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Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Tout sur le chemin de fer réel !

Modérateur: MOD

Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Mer 19 Oct 2011, 14:22 
.

Oui, sous ses airs faussement sages, cette 211 a un tempérament fougueux !

Bon, avant d'être hors sujet, je m'éclipse... :ange: :arrow: :arrow: :arrow:
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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Mer 19 Oct 2011, 17:34 
exactement comme la reine victoria ,qui était dit on très amoureuse de son prince consort albert ,et lorsqu'elle avait besoin de ses services,souvent paraît -il ,elle lui faisait porter une corbeille d'oranges .
(comme quoi parler de locos permet toutes sortes de digressions )
amicalement
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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Jeu 20 Oct 2011, 12:55 
.

1904 - La 220 Etat n°2754 après transformation



En 1898, le Chemin de Fer de l’Etat a fait construire les 220 de la série 2751-2754 à simple expansion pour trains rapides, conçues par l’Ingénieur en chef Desdouits.

Image
Gravure : La Science Française, 1er semestre 1899, BnF-Gallica

Leurs caractéristiques principales étaient :
Ø intérieur de la chaudière : 1,380 - Hauteur de l’axe : 2,300 m
Grille : 2,05 m2 - Surface de chauffe (foyer + tubes) : 11 + 147 = 158 m2 - Timbre : 14 kg/cm2
Cylindres : Ø 460 x 650 mm -
Roues motrices : Ø 2,030 m - Roues porteuses : Ø 0,960 m
Poids adhérent : 30 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 50,7 t



D’après l’article détaillé paru dans le „Portefeuille Économique des Machines“ de juin 1901, le mécanisme de ces locomotives leur permettait de rouler à 120 km/h.Voir ici:
http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k5 ... que.langFR
Également dans le „Portefeuille“, lien pour le plan ci-dessous en grand format :
http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k5539158c/f9.image

Image



Ces locomotives à simple expansion ont été très médiatisées, peut-être à cause de leur silhouette coupe-vent. Les deux pans en pointe à l’avant de l’abri ne sont pas plans comme sur les locos PLM, mais légèrement incurvés, cela explique les reflets curieux sur certaines photos ou gravures.

Ci-dessous, quelques articles de revues „grand public“ de 1899 :
http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3 ... que.langFR
http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k1 ... f203.image

La locomotive n°2754 a participé à l’Exposition Universelle de Paris en 1900.

Rappelons que la compagnie de l’Etat s’était intéressée à l’aérodynamisme dès les années 1880. Voir cet article souvent évoqué :
http://cnum.cnam.fr/CGI/fpage.cgi?4KY28 ... 00/432/0/0



Transformation tardive en compound à deux cylindres.

En 1904, à une époque où les constructeurs de la plupart des pays abandonnaient le système compound à deux cylindres (créé par A. Mallet presque 30 ans plus tôt !), l’Etat a transformé précisément la 220 n°2754 en compound à deux cylindres.

Cette locomotive a participé à l’Exposition Internationale de Liège en 1905. Elle a donc „fait“ deux expositions au cours de sa carrière !
Dans les Mémoires de la Société des Ingénieurs Civils (CNAM) du 2ème semestre 1906, Herdner a fait un rapport détaillé sur cette exposition. On y trouve les dessins ci-dessous et une description de la locomotive, voir sur cette page et les suivantes :
http://cnum.cnam.fr/CGI/fpage.cgi?ECCMC ... 04/324/902

Image
La 220 2754 après transformation – Carte postale H.M.P. montrant le côté du cylindre BP

Les modifications concernent principalement le moteur.
- Le timbre est augmenté à 15 kg/cm2
- Les cylindres ont les diamètres suivants : HP 440 mm BP 660 mm (rapport de vol. BP/HP : 2,25
- Les pistons sont munis de contre-tiges (probablement à cause du poids accru du piston BP).
- La distribution est du type Nadal à tiroirs séparés pour l’admission et l’échappement.
- Les distributions HP et BP dépendent du même arbre de relevage, comme avant, mais leurs valeurs d’admission sont différentes.



À l’aide ! :cry:
Est-ce que quelqu’un peut indiquer brièvement les performances et la carrière de la locomotive ainsi modifiée ?




PS :
Pour les visiteurs qui ne connaîtraient pas encore, il y a une source d’infos formidable sur le chemin de fer Etat, Ouest et régions voisines. : le site de manche océan :
http://roland.arzul.pagesperso-orange.fr/index.htm
Ici le menu locomotives :
http://roland.arzul.pagesperso-orange.f ... /index.htm

Et sur le fil De Paris à la mer… du forum Loco-Revue, l’étonnant projet en cours d’un groupe de modélistes : reconstitution historique au 1/87e de la gare Montparnasse, des immeubles du vieux Paris et de différentes gares et paysages jusqu’à un terminal maritime - époques 1et 2.

viewtopic.php?f=2&t=31785&start=3915
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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Jeu 20 Oct 2011, 13:25 
Je crois que la 2754 a fini à Château- du- Loir. J'ai une photo où on la voit garée à Pont- de- Braye (72).
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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Ven 21 Oct 2011, 16:50 
.

1892 – Le prototype 220 classe T du Pennsylvania RR (USA).



