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au moyen d'un mélange d'air comprimé et de vapeur d'eau.
Sur les locomotives Diesel à transmission indirecte de la puissance de l'arbre moteur aux roues motrices, le travail de réglage est double: en premier lieu, et selon les nécessités de la marche, on doit régler le mécanisme moteur de la locomotive puis adapter à la charge le groupe générateur d'énergie.
Le mécanisme moteur des locomotives Diesel pneumatiques est identique à celui des locomotives à vapeur; son réglage s'opère donc d'une manière connue, au moyen du levier d'inversion de marche qui sert également à la variation de l'admission de l'agent moteur dans les cylindres de la locomotive.
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A la consommation de cet agent (consommation dépendant de la rapidité de la marche et de l'admission signalée ci-dessus) doit correspondre le débit sous pression du groupe compresseur, pour maintenir une pression initiale de travail déterminée.
La variation du débit du compresseur se produit normalement de deux manières: en variant le nombre de tours ou l'aspiration des côtés des cylindres compresseurs. La variation continue de l'aspiration demande des dispositifs de distribution un peu compliqués et peu adaptés aux buts particuliers ici envisagés pour lesquels on préfère la mise en ou hors d'action.complète de chacun des côtés des cylindres compresseurs.
Les constructions utilisées dans ce but sont connues; par exemple l'adjonction d'espaces nuisibles auxiliaires ou le soulèvement des soupapes de refoulement durant la phase d'aspiration, ou des soupapes d'aspiration pendant la phase de compression.Cette dernière solution est le plus employée et c'est à elle qu'on se référera ci-après, bien que l'invention soit applicable aussi dans les autres cas, comme aussi dans celui qui prévoit la variation de l'aspiration au moyen de l'étranglement de la conduite d'aspiration.
L'étranglement est si anti-économique qu'il n'est pas à conseiller pour les transmissions de locomotives Diesel pneumatiques. Les considérations économiques conseillent, au contraire, que le débit soit varié avant tout au moyen de la variation du nombre de tours. De fait, la consommation spécifique des moteurs à combustion interne reste presque inchangée dans de larges limites du nombre de tours, si l'injection du combustible (couple) n'est pas variée. C'est seulement lorsque sera atteinte la vitesse minimum de rotation consentie par le moteur, que s'effectuera, si le débit est encore en excès,-le soulèvement successif des soupapes d'aspiration, avec réduction consécutive du couple et augmentation correspondante de la consommation spécifique du moteur.
Si le débit du compresseur est insuffisant il s'ensuit une réduction de la pression finale jusqu'à ce que s'établisse l'équilibre entre les volumes fournis par le compresseur et ceux absorbéspar les cylindres de la locomotive. Mais à la pression réduite finale correspond une diminution du couple avec une plus grande consommation spécifique du combustible. Par contre, un excédent de débit se perd inutilement à travers les soupapes de sûreté dès que la pression limite est atteinte.
La mise hors d'action d'un côté-cylindre du compresseur provoque un brusque saut du débit. Par contre, s'ils doivent pourvoir à une variation continue, les effets du saut peuvent être évités par une augmentation correspondante du nombre de tours. On doit avoir une coordination bien déterminée entre le réglage du nombre de tours et celui des côtéscylindres actifs du compresseur, si l'on veut obtenir une gradation de puissance de la marche à vide jusqu'à pleine charge.
En considérant, à titre d'exemple, un cas pratique, on aura les conditions présentées dans le projet ci-dessous:
Supposant un groupe ayant une vitesse maximum de
480 tour/min. et une vitesse minimum de 240 tours/min.;
2 cylindres compresseurs à double effet et, par conséquent quatre côtés-cylindres à régler, on a:
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Les valeurs de ce projet sont représentées graphiquement sur la fig. 1.
De même la vapeur à ajouter à l'air ou l'eau injectée dans ce dernier pour former le mélange, sont en proportion du débit du compresseur et doivent, par conséquent, varier avec le débit lui-même.
Dans le cas le plus courant, on a des commandes de réglage indépendantes pour la variation du nombre de tours, des côtés-cylindres actifs, de l'injection d'eau, etc. Dans ce cas, si l'on veut arriver à une bonne adaptation, on doit supposer une habileté extraordinaire de la part du machiniste lequel est, avant tout, obligé d'observer la voie et la commande du levier d'inversion de marche.
