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"Dispositif pour la commande des véhicules par des moteurs à combustion interne".
Dans les systèmes de commande des voitures de chemins de fer et d'autres véhicules par des moteurs Diesel ou par d'autres moteurs à combustion interne, dans lesquels la force motrice est transmise aux roues par une transmission électrique, divers essais ont été faits en vue de réaliser un réglage de la transmission électrique permettant de maintenir le régime à un niveau constant sans que l'opérateur ou le machiniste doive prendre à cet effet des précautions spéciales .
Ces tentatives sont motivées par le désir d'utiliser la machinerie motrice aussi complètement que possible et de débarrasser le machiniste du souci de surveiller constamment le régime de la machine motrice. Cette surveillance est toujours nécessaire quand les moteurs de commande appartiennent au type
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à combustion interne et spécialement quand ce sont des mdaurs Diesel, parce que le régime forcé des moteurs entraîne une mauvaise combustion et une surchauffe des cylindres, des pistons et des soupapes, ce qui augmente considérablement les frais d'entretien .
Hais en dépit des nombreux essais tentés pour résoudre ce problème, on n'a pas trouvé jusqu'à présent une solution satisfaisante à tous les points de vue. On doit admettre que ceci provient de ce que tous les essais faits ont porté uniquement sur le réglage de la transmission électrique, par exemple au moyen de relais de force motrice, sans tenir compte des propri- étés de service du moteur Diesel .
On connaît cependant des systèmes dans lesquels le régulateur du moteur Diesel est combiné avec une transmission électri- que ou agit sur celle-ci. Mais ces dispositifs présentent l'inconvénient que le régulateur de la transmission électrique doit être situé sur le moteur Diesel ou tout près de celui-ci.
Ensuite, les mouvements du régulateur sont généralement trop faibles pour actionner directement le régulateur de la transmission électrique. Il est donc nécessaire, dans ce cas, de faire appel à certains organes mécaniques destinés à amplifier les mouvements du régulateur du moteur Diesel. Ensuite, dans les dispositifs précités, le réglage de la transmission électrique et du moteur Diesel ne sont pas indépendants l'un de l'autre, ce qui est nécessaire si l'on veut réaliser un réglage conforme à la présente invention, c'est-à-dire un réglage empêchant tout régime forcé du moteur Diesel tout en permettant sa marche à plein régime .
Pour que les conditions de service soient aussi satisfaisantes que possible, il est nécessaire que le moteur possède les qualités suivantes. Le machiniste du véhicule doit pouvoir disposer librement de la puissance motrice disponible conformé-
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ment aux conditions de service. Il doit ensuite, si le service l'exige, pouvoir, par une simple manoeuvre régler la transmission électrique, de manière qu'elle fonctionne avec le maximum de moment de torsion indépendamment des conditions de service, c'est-à-dire de la résistance opposée par le train, etc.
L'arrangement doit ensuite être tel que le machiniste du véhicule puisse mettre le moteur Diesel au régime forcé jusqu'à un certain point, mais alors seulement par une opération consciente. Un régime forcé volontaire de l'espèce doit cependant, en ce qui concerne son amplitude., être déterminé d'avance soit par le constructeur du moteur, soit dans les ateliers de construction de la compagnie de, chemins de fer et ne doit pas dépendre de la volonté du machiniste. Le réglage doit ensuite être tel qu'une variation des conditions de service d'un ou de plusieurs cylindres du moteur, par exemple, par suite de défauts de l'alimentation du combustible, de fuites entre les cylindres et les pistons, etc., n'ait pas pour conséquence une surcharge des autres cylindres.
Ceci signifie qu'il importe que pour une vitesse donnée, on n'alimente pas chaque cylindre plus fortement que la quantité correspondant au réglage de vitesse dont question .
Il convient ensuite extrêmement que l'on puisse observer les conditions de marche du mateur et de la transmission électrique d'un point central, à l'aide d'un seul instrument .
Conformément à la présente invention, on peut réaliser un réglage idéal à tous les points de vue. On y arrive principalement à l'aide d'organes de réglage du combustible construits de manière que le moteur Diesel combiné avec une transmission électrique ne puisse prendre qu'une puissance motrice maximum déterminée d'avance; la transmission électrique est, à cette fin, pourvue d'organes de réglage tels qu'en dépit d'une puissance limitée du moteur Diesel, le fonctionnement du système
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reste stable .