Pendant les années 1880, les ingénieurs etatsuniens ont bien observé l’apparition et l’évolution des locomotives compound en Europe. Au début des années 1890, les grands constructeurs Américains (Baldwin, Schenectady, Brooks, Rhode Island, Pittsburgh, Richmond etc.) proposent des locomotives compound à deux cylindres, et bientôt apparaîtront des systèmes à quatre cylindres extérieurs (Vauclain pour Baldwin, Tandem pour Brooks). Les locomotives compound sont un pôle d’attraction à l’Exposition Internationale de Chicago en 1893.

À cette époque, les locomotives de trains rapides du Pennsylvannia RR étaient à simple expansion, et ressemblaient à ça :

Image
Photo : brochure Motive Power Development on the Pennsylvania, Warner, 1924




Pour tester le procédé compound pour la traction de trains rapides, le Pennsylvania RR a employé les grands moyens.
- En 1889, il a importé d’Angleterre une 120 compound à 3 cylindres système Webb.
- En 1892, il commande à Baldwin une 220 et une 230 système Vauclain, et à Schenectady une 230 compound à deux cylindres, toutes trois étant des machines pour service voyageurs.

Et pour en savoir plus, l’ingénieur Axel Vogt conçoit lui-même et fait construire aux ateliers du PRR à Altoona une 220 compound à deux cylindres d’apparence inhabituelle : la 220 n° 1515, classe T (plus tard classe D15).

Image
Photo : brochure Motive Power Development on the Pennsylvania, Warner, 1924

Extérieurement, c’est un mélange intéressant des styles etatsunien et britannique (tablier bas, couvre-roues, tender à trois essieux).
Techniquement c’est une compound à deux cylindres extérieurs (ce que les constructeurs américains appellent „Cross compound“).
La loco a des roues de 2,13 m. Le dimensionnement général est impressionnant. La chaudière est placée haut et son diamètre est celui qu'auront les pacific européennes 15 ans plus tard. Le foyer est de type Belpaire, généralisé sur le Pennsylvania. Des trappes dans le tablier permettent l’accès à la distribution intérieure.

Image
Coupe transversale : Compound Locomotives, A. T. Woods, 1893
Coupe longitudinale : Site prr.railfan.net


Caractéristiques :

Prototype 220 n° 1515, classe T (renuméroté classe D15)
1892 – Constructeur : Ateliers du PRR à Altoona, Pa.
Moteur compound à 2 cylindres extérieurs actionnant le premier essieu couplé, système de démarrage Lindner semi automatique, tiroirs cylindriques intérieurs, distribution Stephenson intérieure. Foyer Belpaire.
Ø intérieur de la chaudière : 1,65 m - Hauteur de l’axe : 2,740 m
Grille : 2,8 m2 - Surface de chauffe (foyer + tubes) : 15,1 + 154,4 = 169,5 m2 - Timbre : 14,1 kg/cm2
Cylindres HP/BP: Ø 495/787 mm x 711 mm - Rapport de volume BP/HP : 2,53
Roues motrices : Ø 2,134 m - Roues porteuses : Ø 1,067 m
Poids adhérent : 42,7 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 66,0 t


Tender à 3 essieux : charbon 6,8 t - eau 11 m3


L’auteur A. T. Woods souligne les larges passages de vapeur qui donnent une puissance élevée à grande vitesse, "...la conduite devant alors s’effectuer davantage en jouant sur les crans de marche qu’en travaillant au régulateur."
Remarquer le rapport de volume élevé des cylindres (2,53), donc la forte dissymétrie des pistons.

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Performances ?

Je n’ai pas trouvé d’indications sur les résultats d’essais (puissance, vitesse, tenue de voie) de cette locomotive, mais dans la revue Locomotive Engineering de janvier 1897, une série de photos livre une information intéressante.
Dans un article, le photographe F.W. Blauwelt donne des conseils pour photographier les trains en action et publie quatre photos des trains les plus célèbres de l’époque, prises quelques années plus tôt.
Les trois premières montrent le Black Diamond (Lehigh Valley), l’Empire state Express (New York Central) et le Royal Blue (Philadelphia & Reading, B & O, Central of NJ).
Les deux Camelbacks ne font presque pas de fumée (chauffe à l’anthracite).

Image


La quatrième photo a pour sujet le Pennsylvania Limited, New York-Chicago.
Ni le photographe ni les rédacteurs ne l’ont mentionnée, mais on reconnaît facilement la locomotive au tablier bas : la 220 classe T, n° 1515. Le numéro est visible sur la boîte à fumée.

Image

Si le Pennsylvania confie son train prestigieux à une locomotive techniquement exotique, c’est que ses performances et sa fiabilité sont acceptables.
Elle remorque 7 voitures, contre seulement 4 pour ses rivales.

En 1893, sur les express lourds New York-Philadelphie, cette locomotive faisait l’heure avec 12 voitures (Locomotive Engineering, décembre 1893).

--------------------------------------------------------------------------------



La locomotive n’a pas participé à l’Exposition Internationale de Chicago en 1893. À cette époque, après un passage en atelier pour quelques modifications aux tiroirs et à l’échappement, elle était tout le temps en service.