Dans un autre brevet de la Demanderesse se trouve décrit et revendiqué un système automatique pour l'adaptation au réglage du groupe générateur d'énergie, un système basé sur les variations de pression de l'agent moteur. Ce système déchargerait complètement le machiniste du réglage du groupe générateur; mais les opinions sur l'opportunité de l'introduction de ces dispositifs automatiques dans l'exploitation ferroviaire sont divisées et le but de la présente invention est de réaliser un dispositif mécanique de réglage qui, reliant entre eux les différents organes régulateurs grâce à une installation mécanique appropriée, réduise à
un unique organe la commande et le réglage du groupe générateur répondant aux critériums d'un réglage parfait et économique comme exposé précédemment.
Le machiniste de la locomotive aurait, par conséquent, deux organes principaux à desservir: le levier pour l'inversion de marche, et celui pour l'adaptation du groupe moteurcompresseur. Comme indicateur pour le service de ce dernier organe central, on se sert du manomètre du collecteur de l'agent moteur.
Sur les locomotives à vapeur le mécanicien emploie le levier du "régulateur" en plus de celui de l'inversion de marche. Pour se rapprocher de ce service, on peut construire l'organe central sus-indiqué avec commande et disposition analogues, en combinant son fonctionnement avec celui du "régulateur" lui-même.
Le projet exposé permet diverses solutions construc-
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il est admis que toute la manoeuvre régulatrice (entre la pleine charge et le vide) soit effectuable en un tour de la manivelle de commande.
La manivelle 1 commande l'axe central 2 duquel dérivent les différentes commandes pour tous les éléments régulateurs (variation du nombre des tours, des cotés-cylindres actifs du compresseur, de l'injection d'eau, etc.) et le mouvement de la soupape principale d'admission aux cylindres de la locomotive ("régulateur").
Supposant un compresseur à 2 cylindres à double effet, il y a quatre côtés à mettre en ou hors d'action, cela est réalisé comme le montre la figure 2, de la manière suivante:
Sur l'axe 2 est fixé le tambour 3 qui porte quatre
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déplacées entre elles d'angles appropriés, ainsi qu'il est visible sur la figure 3.
Près du tambour à cames se trouve le bloc 5, dans
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6"", une pour chaque came, tenues par leurs ressorts respectifs 7. Les prolongements centraux 8 des dites petites soupapes sortent du bloc et sont exposés à l'action des cames susdites dès que sont atteintes les positions correspondantes. De cette manière les cames ouvrent successivement les dites soupapes mettant en communication l'espace 9 du bloc avec le conduit 11. L'espace 9 étant, au moyen du tube 9', en communication continue avec le collecteur principal 10 d'air comprimé (ou collecteur du mélange qui sert pour la transmission pneumatique de la locomotive), l'ouverture de chacune des soupapes 6' 6 " 6'" 6"" met sous pression le cylindre
12 du dispositif pour le soulèvement des soupapes d'aspira.tion 16.
Le piston 13 se meut en surmontant la résistance du ressort 14 et pousse la fourche 15 contre la soupape d'aspiration 16, la tenant, par conséquent, continuellement ouverte ce qui signifie que le côté-cylindre correspondant du compresseur marche à vide.
La variation simultanée du nombre de tours est obtenue de la manière suivante:
Sur le même axe principal 2 se trouve fixé le disque profilé 17, dont le profil est, à titre d'exemple, représenté sur la figure 4. Contre sa couronne profilée appuie le galet
18 qui transmet les variations du profil au moyen de la tige
19 (ou autre mécanisme équivalent) du levier 20 du régulateur
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centrifuge 21, chargeant et déchargeant les ressorts de régulateur, c'est-à-dire en provoquant de la manière connue la variation du nombre de tours. Les deux positions extrêmes du levier 20 dans la figure 2 sont indiquées (en correspondance avec l'exemple considéré) par 480 et 240, qui indiquent le nombre de tours déterminé par les dites positions. 22 est la commande à main - pour usage occasionnel - pour le réglage du nombre de tours, 23 est le levier de réglage qui transmet les mouvements du régulateur 21 à la pompe du combustible du moteur Diesel.
Le galet 18 appuie sur le disque profilé 17 ou éventuellement sur un autre guide équivalent, sous l'effet de la réaction des ressorts du régulateur 21, mais on pourrait également insérer des ressorts pour obtenir l'effet désiré.
La rotation du disque 17 provoque donc la variation du nombre des tours. La coordination préétablie entre le nombre correspondant des côtés-cylindres actifs du compresseur est obtenue par des profils et développement appropriés
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tion correspondante de celles-ci, ainsi qu'il est représenté sur les figures 3 et 4, et on aura donc en détail:
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A chaque position de la manivelle de commande 1 (ou levier régulateur) correspond donc une charge déterminée en combinaison économique selon le projet pré-établi représenté par la fig. 1.
