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pour : "Compresseur pour locomotives Diesel à trans- mission pneumatique,au moyen d'un mélange d'air comprimé et de vapeur d'eau".
Un problème constructif de grande importance pour les locomotives Diesel pneumatiques est celui du groupe moteur-compresseur. Il est normalement composé de deux machines distinctes accouplées directement. Les com- presseurs rotatifs n'offrent pas de chances favorables d'application parce que les problèmes importante du rendement et d'un réglage complet ne sont pas encore résolus (particulièrement pour les hautes puissances requises par la traction de chemin de fer) avec des per- fectionnementssuffisant pour les mettre en concurrence avec les compresseurs alternatifs.
En utilisant tous les progrès de la technique moderne les constructéurs tendent à réduire le poids et l'encom- brement d'espace du compresseur pour augmenter la capa- cité de concurrence des locomotives Diesel pneumatiques par rapport à celles à vapeur.
Il résultera d'on examen attentif des conditions constructives des locomotives Diesel pneumatiques quelles
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devront être les normes pour la. réalisation de progrès ultérieurs. L'emplacement normal et arganique du groupe moteur-compresseur sùr la locomotive est établi au milieu du cardre. L'embasement du groupe plongé entre les longerons est fixé avec eux pour former un élément rigide unique avec augmentation mutuelle de la résistance. De cette façon l'on dispose d'une hauteur constructive considé- rable pour le groupe moteur-compresseur puisqu'on dispose de toute la hauteur des essieux des roues de la locomotive jusqu'à la couverture.
Suivant la hauteur du profil du chemin de fer (qui tend à se hausser) et du diamètre des roues et des essieux, l'on dispose de 3 à 3,7 mètres.
De l'autre part un examen des moteurs modernes légers à grande vitesse démontre que cette hauteur n'est pas uti- lisable avec les puissances nécessaires pour la traction de chemin de fer. La hauteur est, à prévalence, déterminée par la course, et cette dernière par les vitesses admissibles du piston et le nombre de tours. Pour ces moteurs à grande vitesse à nombre de tours variable et en exercice inter- mittents,comme celui pour chemin de fer,l'on a aujourd'hui une vitesse de piston jusqu'à 7 m.p.sec. Pour les compresseurs accouplés sont admissibles aussi 500 tours par minute, et davantage. Il en résulte des courses autour de 40 cm. avec une hauteur correspondante du moteur de m. 2 à m.2,50.
L'espace restant au-dessus du moteur n'est pas uti- lisable parce qu'il doit rester libre en prévision des @
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démontages des abouts, pistons et cylindres, nécessaires en cas de réparatiàn.
De l'autre part la longueur d'un groupe à plusieurs cylindres est considérable, et l'on doit chercher à la réduire non seulement parce que la construction rigide d'un groupe moins longue est plus facile et plus sure, particulièrement si l'on tient compte des efforts auxquels un cadre de locomotive est assujetti,- pais parce que la longueur du groupe détermine la longueur du cadre même et toute réduction de celui-ci représente une économie sensible du poids, en permettent aussi en bien des cas l'économie d'un essieu.
Il est à remarquer que les moteurs modernes légers n'utilisent pas les limites de poids disponibles par mètre de longueur, tandis que d'autres parties du cadre (p.ex. celles où sont placées les provisions de combustible) portent un poids bien supérieur par unité de longueur.
On peut donc augmenter sans crainte le poids sur la partie en cadre laquelle porte le moteur.
Les notions ci-dessus exposées démontrent que le développement rationnel devrait tendre vers la meilleure utilisation de la hauteur disponible et du poids admissible par unité de longeur, en réduisant en même temps la lon- gueur du groupe moteur-compresseur. Il est connu que le moteur à double effet (à té), mais il est aussi connu que de telles constructions, déjà perfectionnées pour les menteurs lents, n'ont pas encore eu de succès pratique dans
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le champ des moteurs à grande vitesse, particulièrement si l'on tient compte des exigences de sûreté du fonctionne- ment qui sont d'une importance particulière dans les applications pour chemin de fer.
La présente invention atteint les buts désirés par une construction unique du moteur et du compresseur, de façon à ce qu'on passe du type de moteur à effet simple du type dépourvu de té, à celui à double effet avec té dans lequel la partie inférieure du cylindre travaille comme compresseur, et la partie supérieure comme moteur.
Cette construction qui mène naturellement aux majeures hauteurs désirées avec des poids accumulés, permet de supprimer les cylindres accouplés de la basse pression du compresseur, avec une économie correspondante de la dimension axiale du groupe, tandis qu'elle n'augmente pas sensiblement les difficultés constructives du moteur, en évitant particulièrement selles qui dérivent du travail à double effet comme moteur.
Le piston commun est refroidi de la façon usuelle par l'huile circulante, et comme la partie comportant le compresseur est con- struite avec Ses soupapes automatiques de type simple et placées de côté, l'on évite aussi les difficultés constructives qui, autrement, seraient causées par la disposition des soupapes et des pulvérisateurs de combustible et par leur commande qui se trouvent normale- ment du côte inférieur des moteurs ordinaires à double effet.
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Il est p.ex. démontré par calcul que pour les moteurs à quatre temps les volumes de course correspondent bien aux volumes aspirés par- le compresseur si la pression finale de la compression dans le cylindre à haute pression est près de 13-18 atm. Il est connu que pour de locomotives de puissances considérables l'on doit employer de telles pressions, (et même supérieures) en subdivisant la com- pression en deux phases.