La 220 classe T et les autres locomotives compound évoquées plus haut „ont été testées de façon approfondie. Les résultats étaient valables, mais aucune n’a été construite en série“.
La locomotive Webb (surnommée „Jack the Ripper“ par les équipes) a été ferraillée dès 1898, les autres quelques années plus tard, la dernière retirée a été la 220 Baldwin Vauclain en 1911.
La 220 classe T est mentionnée dans la liste des locomotives actives de mars 1904 (Liste PRR 109 C). Dans la liste de 1908 (Liste PRR 109 D) elle porte l’indication „Now out of existence“. Elle a donc été retirée entre 1904 et 1908.

Axel Vogt concevra d’autres locomotives, dont les 221 de la classe E2 et dérivées, construites à plus de 400 exemplaires – et à simple expansion, bien sûr.




Sources :

Motive Power Depelopment on the Pennsylvania, 1831-1924, Paul T. Warner. Cette brochure illustrée de 80 pages, scannée proprement, est à télécharger en PDF (6 Mo) sur cette page :
http://prr.railfan.net/documents/
Elle se trouve au début du 5e paragraphe (Motive Power) de la longue liste de documents. Juste un peu plus bas, il y a les listes 109 C et 109 D de locomotives en service.

Compound Locomotives, Arthur Tannatt Woods, 1893, à télécharger librement ici (9 Mo) :
http://www.kobobooks.com/ebook/Compound ... page1.html
Livre sans grand intérêt par rapport à d’autres sur le sujet, mais il consacre 4 pages à cette locomotive. Attention à la faute d’addition dans le poids adhérent qu’il indique !

Revue Locomotive Engineering, décembre 1893.

:D
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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Lun 24 Oct 2011, 21:25 
.

1898 – Les 230 autrichiennes de la série 9



Pour le service des trains express sur lignes à profil varié, comportant entre autres des courbes à rayon de seulement 210 m et des rampes allant jusqu’à 22/1000, Karl Gölsdorf a créé les puissantes 230 de la série 9 dont le premier exemplaire a été livré en 1898.

Image
Photo : Die Lokomotive, juin 1916

La locomotive a une apparence singulière.
La chaudière largement dimensionnée est coiffée d’un deuxième corps cylindrique augmentant le volume disponible pour la vapeur produite.
Les cylindres sont placés à l’intérieur, au dessus du bogie et légèrement inclinés.
Les roues de 1,82 m sont dissimulées derrière le châssis extérieur, solution démodée choisie pour deux raisons.
- Pour obtenir un grand foyer sans allonger la locomotive, il faut le placer au dessus des deux derniers essieux et utiliser toute la largeur disponible entre les roues.
- Malgré le timbre de 14 kg/cm2, il fallait trouver de la place pour les cylindres intérieurs relativement gros.
Le cylindre BP a un diamètre de 81 cm !

Image
Vue en élévation et coupe transversale : Die Lokomotive, juin 1904
Demi-coupe horizontale : Revue de Mécanique 1899/4



Caractéristiques .

Série 9 – 42 locomotives
1898-1903 – Constructeurs : StEG (17), Florisdorf (8), BMMF (17).
Moteur compound à 2 cylindres intérieurs actionnant le premier essieu couplé, cylindre HP du côté droit, tiroirs plans, distribution Walschaerts conjuguées donnant des admissions supérieures au cylindre BP, un seul levier de changement de marche, système de démarrage automatique Gölsdorf.
Ø intérieur de la chaudière à la plus petite virole : 1,566 m - Hauteur de l’axe : 2,600 m
Grille : 3,1 m2 - Surface de chauffe (foyer + tubes) : 15,5 + 192,4 = 207,9 m2 - Timbre : 14 kg/cm2
Cylindres HP/BP: Ø 530/810 x 720 mm - Rapport de volume BP/HP : 2,34
Roues motrices : Ø 1,82 m - Roues porteuses : Ø 1,034 m
Poids adhérent : 44,1 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 69,8 t
Vitesse autorisée : 90 km/h

Tender à 3 essieux : charbon 8,5 t - eau 16,7 m3


Les longerons du châssis ont 28 mm d’épaisseur et sont espacés de 1,80 m. L’entretoisement est visible sur la demi-vue de dessus : traverse avant, bloc des cylindres, caisson transversal en avant de l’essieu moteur, entretoise en arrière de cet essieu, traverse arrière. On voit aussi l’espace occupé par le foyer.
Pour augmenter sa rigidité, l’essieu coudé est muni en son milieu d’une troisième boîte portée par un longeron court rejoignant le caisson transversal et l’entretoise.

Les tiroirs plans sont verticaux, à l’extérieur des cylindres. La prise de mouvement pour la distribution se fait sur un plateau excentrique extérieur (et non une contre-manivelle) et le bas du levier d’avance est actionné par une bielle extérieure (au lieu d’être raccordé à la crosse du piston, qui est assez loin à l’intérieur).
Le balancier (poids supplémentaire indésirable !) entre les deux premiers essieux couplés est indispensable pour être sûr de ne pas dépasser les 14,5 t fatidiques par essieu.

La locomotive n° 9.21 a figuré à l’Exposition Universelle de 1900 à Paris.