En plus des avantages signalés ci-dessus qui sont réalisés par l'invention, cette dernière permet la mise en service en parallèle d'un jeu de moteurs ; réglage de ces jeux est alors effectué d'un seul endroit à l'aide d'un seul contrôleur .
L'invention réside principalement dans le fait que le mo- teur Diesel est pourvu d'un régulateur centrifuge ou de quelque autre régulateur pour l'injection du combustible. Ce régulateur est pourvu d'un dispositif à l'aide duquel la quantité de com- bustible injectée dans chaque cylindre est limitée quand la vitesse du moteur Diesel descend jusqu'à une certaine valeur réglable. Si le régulateur est un régulateur centrifuge, ce dispositif consiste uniquement en un simple arrêt ou butée.
Comme le moment de torsion du moteur est fonction de la quantité de combustible injecté, elle reste constante aussi longtemps que le régulateur repose sur la butée susmentionnée. La limita- tion de combustible dont il vient d'être question ne peut pas être utilisée seule:elle doit être combinée avec une certaine souplesse de la transmission électrique. Cette souplesse doit être telle que le moment de torsion diminue plutôt rapidement quand la vitesse du moteur décroit; on peut arriver à ce résul- tat du fait que le générateur de la transmission électrique est à auto-excitation, est par exemple un générateur shunt normal ou par le fait que le générateur possède un champ ali- menté séparément et pourvu d'enroulements convenables, en série.
Un meilleur réglage est cependant généralement réalisé à l'aide de dispositifs de réglage spéciaux, par exemple, une machine régulatrice montée en série dans le circuit du champ du généra- teur ou par un régulateur de type courant. Pour parfaire la ce régulateur ou cet appareil de réglage doit être pourvu d'un souplesse dont il vient d'être question, ce/dispositif qui rend la courbe de réglage dépendante de la vitesse du moteur Diesel .
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La butée du régulateur du moteur Diesel dont il vient d'être question peut être conçue de manière à céder jusqu'à un certain point et de préférence de manière que le moment de torsion du moteur Diesel puisse être modifié dans la mesure requise quand la vitesse du moteur varie. la variation de mouve- ment peut par exemple être telle que la puissance motrice débi- tée par le moteur Diesel reste pratiquement constante en dépit de petites fluctuations de la vitesse du moteur Diesel .
Comme la butée ci-dessus mentionnée du régulateur du moteur Diesel peut aussi être réglable, il est possible de surcharger le moteur Diesel jusqu'à un certain point ; comme il a été dit ci-dessus, ce degré de surcharge doit être déterminé d'avance .
Le fonctionnement du dispositif est représenté par les figures 1 et 2. Dans la figure 1, la courbe A-B représente le moment de torsion du moteur Diesel en fonction de la vitesse pendant la période pendant laquelle celui-eine se trouve pas à son plein régime. La ligne B-E représente le moment du moteur quand le régulateur est en contact avec la butée dont il a été question. Les lignes 1 en 2 représentent le moment de la trans- mission électrique dans le cas où le moment est réglé à une valeur constante et la courbe 1 représente un moment plus grand que celui de la courbe 2 . La vitesse à vide du moteur Diesel est désignée par la référence n0 et la vitesse normale par nn. Ainsi que le montre le diagramme, la vitesse du moteur Diesel tombe de n0 à nn quand le moment croit.
Aussitôt que le moment a atteint la valeur Mdn une nouvelle augmentation du moment n'est pas possible par suite de l'arrêt conforme à l'in- vention parce que quand la vitesse du moteur Diesel est descen- due à la valeur n , le régulateur a atteint cet arrêt .
Si le moment de la transmission électrique passe de zéro à la valeur 2, le moment du Diesel tombe de n0 à n1. Si, d'autre
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part, le moment de la transmission électrique peut prendre la valeur 1, le moteur s'arrête. Ceci apparaît clairement dans le diagramme parce que la ligne du moment 1 de la transmission électrique n'a pas de point d'intersection avec la courbe du moment A-B-E du moteur Diesel.
