<Desc/Clms Page number 1>
-BLOC OU GROUPE MOTEUR.
La présente invention est relative à un bloc ou groupe moteur convenant pour entraîner un mécanisme du type nécessitant un couple d'en traînement, qui atteint un maximum, lorsqu'on fait démarrer le mécanisme, et qui diminue de manière constante à mesure que la vitesse du mécanisme aug- mente: Des exemples de mécanismes de ce type sont les véhicules autopropul- sés, tels que les locomotives de chemin de'fer. L'invention peut être mise en oeuvre de manière spécialement avantageuse pour l'entraînement de telles locomotives.
On connaît des moteurs dont la caractéristique couple de sortie/ vitesse est telle que le couple de sortie est nul lorsque le moteur est au repos, puis s'élève jusqu'à un maximum à une vitesse de fonctionnement mini- mum du moteur et enfin tombe de manière constànte à mesure que la vitesse. du moteur croît. Ces moteurs seront désignés dans la suite du présent mémoi- re sous l'appellation de "moteurs du type spécifié". Un exemple d'un tel mo- teur est constitué par un moteur à combustion interne à 'allumage par com- pression., qui est surchargé à une pression qui est à son maximum, lorsque le moteur est à sa vitesse de fonctionnement minimum, le moteur étant équi- pé d'un régulateur contrôlant l'injection de carburant, de manière à lui conférer la caractéristique couple/vitesse décrite.
Dans le brevet belge n 480 467, on a décrit un bloc moteur, dans lequel deux moteurs du type précité sont reliés aux pignons solaires d'un engrenage différentiel par des accouplements à fluide à remplissage variable, le support planétaire de l'engrenage étant utilisé pour entraîner un mécanisme commandé du type décrit et chaque pignon solaire étant associé à un dispositif unidirection- nel qui en permet la rotation dans un sens, mais pas dans l'autre. Dans le brevet belge précité, on a aussi décrit un bloc ou groupe moteur comprenant deux moteurs du type précisé ci-avant, le support planétaire de chaque mo- teur étant agencé de manière à entraîner un pignon solaire d'un autre engre- nage différentiel, dont le support planétaire entraîne le mécanisme entraîné.
<Desc/Clms Page number 2>
La présente invention constitue un perfectionnement ou une mo- dification de celle faisant l'objet du brevet belge précité n 480.467, qui permet au bloc moteur d'entraîner le mécanisme entraîné dans une gamme de vitesse plus large.
L'invention concerne un bloc moteur pour entraîner un mécanisme du type décrit ci-dessus, comprenant au moins deux moteurs du type spécifié, deux trains d'engrenage épicycloidaux primaires,associés chacun à un des moteurs et comprenant deux engrenages d'entrée connectés par un ou plusieurs engrenages planétaires, des moyens grâce auxquels chaque,moteur entraîne un engrenage d'entrée du train d'engrenages épicycloïdaux y associé par l'in- termédiaire d'un accouplement à fluide ou d'un dispositif équivalent, des moyens grâce auxquels chaque moteur entraîne l'autre engrenage d'entrée du train d'engrenages épicycloïdaux y associé par l'intermédiaire d'un accou- plement à fluide à remplissage variable ou d'un dispositif équivalent,
ou encore par l'intermédiaire d'un accouplement à fluide à remplissage constant ou d'un dispositif équivalent et d'un embrayage, un dispositif unidirection- nel agissant sur chacun desdits engrenages d'entrée de façon à en permettre la rotation dans un sens, mais pas dans l'autre, des moyens pour transmettre de l'énergie du support planétaire de chaque train d'engrenages épicylcloï- daux primaires à un des engrenages d'entrée d'un train d'engrenages épicycloï daux secondaires,qui comprend similairement deux engrenages d'entrée connec- tés par un ou plusieurs engrenages planétaires, et des moyens pour transmet- tre de l'énergie du support planétaire du train d'engrenages épicycloïdaux secondaires au mécanisme entraîné.
Il est évident que chaque train d'engre- nages épicycloïdaux comprenant deux engrenages d'entrée, qui sont intercon- nectés par un ou plusieurs engrenages planétaires, agit comme engrenage dif- férentiel, à tel point que la vitesse du support planétaire est proportion- nelle à la somme des vitesses des engrenages d'entrée.
Il est généralement préférable que les deux engrenages d'entrée des deux trains d'engrenages épicycloïdaux primaires soient entraînés par des accouplements à fluide à remplissage variable., et il sera supposé, dans la suite du présent mémoire, que tel est le cas, bien que l'invention, n'y soit pas limitée. Ainsi, par exemple, les engrenages peuvent être entraînés par des accouplements à fluide à remplissage constant à condition qu'en ce qui concerne un de ces accouplements un embrayage soit interposé entre le moteur et l'accouplement.
