé
comme base et ceux de la machine transformée, je pense qu'ils
sont significatifs. Est aussi porté sur le graphique le
"diagramme idéal" du moteur.
... J'en profite pour signaler à ceux qui ne le
sauraient pas que toutes les machines que l'on a autorisé
Chapelon à construire utilisaient de nombreux éléments
recyclés tels que roues, essieux, longerons et autres pièces de
chassis, etc., provenant de machines plus anciennes, à
l'exception des 35 PACIFICS construites entièrement neuves par
l'industrie pour "La compagnie du Nord" - il n'y avait
pas assez de "récup." disponible pour que les ateliers
P.O. de Tours puissent satisfaire les commandes "Nord"
et il était interdit par l'administration de tutelle que les
ateliers des compagnies de chemin de fer privées produisent des
locomotives neuves -, ainsi que les locomotives à voie métrique
construites pour le Brésil.
Chaudière: Boite à feu
Belpaire, grille trapezoidale de 3,87 m²;
Diamètre
intérieur moyen du corps cylindrique: 1,685 m.
Longueur entre plaques tubulaires: 5,8 m.
Surface de chaufe et e surchauffe totale: 271,35 m².
Boite à feu: 15,1 m²;
Tubes à fumée: 192,25 m².; Diminuée de 9% sur
E 113 du fait de modification au surchauffeur.
Surchauffeur Schmidt à 24 elements de 64 m².
sur l'originale; Houlet 28 elements 83 m² sur la
141 E 113 de Chapelon.
Circuit de vapeur: Voici une table détaillant les
modifications et leur effet sur les sections de passage.
Partie du circuit de
vapeur
Section
Augumentation en
pourcentage par rapport aux machines non transformées.
Régulateur
246 cm²
+ 46%
Tuyauterie entre régulateur et surchauffeur
214 cm²
+ 19%
Circuit "d'aller" vers surchauffeur
364 cm²
+ 101%
Circuit "retour" depuis surchauffeur
211 cm²
+ 17%
Conduits depuis le régulateur vers les cylindres
290 cm²
+ 88%
Bride d'admission sur le cylindre
284 cm²
+ 84%
Conduit d'admission (entre distributeur et
cylindre)
390 cm²
+ 56%
Bride déchappement sur le cylindre
453 cm²
+ 44%
Diagramme d'ouverture des
lumières - Original vs. Chapelon
Comme d'habitude, cliquer sur les diagrammes pour
les visualiser en haute définition.
Courbes de puissance
mesurées sur le banc de Vitry sur Seine pour divers crans de
marche.
Consommations comparées
d'eau et de charbon: 141 C standard Vs. 141 E 113 Chapelon
141 C 190
141 E 113
Economies induites par les transformations
Remorque de trains normaux:
Consommation d'eau en litres par cv. par heure
13,25
10,25
22,6%
Charbon en kilogrammes par cv. par heure
1,95
1,5
23,1%
Remorque de trains "accélérés"
Eau en litres par cv. par heure
12,9
9,8
24%
Charbon en kilogrammes par cv. par heure
2,8
1,5
27,9%
Cylindres: Deux 620 mm
d'alésage, course 700 mm.
Distribution: La distribution
standard Walschaert de la machine originale a été
conservée, mais utilise un dispositif augumrntant la
course des tiroirs Willoteaux, appelé "levier
amplificateur Gautret", requis pour tirer pleinement
avantage des grandes lumières appliquées. Commme son
nom l'indique, l'amplificateur appliqué à cette Mikado
est la création de Mr. Gautret, chef du service Matériel
et Traction, ou M.T. de la région Ouest. Ce
levier augumentait l'apmlitude du déplacement du tiroir
de 75% et l'ouverture ainsi que la fermeture des
lumières de 50% environ. Le dit levier est clairement
visible sur le croquis ci-dessous:
Distribution
suite: Bien qu'étant plus gros que les tiroirs
cylindriques utilisés sur les 141 C standard, le tiroir
Wiloteaux pesait 67 kg.seulement contre les 116 kg.
affichés par le tiroir ordinaire. Ceci a fait diminuer
les efforts exercés sur le mécanisme, qui ont ainsi pû
être augumentés "pour la bonne cause" par le
levier amplificateur (augumentation de la course et de la
vitesse linéaire du tiroir). Les lumières étaient de
forme trapézoidale pour obtenir une ouverture
progressive opening et éviter ainsi que des morceaux de
charbon soient arrachés de la surface du feu et aspirés
dans les tubes à fumée par l'aspiration créée par le
KylChap.