Image
Photo : Archiv Arthur Meyer


----------------------------------------------------------------------

Performances :

Vitesse maximum autorisée : 90 km/h

La „Revue de Mécanique“ 1899/4 cite ces chiffres venant de „The Engineer“ :
En rampe de 10/1000 : 400 t à 40 km/h

Gölsdorf écrivait que la puissance maximum de cette locomotive est de 1200 à 1300 ch.
„Die Lokomotive“ de décembre 1924 confirme avec les chiffres suivants :
Vitesse et puissance indiquée avec un train de 207 t sur les rampes suivantes :
Rampe 10/1000 65 km/h 1300 ch
Rampe 14/1000 48 km/h 1080 ch
Rampe 18/1000 43 km/h 1150 ch
Rampe 22/1000 34 km/h 1030 ch

------------------------------------------------------------------------


Cette série de locomotives n’était pas parfaite. Le mécanisme trop lourd était inadapté aux vitesses supérieures à 80-85 km/h. Les tiroirs verticaux ont du être modifiés et placés obliquement. Les excentriques de distribution avaient tendance à chauffer, les bielles motrices aussi.

Entre 1922 et 1928, 19 exemplaires ont été modifiés avec surchauffe, moteur à simple expansion à deux cylindres intérieurs de 530 mm et distribution par soupapes Lentz, devenant la série 409.
Cette transformation a été rentable. D’après „Die Lokomotive“ de décembre 1924, la puissance a été augmentée de 30% et la vitesse portée à 100 km/h.

Les locomotives non modifiées ont été retirées à partir de 1929. Les autres ont disparu en 1938.



Liens :

Diagramme dans „Die Lokomotive“, juin 1904, en haute définition
http://anno.onb.ac.at/cgi-content/anno- ... 029&zoom=0

Revue de Mécanique, avril 1899, en bas de cette page :
http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k5 ... f429.image
(Texte court sur la page suivante)


Sources principales :
„La Locomotive Actuelle“, A.Demoulin, 1906
„Die Lokomotive“ juin 1904, juin 1916, décembre 1924

:D
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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Mar 25 Oct 2011, 09:14 
Son aspect est, pour le moins, singulier! :shock:
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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Jeu 27 Oct 2011, 13:38 
.

Oui, sur la photo en perspective, cette 230 a un petit côté Jules Verne.
D'après la revue "Die Lokomotive", le châssis manquait un peu de rigidité. Ce n'était pas la plus grande réussite de Gölsdorf.

---------------------------------------------------------------------------------------------

À propos des Chemins de fer autrichien :
Ici le tome 2 de l' Histoire des Chemins de Fer d'Autriche-Hongrie, 1898, en allemand, à télécharger librement (livre très illustré mais malheureusement pas bien scanné).
Dans le dernier tiers, la partie "Locomotive" est rédigée par Gölsdorf et comporte de nombreux schémas, montrant l'apparence parfois étrange des anciennes locos autrichiennes.
Le chapitre sur les voitures et wagons, qui suit, montre que l'Autriche a eu très tôt des voitures à bogies.

http://openlibrary.org/works/OL15328310 ... ahnen_der_Österreichisch-Ungarischen_Monarchie
(cliquer sur "PDF")

---------------------------------------------------------------------------------------------


Et pour revenir sur les locomotives compound à deux cylindres :

Mécanisme automatique de démarrage des locomotives compound de Gölsdorf

À propos de la 220 série 6 (en bas de la page 1 de ce fil) j’avais écrit :
"Le système de démarrage Gölsdorf est très simple (économie de poids !) : aux crans d’admission maximum, le tiroir basse pression démasque deux petites ouvertures alimentant le cylindre BP directement en vapeur de la chaudière tout en réduisant sa pression."

Je viens de trouver dans la revue The American Engineer and Railroad Journal de décembre 1894 la traduction anglaise complète du brevet déposé par Gölsdorf.
Sur la deuxième page, des dessins explicatifs d’origine montrent la table des lumières du cylindre BP et son tiroir. On voit clairement les deux orifices "a" des arrivées directes de vapeur de la chaudière, dont l’un est démasqué, le tiroir se trouvant dans la position correspondant à un cran de marche très élevé tel qu’on le sélectionne au démarrage.
Il n’y a même pas de soupape de limitation de pression. La petitesse des deux canalisations et le coude brutal vers l’orifice produisent un laminage de vapeur réduisant sa pression à une valeur acceptable pour le gros cylindre BP.

Image

Le texte indique encore que le brevet porte le numéro 526.778 en date du 2 octobre 1894 et qu’il est géré aux Etats-Unis par la société Nathan Manufacturing Company.
Edit. 04.11.2011 : Explication détaillée en français ici (Annales Industrielles dec. 1893.) :
http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k5 ... f378.image

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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Jeu 27 Oct 2011, 14:01 
.

1892 – Les 220 de la ligne St. Petersbourg-Varsovie



La ligne St. Petersbourg-Varsovie a une longueur de 1250 km environ et elle a été construite de 1851 à 1862, la circulation régulière des trains commençant dès 1853 sur les tronçons terminés. Elle est à l’écartement russe de 1,524 m.

