Régulateur centrifuge de Watt

74. – Le volant est un appareil de régulation;
quand nous en avons parlé dans la machine
de ‘Vatt (N° 101), nous avons expliqué
son rôle comme accumulateur d’énergie. Cet
organe de machine a été décrit dans notre
TITRE II au N° 470 et nous n’y reviendrons
pas.
Les contrepoids sont également des organes
de régulation; ils servent à équilibrer des
masses en rotation, afin d’éviter les chocs à
chaque changement de sens du piston.
Les organes non équilibrés agissant sur la
marche d’une machine à vapeur sont la bielle
et la manivelle; on les équilibre dans une certaine
mesure en adaptant un contrepoids à
la manivelle. On peut également disposer le
contrepoids sur le volant, comme on peut le
remarquer sur les roues des locomotives. Etudions
maintenant ce qu’on appelle, à proprement
parler, les <<régulateurs)).
.Le régulateur est un appareil soumis aux
variations de vitesse de la machine et agissant
directement ou indirectement sur l’admission
de la vapeur pour en proportionner le
débit à l’importance du travail demandé à la
machine. Cet appareil permet donc de régulariser
la vitesse.
1Les principales qualités d’un bon régulateur
sont: la stabilité, la promptitude et la sensibilité.
Un régulateur est stable quand les oscillations
croissent ou décroissent graduelleme.nt
suivant les variations de vitesse; il est instable
quand les oscillations sont désordonnées pour
de faibles variations de vitesse. Il est prompt
quand il se fixe vivement à sa position d’équilibre.
Il est sensible quand il agit pour de faibles
variations de vitesse. ·
Régulateur centrifuge de Watt. – JAMES
WATT l’appliqua pour la première fois à la
machine de son invention.
Le régulateur de Watt se compose (fig. 250)
de deux pendules terminés par des boules pesantes,
tournant autour d’un axe soumis aux
variations de vitesse de la machine; le mouvement
des pendules est transmis à un manchon
par deux biellettes et le manchon agit sur les
organes d’adrp.ission par l’intermédiaire de
tiges et de leviers appropriés.

Quand le régulateur est au repos, les boules
pendent verticalement, le manchon est dans
sa position basse et, par l’intermédiaire de
renvois, ouvre l’admission en grand. Quand le
régulateur se met en mouvement sous l’effet
de la force centrlfuge, les boules s’écartent de
leur position verticale, le manchon suit leur
mouvement et monte le long de la tige fermant
graduellement l’admission jusqu’à prendre la
position maximum pour laquelle l’admission
est coupée.
Un tel régulateur n’est pas stable, car pour
des variations brusques de vitesse, l’action de
la pesanteur n’est pas suffisante et le régulateur
a des oscillations désordonnées. On
augmente l’effet de la pesanteur de deux
façons, soit par l’effet d’un contrepoids, soit
par des ressorts agissant sur le manchon: d’où
deux classes de régulateurs: ceux à contrepoids
et ceux à ressorts. Le contrepoids ou le
ressort à 11lacer dépend du degré d’irrégularité
dr de la machine qui se définit par la
formule:

où n1 indique le nombre de tours minimum,
nm indique le nombre de tours moyen,
n 2 indique le nombre de tours maximum.
Par «énergie propre du régulateur)), il faut
entendre celle correspondant à la force qui
fait équilibre à la force centrifuge et qui peut
être mesurée par la pression que le système
exerce sur l’anneau mobile à l’état de repos.

Si on désigne cette force par F, et si on multiplie
sa valeur moyenne par la hauteur H de
la course du manchon, on obtient un travail:
T=FXH
Ce travail n’est utilisé qu’en partie pour actionner
les organes de distribution, tandis que
l’autre partie sert à assurer la stabilité, c’està-
dire à lever les contrepoids, ou à tendre les
ressorts.
· Le rapport du travail total T au travail employé
pour la régulation T’ s’appelle le degré
d’insensibilité:
ds = _I_
T’
L’action du régulateur est d’autant plus sensible
que le degré d’insensibilité est plus petit,
car la limite du fonctionnement est également
diminuée.
Ainsi que nous l’avons déjà dit, la stabilité
du régulateur exige des variations de vitesse