L'air comprimé, distribué par le compresseur dans
le collecteur 10 (et là, si nécessaire, surchauffé, saturé, ou traité autrement selon le procédé base de la locomotive Diesel pneumatique) est prélevé au moyen d'un tube 25 et conduit, à travers le "régulateur" 24 et le tube 26, aux bottes de distribution des cylindres de la locomotive.
Avec l'axe central 2 il est également possible de combiner le mouvement du "régulateur" 24.
Les mouvements sus-indiqués de l'axe central 2 provoquent donc (fig. 2) également la clôture successive du "régulateur" 24 en en diminuant le passage libre. La section
de ce passage étant largement calculée et, puisque le mouvement de clôture provoque en même temps une diminution de
la portée du compresseur, la réduction de la section de passage ne donne pas lieu aux effets nocifs de l'étranglement avec les pertes d'énergie y relatives. La construction sera opportunément exécutée de manière à ce que dans la position
9 indiquée ci-dessus, il reste encore une certaine ouverture du "régulateur" et que celui-ci ne soit complètement clos
que dans la position X de la manivelle de commande.
Le collecteur 10 est pourvu de soupapes de sûreté spéciales qui entrent en fonction lorsque, par suite de mouvements de clôture trop rapides, la pression de l'air comprimé atteint la limite maximum admise.
Mais, comme on le sait, on peut combiner la manivelle de commande 1 avec une décharge auxiliaire "synchrone" pour l'air comprimé, décharge commandée par l'axe central 2 au moyen d'une trappe qui s'ouvre seulement, et pour un temps très bref, sous les effets des mouvements rapides et se ferme ensuite automatiquement. De cette manière seront évités les coupes de pression et le fonctionnement trop fréquent des soupapes de sûreté.
De l'axe central 2 est aussi dérivé, ainsi qu'il a déjà été signalé, le réglage des autres éléments auxiliaires, à régler en dépendance du débit. S'il s'agit d'injection d'eau dans l'air comprimé, un groupe analogue à celui susindiqué pour la mise en ou hors d'action des côtés-cylindres sera installé pour le commandement de l'injection, au moyen d'ouvertures de dérivation pour l'eau ou en fermant et ouvrant chacune des branches de la conduite d'eau, d'une manière analogue au dispositif décrit pour les conduites 11 d'air comprimé. Si la saturation de l'air était produite au moyen de l'adjonction de vapeur produite par un générateur approprié indépendant, ce dispositif servirait pour le dosage de la vapeur à ajouter. La rotation de la manivelle à main 1
en sens contraire de la flèche (fig. 3 et 4) correspond à l'augmentation successive de la charge. Les positions extrêmes (I et X) seront déterminées par des arrêts. Les intervalles II-III, IV-V, VI-VII et VIII-IX sont préférablement passés sans arrêt et cette manoeuvre sera facilement apprise par le conducteur ou sera rajoutée au moyen de dispositions constructives connues, dites à détentes, qui servent pour
la réalisation de mouvements semblables.
Pour des raisons de construction la variété des mouvements angulaires des commandes peut être recommandable.
Ainsi, par exemple, on préférerait pour la manivelle de commande 1 et pour le "régulateur" 24 un angle total de 90[deg.] à 120[deg.] tandis que pour les commandes profilées (tambour
3 et disque 17) on désirerait environ 360[deg.].. L'effet peut être atteint sans difficulté si ces commandes, pour lesquelles
on veut obtenir un angle différent de celui que l'on donne
à l'axe central 2, sont obtenues au moyen d'axes secondaires. Le mouvement de ces axes est dérivé de l'axe central à travers des engrenages appropriés. Le rapport de transmission est donné par le rapport des angles que l'on veut atteindre.
Sur la base de cette conception, on peut atteindre
(dans tout le domaine de la régulation) plusieurs tours
de l'axe auxiliaire. Ce mouvement peut être utile, par exemple, pour le disque 17, afin de pouvoir mieux graduer, le passage d'une phase à l'autre. Le disque est donc remplacé par un tambour et, au lieu de la couronne profilée on aura une spirale profilée.
Le mouvement dérivé de l'axe central devra, dans ce cas, provoquer un mouvement à vis du tambour.
Mais les solutions constructives des autres éléments peuvent aussi être variées sans modifier la conception fondamentale. Les figures 5 et 6/représentent, par exemple, une autre construction pour la commande de soulèvement des soupapes du compresseur. Au contraire, grâce aux cames 4', 4",
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2, on a ici une solution plus rapide au moyen d'un robinet général.