Vers 1890-1900 les locomotives de type 220 étaient très répandues en Europe, mais ce type semblait peu adapté à la Russie. La voie, posée à l’économie, épousait le relief et les rampes de 8 à 10/1000 était fréquentes. De plus, les vitesses des trains étaient lentes, le matériel roulant était lourd et les arrêts fréquents. Les 130 et 230 seront davantage répandues que les 220.

Pourtant, suite à un concours international ouvert en 1891, c’est une 220 compound à deux cylindres qui sera retenue pour la ligne St. Petersbourg-Varsovie et sera construite en 19 exemplaires par l’usine Kolomna en 1892 :

Image
220 de la ligne St. Petersbourg-Varsovie – Wikimedia Commons

Les roues ont un diamètre de 1,98 m. On remarque le grand écartement entre les deux essieux moteurs, permettant d’utiliser un foyer long et profond. La rehausse grillagée du tender dénote la chauffe au bois.

Caractéristiques :
220 classe… ? - 19 locomotives
1892 - Constructeur : Kolomna
Moteur compound à 2 cylindres extérieurs actionnant le premier essieu couplé, cylindre HP du côté droit, système de démarrage von Borries, tiroirs plans, distribution Joy extérieure, sablière à vapeur.
Ø intérieur de la chaudière : 1,390 m - Hauteur de l’axe : 2,270 m
Grille : 2,46 m2 - Surface de chauffe (foyer + tubes) : 13 + 145,1 = 158,1 m2 - Timbre : 11 kg/cm2
Cylindres HP/BP: Ø 460/670 x 650 mm - Rapport de volume BP/HP : 2,1
Roues motrices : Ø 1,980 m - Roues porteuses : Ø 1,110 m
Poids adhérent : 26,5 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 51,6 t

Tender : eau 14 m3 - bois : 5 t



Image
Diagramme : Traité Pratique de la Machine Locomotive, M. Demoulin, 1898

Image
Illustration et coupe transversale : Die Lokomotive, octobre 1918

---------------------------------------------------------------

Performances :

L’indicateur de vitesse type Hausshälter monté sur cette locomotive est prévu pour vitesse maximum de 75 km/h. C’est paradoxal pour une locomotive à roues de 2 m… On peut supposer qu’elle pouvait faire mieux, mais ce n’est pas ce qu’on lui demandait.
Officiellement, les critères maxima d’utilisation étaient :
- 454 t à 75 km/h sur terrain horizontal.
- 308 t à 35 km/h en rampe de 6/1000
- 242 t à 30 km/h en rampe de 8/1000
- 200 t à 30 km/h en rampe de 10/1000

-------------------------------------------------------------------


Je n’ai pas trouvé d’informations sur la carriére de ces locomotives mais elle a probablement été courte. L’augmentation du poids des trains et l’accélération progressive des horaires ont dû rapidement les chasser des lignes principales. D’autres 220 compound sont apparues avant 1900, elles étaient à 4 cylindres (en tandem) mais ont rapidement été dépassées.
Les 130 de la classe N en versions améliorées et différentes séries de 230 et 131 de plus en plus puissantes, généralement à simple expansion, se succéderont à la tête des trains de voyageurs du pays.


Sources:
- Die Lokomotive, octobre 1918
- Traité Pratique de la Machine Locomotive, Tome 1, M. Demoulin, 1898

Quelques liens :
Historique et description de la ligne St. Petersburg-Varsovie
http://en.wikipedia.org/wiki/Saint_Pete ... aw_Railway

L’ancienne gare terminus dite „de Varsovie“ à St.Petersburg
http://en.wikipedia.org/wiki/Warsaw_Rail_Terminal

Également de nombreuses photos des gares sur Wikipedia russe (lien très long, je ne mets pas).

:D
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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Jeu 27 Oct 2011, 23:31 
.

Coïncidence !

Je viens de télécharger quelques revues ferroviaires étatsuniennes de la période 1892-1910 et dans "The Railroad and Engineering Journal" de novembre 1892 il y a une description de la 220 St. Petersbourg-Varsovie du post précédent, avec ces vues en coupe d'une qualité excécrable.

On remarque quand même la grille horizontale pour chauffe au bois et la disposition de la boîte à fumée.

Image
The Railroad and Engineering Journal, nov. 1892

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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Lun 31 Oct 2011, 14:58 
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1892 - La 230 prototype de Schenectady pour le Pennsylvania RR



À propos de la 220 prototype classe T du Pennsylvania RR (page 3 de ce fil), j’avais écrit :

« Pour tester le procédé compound pour la traction des trains rapides, le Pennsylvania RR a employé les grands moyens.
- En 1889, il a importé d’Angleterre une 120 compound à 3 cylindres système Webb.
- En 1892, il commande à Baldwin une 220 et une 230 système Vauclain, et à Schenectady une 230 compound à deux cylindres, toutes trois étant des machines pour service voyageurs. »



Voici donc la 230 en question. Elle a des roues de 1,88 m. Aux Etats-Unis, les 230 à grandes roues apparaissaient donc un peu plus tôt qu’en Europe.