Les Figs.l et 2 représentent schématiquement un bloc de ce type en coupe transversale et en élévation de côté, respectivement, dans le cas d'un moteur à 4 temp et 4 cylindres, avec un 5me cylindre auxiliare à double effet pour la haute pression du com- presseur. lest le côté moteur du cylindre, 2 est le côté compresseur, 3 le piston commun, 4 la chemise de refroidisse- ment;.5 l'about normal de moteur avec les soupapes d'aspi- ration (6), d'échappement (7) et de pulvérisation (8).
La tige de pistpn (11) arrive à travers le presse-étoupe 12 le té 13. Le côté compresseur aspire l'air à travers les soupapes 9 et le débite à travers les soupapes de charge 10 dans le collecteur intermédiaire dans lequel l'air com- primé est refroidi et saturé et puis aspiré par-le cylindre à haute pression (14) du compresseur.
En dehors des avantages obtenues par la construction de la locomotive même, comme exposé dans l'introduction à la présente description, il ne faut pas oublier d'autres effets favorables pour le fonctionnement et le rendement du groupe. En effet, la suppression des cylindres à: basse
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pression du compresseur, et leur substitution par l'utili- sation des éléments existants du moteur même (cylindre, piston, bâti, bielles, supports, embasement) l'on réduit le poids total, et pour cela le poids du complexe suivant l'invention résulte inférieur à celui à compresseur dé- taché.
De même, le rendement utile de la construction unique résulte supérieur, puisque l'économie des pertes mécaniques dans les cylindres compresseurs n'est pas compensée totalement par le supplément de pertes mécaniques qui se produisent dans le moteur avec le compresseur.
D'autres économies résultent de la lubrification et du refroidissement en commun pour le moteur et pour la basse pression du compresseur. L'analogie de la construc- tion décrite avec les moteurs dans lesquels le côté in- férieur du piston moteur fonctionne comme pompe de lavage (l'on connait des moteurs à deux temps de type semblable) 'est qu'apparent. En eux l'on n'a pas cette identité mentionnée des volumes d'air, et par conséquent le côté. inférieur doit être considérablement élargi; ce qui n'est pas suffisamment justifié (comme aussi la majeure hauteur du moteur, l'emploi d'un té, etc. ) par l'importance, relativement petite, qu'a la pompe de lavage dans le bilan d'énergie.
Il faut pour cela obtenir le même effet d'une façon plus simple et plus facile par des constructions flanquées du pompes de lavage, et aussi l'on a abandonné en faveur des type détaché la construction ui utilise la face inférieure du piston pour la pompe de lavage. par contre, la construction décrite est organique et
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compendieuse. En effet, l'importance des cylindres com- presseurs à basse pression (qui absorbent de 50% à 60% du travail dévéloppé par le moteur) justifie l'emploi des éléments constructifs du moteur même l'économie en longueur était considérable, puisque pour les cylindres compresseurs cette disposition compen- dieuse qui est, au contraire, obtenable pour les pompes de lavage, n'est pas possible.
Il est aussi évi- dent que,- tandisque la combinaison entre le moteur et la pompe de lavage ne peut pas réussir économique vu qu'au lieu des petites pertes mécaniques de la pompe l'on a des pertes majeures si l'air de lavage est pro- duite par le mécanisme moteur,- malgré cela la combinai- son entre le moteur et le compresseur même à de notables économies d'énergie en conformité de ce qui a déjà été dit à l'égard, et en considérant les énergies considé- rables en jeu. Aussi le flux des forces à l'arbre moteur résulte aussi avantageux par ce que la plupart de l'énergie développée dans un cylindre est simultanément absorbée par les cylindres de compression voisins sans nécessité d'une conduite continue de l'énergie le long de l'arbre entier jusqu'aux cylindres compresseurs.
Il en résulte un plus grand équilibre des forces intéreieures à l'avantage de la construction et du fonctionnement. Enfin un avantage essentiel dans la construction décrite est obtenu pour la mise-en-marche vu qu'il est possible d'utilisé pour ce but les côtés inférieurs (de compression). Il est, en effet, connu que les difficultés da lammise-en-marcoe
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proviennent en grande partie du refroidissement des cylindres provoquées par l'expansion de l'air de mise-en- marche en eux. Ceci requiert une durée prolongée de la période de mise-en-marche avec une augmentation corre- spondante de consommation d'air comprimé, et par consé- quent aussi des poids plus grands pour les bouteilles de combustible.
Si, au contraire, on se sert des côtés inférieurs comme de cylindres de mise-en-marche l'on produit, dès le premier moment, la libre com- pression sur les côtés motaurs, un bon chauffage de l'air de combustion, ce qui permet le passage presque immédiat de la mise-en-marche à la combustion. La mise-en-marche est autant plus rapide que le dispositif décrit permet de passer directement à la combustion dans tous les cylindres, tandisque dans la mise-en-marche commune ce passage doit être effectué en deux phases d'abord avec la moitié des cylindres et, après l'allumage avec l'autre moitié.
Il résulte donc de cette description que la con- struction représentée résout bien les exigences du con- structeur de locomotives pour ce qui regarde le groupe moteur-compresseur, et offre en outre des avantages telle- ment considérables pour le fonctionnement du groupe même, qu'il faut considérer la présente invention comme un progrès réel dans la construction±des locomotives Diesel .pneumatiques.