La carotte 28 se meut, fixée à l'axe central 2,
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collecteur 10 (fig* 2) rejoint une rainure cylindrique de la
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canal axial à l'intérieur de la carotte 31. De ce canal d'autres conduits radiaux 32 permettent l'accès de l'air comprimé
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Le développement des quatre rainures 33 varie de manière à ce que la rotation de la carotte 28 mette successivement en communication les dites rainures avec les trous
34 de la boîte 27 dont les tuyauterie les conduisent aux dispositifs respectifs pour le soulèvement des soupapes d'aspiration du compresseur comme décrit avec référence à la fig. 2. De cette manière la rotation de la carotte 28 ouvre successivement la voie pour l'air comprimé présent dans le canal 31 et provoque le soulèvement de la soupape correspondante, mettant hors d'action le côté respectif du cylindre compresseur. Les rainures 33 (en combinaison avec les trous <EMI ID=13.1> la figure 2 (en combinaison avec les prolongements 8 des <EMI ID=14.1>
Le réglage de l'eau à injecter dans l'air peut également être obtenu par une construction du type représenté par les figures 5 et 6 (sect.a-a). Dans ce cas la conduite 9' est connexe avec la pompe d'eau et les conduites correspondantes à 11 avec les tuyaux d'injection. La rotation d'une carotte comme 28 sert pour connecter et déconnecter les groupes de tuyaux respectifs, en correspondance avec la mise en ou hors d'action de chacun des côtés-cylindres du compresseur d'air.
Sans altération de la conception constructive du dispositif décrit, on peut déduire une variante pour le cas où - comme cela se fait pour la commande des navires à vapeur - le régulateur centrifuge ne doit servir que comme appareil de sécurité (limitateur de vitesse) et où le réglage du nombre de tours et de l'injection est produite en agissant directement sur le réglage de la pompe à combustible. Même dans ce cas la commande des soupapes d'aspiration ���--"" est à effectuer de l'une des deux manières décrites ou d'autres équivalentes; ainsi que celle de l'injection d'eau; mais le mouvement du disque 17 sera directement transmis à
la pompe de combustible au moyen d'une connexion mécanique qui aboutit à 18 et 19 (fig. 2). Il est normal que, dans ce cas, puisque le mouvement régulateur comprend aussi celui exercé autrement automatiquement par le régulateur 21 au moyen du levier 23 (fig. 2) le profil du disque soit différent, comme représenté sur la fig. 7.
Les dispositifs régulateurs décrits permettent aussi, facilement, l'automatisme. De fait, on a dit que l'adaptation du groupe moteur compresseur (effectué au moyen de la manivelle 1 par le mécanicien) est à faire selon les indications du manomètre de la pression du collecteur 10 (fig; 2) de manière à maintenir constante, si possible, la pression de travail pré-établie. En installant une des constructions connues de régulateur de pression par servo-moteur (par exemple du type ARCA) et en la soumettant à la pression du collecteur
10, on peut transmettre les mouvements du servo-moteur au mécanisme de commande 1, ou directement à l'arbre central 2.
Ceci fait, les variations de la pression dans le collecteur
10 provoqueront automatiquement les déplacements régulateurs du dispositif décrit en adaptant le groupe générateur d'énergie à la consommation d'air comprimé de la locomotive.
D'autre part, il faut remarquer que la commande à main offre encore d'autres possibilités, car elle laisse une plus grande liberté pour l'adaptation. Par exemple, elle permet sans autre d'établir les régimes à pressions inférieures
à celle normale. Ce système présenterait des avantages aux faibles charges. Aux pressions finales abaissées correspondent de plus grands volumes et, par conséquent, de plus grandes admissions aux cylindres de la locomotive.
Et, puisque les distributions de locomotives, par exemple du type Walschaert, ne travaillent pas favorablement à admissions basses, l'effet signalé serait utile.
REVENDICATIONS
1.- Système de réglage pour locomotives Diesel à transmission pneumatique de puissance au moyen d'un mélange d'air comprimé et de vapeur d'eau, réglage indépendant de la commande primaire de l'admission aux cylindres de la locomotive, caractérisé par le fait que toutes les commandes réglant le groupe générateur d'énergie (variation du nombre de tours, des côtés compresseurs actifs et de l'adjonction d'eau ou de vapeur pour la saturation) sont liées entre elles dans un ensemble mécanique qui permet le réglage plus favorable selon un schéma pré-établi (comme, par exemple, sur la figure 1).