Image
230 Prototype n° 1503
Photo : brochure Motive Power Development on the Pennsylvania, Warner, 1924

La chaudière est du type "extended wagon top", c'est à dire que la virole conique n'est pas accolée au foyer, mais placée entre deux viroles cylindriques de diamètres différents.
On le voit clairement sur le diagramme fragmentaire disponible en haute definition sur cette page…
http://prr.railfan.net/diagrams/PRRdiag ... e&sz=lg&fr
…venant de ce répertoire :
http://prr.railfan.net/diagrams/PRRdiag ... e&sz=sm&fr


Caractéristiques :

Prototype 230 n° 1503 – classe "G divers"
1892 – Constructeur : Schenectady Locomotive Works
Moteur compound à 2 cylindres extérieurs actionnant le deuxième essieu couplé, système de démarrage automatique Pitkin, tiroirs plans extérieurs, distribution Stephenson intérieure avec renvois vers les tiroirs.
Ø intérieur de la chaudière : 1,470 m (virole cylindrique avant)
Grille : 2,44 m2 - Surface de chauffe (foyer + tubes) : 182 m2 - Timbre : 12,6 kg/cm2
Cylindres HP/BP: Ø 508/762 mm x 610 mm - Rapport de volume BP/HP : 2,25
Roues motrices : Ø 1,880 m
Poids adhérent : 48,1 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 65,0 t



Bien qu’elle ait un essieu moteur de plus, cette locomotive a un dimensionnement pas beaucoup supérieur à celui du prototype 220 classe T construit par le Pennsy lui-même.


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Performances ?

Je n’ai pas trouvé d’indications. Si quelqu’un en a…

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D’une façon générale la configuration compound Pitkin, du nom d’un ingénieur de l’usine Schenectady, semble avoir eu bonne réputation, à en croire Angus Sinclair dans son livre „Development of the Locomotive Engine“, 1907.
Sinclair y explique qu’en 1890 il a été autorisé à participer à des tests comparitifs entre une 230 Schenectady à simple expansion et une locomotive identique, mais compound, sur le réseau du Michigan Central RR.
Tout en sachant que les comparaisons réalisées en service font intervenir des éléments imprévisibles, l’économie de combustible réalisée par la loco compound était de 18 %.

Bien sûr, cela ne dit rien sur les possibilités et le comportement de la locomotive n° 1503 en question ici. Mais on peut supposer que cette locomotive n’a pas fait l’objet d’une réclamation puisque trois ans plus tard le constructeur l’utilisait fièrement comme accroche publicitaire :

Image
Annonce de Schenectady dans „Locomotive Engineering“ de janvier 1895.


Pourtant, elle n’a pas fait une très longue carrière puisqu’elle a été retirée avant 1911, d’après la brochure „Motive Power Development on the Pennsylvania“.
Cette locomotive d’essais et les deux Baldwin Vauclain commandées en même temps ne sont pas répertoriées du tout dans les listes de 1904 et 1908 disponibles sur cette page :
http://prr.railfan.net/documents/
Donc leurs états de service sont un mystère – sauf si quelqu’un a de la doc…



Sources :
Motive Power Development on the Pennsylvania, Warner, 1924
Les caractéristiques viennent de :
Locomotives: simple, compound and electric, H. C. Reagan, 1902
et
prr.railfan.net

:D
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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Jeu 03 Nov 2011, 17:37 
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1892 : Les 220 du Chemin de Fer Jura-Simplon (Suisse)



La compagnie du Jura-Simplon a été créée pour relier Bâle, Berne et Genève à l’Italie en traversant le canton du Valais par la vallée du Rhône (Martigny, Sion, Brig) et par le futur tunnel du Simplon dont elle a commencé les travaux de percement en 1898 – avant d’être intégrée dans les Chemins de Fer Fédéraux (SBB-CFF) en 1903.
L’histoire mouvementée de cette compagnie est résumée ici :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Chemin_de_fer_Jura-Simplon

La ligne principale traverse des paysages accidentés mais le tracé est à profil relativement facile. Les locomotives pour trains rapides ne ressemblent pas à des locomotives de montagne.
Les 220 compound de la série A 2/4, n° 101 à 130 en sont un bon exemple.

Image
Illustration : The Railroad and Engineering Journal, décembre 1892



La locomotive a des roues de 1,83 m. La silhouette générale est proche de la S3 prussienne (voir page 1 de ce fil) dont elle reprend le système automatique de démarrage et l’impossibilité pour le mécanicien de choisir lui-même le mode simple expansion ou compound. Comme sur la S3, les distributions HP BP sont commandées par le même arbre de relevage, le mécanicien ne peut pas sélectionner séparément les crans de marche HP et BP.
Mais il s’agit d’une locomotive conçue en Suisse, elle diffère de la S3 en de nombreux points, par exemple la distribution de style étatsunien.

Image
Diagramme : Traité pratique de la Machine locomotive, M. Demoulin, 1898.
Contrairement aux tous premiers exemplaires, la sablière est placée sur le sommet de la chaudière.