Ce diagramme montre donc que la combinaison du réglage de la transmission électrique sur ur moment de torsion constant, avec la limitation de l'injection du combustible conduit à l'instabilité, parce que si le moment de la transmission électrique est réglé à une valeur rapprochée de la valeur correspondant à l'injection maximum de combustible, toute irrégularité dans le réglage ou le fonctionnement du moteur est accompagnée par un arrêt du moteur Diesel. Pour comprendre ceci, il suffit de supposer que le moment de la transmission électrique a une valeur 2, et qu'un cylindre du moteur Diesel refuse à l'allnmage. Dans ce cas, le moment du moteur Diesel diminue immédiatement pour tomber à une valeur inférieure à la valeur 2 et conséquemment le moteur Diesel s'arrête.
Pour arriver à la stabilité, il est donc nécessaire que la transmission électrique possède une caractéristique de moment qui décroît quand la vitesse du moteur Diesel diminue, parce que dans ce cas, il existe toujours un point d'intersection de la courbe du moment de la transmission électrique avec la courbe du moment A-B-E du moteur Diesel. Pour que ce point d'intersection soit atteint sans aucune diminution essentielle de la vitesse du moteur Diesel, le moment de la transmission électrique doit décroître plutôt rapidement quand la vitesse du moteur électrique diminue. Ceci est représenté par la figure 2,dans laquelle les lignes 3 et 4 sont ces courbes de moment.
Un changement des propriétés de la transmission électrique, par exemple provoqué par des variations de température, etc., ne provoque qu'un léger déplacement parallèle des courbes 3 ou 4 précitées, mais ainsi que le montre le diagramme, un déplacement de ces
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courbes n'est pas accompagné par un changement du moment de torsion transmis; la variation de la vitesse est aussi très peu importante .
Même dans le cas où les conditions de service du moteur Diesel changent, quand par exemple un cylindre refuse à l'allumage ou que l'injection de combustible varie, la variation de la vitesse est également très peu importante. Ceci est traduit dans la figure 2 par la ligne pointillée qui représente le moment du moteur Diesel après ce trouble. Dans ce cas, la vitesse décroît de la valeur n3 à la valeur n31.
Dans la description qui précède on a supposé que le moteur Diesel fonctionne avec une injection de combustible par cycle et par cylindre correspondant à son plein régime. Dans le cas, toutefois, quand le moteur ne marche pas à son plein régime, on peut régler la puissance fournie par toute une série de moyens, par exemple, lorsque la position de l'arrêt est maintenue, en faisant varier la vitesse du moteur en modifiant la tension du ressort du régulateur.
Quand la vitesse est constante, on peut aussi faire varier la puissance en réglant la butée du régulateur et ensuite quand la vitesse est pratiquement constante et que la position de la butée ne varie pas, on peut régler la puissance motrice à toutes les valeurs jusqu'au maximum en modifiant la résistance dans le circuit du champ du générateur ; lorsqu'une machine régulatrice est prévue, on peut faire varier la puissance en modifiant le courant qui passe dans l'enroulement du moteur alimenté séparément, d'une façon connue quelconque .
Quand le moteur Diesel ne tourne pas à son plein régime, il n'est pas nécessaire que la caractéristique du moment de la transmission électrique soit à chute, c'est-à-dire quand le moteur Diesel tourne entre les vitesseslimites n et nn. Dans ce cas, l'inclinaison des courbes de moment 5 et 6 est arbi-
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traire. Ce n'est que quand la valeur maximum B du moment est atteinte qu'il est nécessaire que la caractéristique du moment soit à chute.
La souplesse de la transmission électrique dont il vient d'être question et que l'on peut obtenir par une construction appropriée du générateur ou par un moteur à régulateur combiné avec un excitateur à commande directe et une batterie d'accu- mulateurs peut également être obtenue à l'aide d'un régulateur ordinaire. Dans ce cas, il faut toutefois que le régulateur, tout au moins après que la valeur B a été atteinte, soit sous la dépendance de la vitesse du moteur Diesel. C'est ainsi par exemple que l'on peut employer un régulateur ordinaire pourvu d'une bobine qui, d'une façon ou d'une autre, met le régulateur sous la dépendance de la vitesse du moteur Diesel. Cette bobine peut être oonnectée tout d'abord quand le régulateur du moteur Diesel atteint l'arrêt et ensuite à l'aide de contacts disposés sur le régulateur ou sur l'arrêt .
Au point B, les conditions de régime variant en discontinu de sorte que le moment prend directement une valeur constante.
On peut se rendre compte facilement que ce point est atteint, à l'aide d'un instrument de mesure et, à l'aide de cet instru- ment, on peut voir si le moteur Diesel tourne avec son plein moment ou s'il a perdu de sa puissance .
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