Caractéristiques :

Série Jura-Simplon A 2/4 – 30 locomotives n° 101 à 130.
(future série A 2/4 101 à 130 aux CFF)
1892-1896 – Constructeur : Schweizerische Lokomotiv- und Maschinenfabrik (SLM) Winterthur

Moteur compound à 2 cylindres extérieurs actionnant le premier essieu couplé.
Cylindre HP du côté droit, distribution Stéphenson intérieure agissant par arbre de renvoi (rocking shaft) sur des tiroirs plans extérieurs, système de démarrage automatique von Borries, un seul arbre de relevage pour HP et BP.

Ø intérieur de la chaudière (à la plus petite virole) : 1,348 m - Hauteur de l’axe : 2,225 m
Grille : 2,0 m2 - Surface de chauffe (foyer + tubes) : 9,1 + 120,2 = 129,3 m2 - Timbre : 12 kg/cm2
Cylindres HP/BP: Ø 450/670 x 650 mm - Rapport de volume BP/HP : 2,2
Roues motrices : Ø 1,830 m - Roues porteuses : Ø 1,030 m
Ces données viennent du Traité pratique de la Machine locomotive, de M. Demoulin, 1898.

Les indications de poids trouvées dans des textes récents paraissent fantaisistes.
Je préfère convertir en métrique celles qui viennent de The Railroad and Engineering Journal, décembre 1892 :
Poids adhérent : 28,9 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 48,2 t
Tender : charbon : 4,5 t - eau : 14 m3



Ces locomotives étaient destinées aux lignes suivantes :
- de Genève à Berne par Lausanne et Fribourg
- de Lausanne à Bienne
- de Bâle à Delle par Délémont



Image
Coupe transversale et photo : Photoarchiv Arthur Meyer, à voir en haute définition en s’inscrivant sur le site :
http://schienenfahrzeuge.netshadow.at/d ... e_id=98819
Le timbre-poste vient d’ici :
http://www.uqp.de/kopka/europa/schweiz/a24.htm


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Performances :

D’après le programme imposé, ces locomotives devaient être capables de rouler à 90 km/h
et de soutenir 45 km/h en rampe de 10/1000 avec 180 t.

The Railroad and Engineering Journal (décembre 1892) écrit que ces performances ont été atteintes sans difficultés aux essais et souligne la bonne production de vapeur de la locomotive.

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Suite à l’accroissement du poids des trains, ces 220 légères ont été en partie remplacées par les 230 A 3/5 de la série 700, compound 4 cylindres de Glehn, dont la 705 est préservée en état de marche.
Je n’ai pas lu d’informations portant sur une éventuelle modernisation des 220 Jura-Simplon. Quand leur carrière s’est arrêtée en 1926, il semble qu’elles étaient encore compound à 2 cylindres et vapeur saturée.

Si quelqu’un a des informations précises, ne pas hésiter. Merci !



En Suisse, une autre compagnie a possédé des 220 compound à deux cylindres, on en reparlera.

:D
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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Mar 08 Nov 2011, 10:05 
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1906 – Les 130 du Groupe 630 (Italie)



Les Chemins de Fer de la Rete Adriatica avaient construit à partir de 1904 une série de locomotives 130 pour trains de marchandises désignées plus tard sous le nom de Groupe 600.
Satisfaits du résultat, ils décidèrent d’en créer une version à grandes roues pour trains rapides.
C’est ainsi qu’apparut en 1906 la série 400, rebaptisée Groupe 630 après la nationalisation du réseau.

Image
Photo : Die Lokomotive, août 1909

C’est une 130 à roues de 1,85 m et moteur compound à deux cylindres intérieurs. Les cylindres sont placés haut et inclinés pour que les bielles motrices passent au dessus du premier essieu couplé et agissent sur le second, qui est donc coudé.
Les crans de marche BP et HP peuvent être sélectionnés individuellement, il y a deux tiges de changement de marche.
Tiroirs cylindriques extérieurs. Distribution extérieure de type Walschaerts modifié : le bas du levier d’avance ne pouvant pas être articulé sur la crosse de piston (qui est à l’intérieur du châssis), il est actionné par une longue bielle raccordée directement à une deuxième contre-manivelle.

La chaudière est courte, mais elle est munie de tubes à ailettes Serve (beaucoup utilisés en France) qui permettent un échange de chaleur élevé entre les gaz chauds et l’eau.

L’essieu porteur et le premier essieu couplé sont réunis par un bogie-bissel Zara. En courbe, l’essieu porteur prend une position radiale et le premier essieu couplé se déplace latéralement (donc en restant parallèle aux autres essieux couplés) de 25 mm au maximum. Les manivelles de la bielle d’accouplement ont des portées sphériques pour permettre ce mouvement latéral. Les ressorts de rappel évitent tout débattement intempestif en ligne droite.
L’effort latéral à l’entrée d’une courbe se répartit sur plusieurs essieux. Cela diminue l’usure des rails, des bourrelets de roues et améliore la tenue de voie.


Image
Photo et coupe transversale : Die Lokomotive, août 1909


Caractéristiques :

Groupe 630 – 100 locomotives
1906-1908 – Constructeurs : Ansaldo, Henschel, Marcinelle, O. M. Milano.
Moteur compound à 2 cylindres intérieurs actionnant le deuxième essieu couplé, cylindre HP du côté gauche, tiroirs cylindriques extérieurs, distributions extérieures type Walschaerts modifié, marches HP et BP séparées.
Ø intérieur de la chaudière à la plus petite virole : 1,344 m - Hauteur de l’axe : 2,715 m
Grille : 2,4 m2 - Surface de chauffe (foyer + tubes Serve) : 10 + 165 = 175, m2 - Timbre : 16 kg/cm2
Cylindres HP/BP: Ø 430/680 x 700 mm - Rapport de volume BP/HP : 2,5
Roues motrices : Ø 1,850 m - Roues porteuses : Ø 0,950 m
Poids adhérent : 43,8 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 54,5 t
Vitesse autorisée : 100 km/h

Tender à 3 essieux : charbon 6 t - eau 15 m3



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Performances :

Au cours des essais de février 1907 sur le trajet Florence-Chiuso avec un train de 265 t, la puissance indiquée maximum a été de 860 ch et la vitesse maximum 105 km/h.
Les charges remorquées au cours de tests de consommation allaient jusqu’à 305 tonnes.

En fait, c’est une locomotive de taille moyenne. Peu après, les ingénieurs italiens créeront des 131 et 231 plus puissantes.

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La première a été présentée à l’Exposition Internationale de Milan en 1906.
D’après „Die Lokomotive“, ces locomotives étaient souvent utilisées sur les mêmes lignes que les 230 „Mucca“ à cabine en avant (déjà présentées sur d’autres fils).

Malgré tout, le succès de la série 630 a été de courte durée.
Une version à simple expansion, surchauffe, timbre bas et chaudière de plus grand diamètre a été testée en même temps que la série 630. Elle était plus puissante (maximum 1.000 ch aux essais) et elle sera construite en 188 exemplaires entre 1907 et 1911 sous la désignation Groupe 640.
Les 640 sont considérées comme très réussies et elles ont été largement médiatisées, en français par exemple dans ce rapport sur l’Expo Internationale de Turin en 1911 :
http://cnum.cnam.fr/CGI/fpage.cgi?8XAE7 ... /0019/0358
Plusieurs 640 sont conservées.

Le groupe 630 a poursuivi sa carrière dans l’ombre des 640 et je n’ai pas trouvé d’informations précises sur la fin de leur service. Dans les années 1930, 15 locomotives du groupe 630 ont été décompoundées, munies de surchauffeurs et intégrées dans le groupe 640 (source : Wiki italien).


Sources principales :
- „La locomotive actuelle“, de M. Demoulin, 1906,
- la revue „Die Lokomotive“, plusieurs numéros de 1909.
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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Mar 08 Nov 2011, 10:15 
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À propos des 130 italiennes…


Tutubes à ailettes Serve
Sur cette page, on voit les différentes sections de tubes à fumée brevetées par Jean Serve :
http://thierry.stora.free.fr/accessoires.html#Serve
Les versions généralement utilisées ont des ailettes uniquement à l’intérieur du tube.



À propos des bogies-bissels...
...et de l’inscription des locomotives à vapeur dans les courbes, les textes de vulgarisation ne sont pas toujours précis.

Le type le plus ancien est celui qui a été inventé par Richard von Helmholtz et destiné à des 120 et 121 (par exemple P2 palatine).
Dans „The American Engineer and Railroad Journal“ de mai 1894 il y a cette traduction résumée du brevet n°564.320 datant du 6 février 1894 :

Image

L’essieu porteur se déplace radialement. Le premier essieu couplé se déplace latéralement (glisse dans ses boîtes), restant donc parallèle au deuxième essieu couplé.
Le texte dit clairement que le pivot est fixe et que l’essieu couplé se déplace du côté inverse de l’essieu porteur – donc se déplace vers l’extérieur de la courbe.

Pour une locomotive ayant 3 essieux couplés ou plus, le déport du premier essieu couplé à l’extérieur de la courbe compliquerait l’inscription en courbe de tous les essieux embiellés qui le suivent.
La solution a été de permettre le déplacement latéral de l’axe de pivotement du bogie vers l’intérieur de la courbe, avec système de rappel. Cela permet de répartir le contact avec le rail extérieur de la courbe entre les trois premiers essieux de la locomotive, comme l’explique Georg Lotter dans son livre Handbuch zum Bau von Dampflokomotiven. Et c’est le principe adopté sur les versions ultérieures du bogie-bissel Krauss-Helmholtz et sur celui de Guiseppe Zara.

Cette évolution est similaire à celle du bogie classique des locomotives.
Par exemple, les 220 Nord de la classe Outrance (années 1880) avaient un bogie à pivot fixe. Le passage en courbes serrées pour ce genre de locomotives était possible uniquement à cause des jeux existants.
À partir des années 1890, les bogies à déplacement latéral et système de rappel se généraliseront.


Les bogies-bissels ici :
http://www.voisin.ch/dlok/partframes_f. ... issel.html

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Re: Locos compound à 2 cylindres pour trains rapides

Publié: Sam 12 Nov 2011, 13:18 
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INTERMEDE de remplissage...
...pour passer enfin à la page suivante.


Quelques grands spécialistes du compoundage à deux cylindres :


Image

De gauche à droite : Mallet, von Borries, T. Worsdell, Gölsdorf, Herdner.
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