On peut aussi faire usage d'un transmetteur de couple équivalant à l'accouplement à fluide, c'est-à-dire possédant des ca- ractéristiques de transmission équivalant à celles de ce dernier; comme tel transmetteur de couple on peut se servir d'un embrayage magnétique.
L'invention est illustrée à titre d'exemple sur les dessins ci- annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation schématique d'une loco- motive de chemin de fer, entraînée par un bloc ou groupe moteur selon l'in- vention ; - la figure 2 est une coupe fragmentaire de la boîte d'engrena- ges de la locomotive; - la figure 3 est, après coupe, une vue en plan de la boîte d'engrenages, et - la figure 4 est une vue schématique d'un des régulateurs des moteurs principaux.
La locomotive représentée à la figure 1 est entraînée par un bloc ou groupe moteur comprenant deux moteurs principaux la. et lb à coin-- bution interne et à allumage par compression. Ces moteurs sont disposés côte-à-côte et un seul des deux est visible sur les dessins. Ces moteurs sont surchargés par une soufflerie 2 entraînée par un moteur auxiliaire 3 à combustion interne et à allumage par compression, la sortie de la souf- flerie 2 étant raccordée aux moteurs la et 1b, par une tuyauterie 4.
Chacun des moteurs principaux la et 1b entraîne la roue à ailettes ou turbine d'un accouplement à fluide à remplissage variable 5a ou 5b du type connu à com- mande par godets, seul l'accouplement 5a étant visible sur les dessins.' Les
<Desc/Clms Page number 3>
godets des accouplements sont commandés séparément depuis la cabine de la locomotive par des timoneries, dont l'une est représentée schématiquement en 25a.
Les roues mobiles de ces accouplements entraînent respectivement, par l'intermédiaire d'arbres 6a et 6b, les pignons solaires Sa et 8b d'en- grenages différentiels primaires 7a et 7b. Le premier de ces engrenages est représenté en coupe à la figure 3 etcomprend, en plus du pignon so- laire 8a,un pignon solaire 9a, et des pignons planétaires 10a, qui sont montés dans un carter comportant des dents d'engrenage 11a.
Les pignons solaires 9a et 9b sont respectivement calés sur des arbres 12a et 12b, qui sont montés sur des prolongements des arbres 6a et 6b passant à travers la boite d'engrenages 13, qui renferme les engrenages différentiels 7a et 7b. L'extrémité de droite (si l'on considère les des- sins) de chacun des arbres 6a et 6b entraîne la roue à ailettes ou turbine 50a ou 50b d'un accouplement à fluide à remplissage variable 14a et 14b.
Les roues mobiles 51a et 51b de ces accouplements sont calées sur les ar- bres creux 12a et 1212 qu'elles entraînent, de sorte que les pignons solai- res 9â et 9b sont respectivement entraînés en rotation. Les accouplements 14a et 1412 sont également du type commandé par godets, mais chacun de ces accouplements ne doit présenter que des dimensions suffisantes pour trans- mettre la moitié du couple du moteur principal y associé. Les godets des accouplements sont commandés séparément depuis la cabine par des timone- ries, dont l'une est représentée en 26a à la figure 1.
Sur chacun des ar- bres 6a et 6b est monté un dispositif unidirectionnel 15a ou 1512 de type connu, par exemple un accouplement synchro à auto-glissement, qui permettra à l'arbre de tourner dans un sens, mais pas dans l'autre. Des dispositifs unidirectionnels similaires 16a et 16b respectivement sont montés sur les arbres creux 12a et 12b.
Les dents d'engrenage Il!! et llb des carters d'engrenages dif- férentiels primaires engrènent avec des pignons 17a et 1712, sur lesquels. sont montés les pignons solaires d'un engrenage différentiel secondaire 18, qui est identique aux engrenages différentiels primaires et est également logé dans la boîte d'engrenages 13. Le carter de 1'engrenage 18 est pourvu de dents d'engrenage 19, qui entraînent les roues de la locomotive par l'in- termédiaire d'un train d'engrenages comprenant les pignons 20, 21, 22 et 23 et les pignons coniques 24. Ce train d'engrenages comprend un mécanisme de renversement de marche, qui peut être de type connu et n'est pas repré- senté.
Chacun des moteurs principaux est équipé d'un régulateur 27a ou 27b. Ces régulateurs, dont l'un est représenté à la figure 4, sont dé- crits en détails dans le brevet belge n 490.797 ét ne seront pas décrits plus en détail, dans le présent mémoire, qu'il n'est nécessaire pour la bonne compréhension du bloc ou groupe moteur décrit. Le régulateur comprend des volants 30, qui actionnent un levier 31 par l'intermédiaire de la trans- mission représentée et d'une came 32. L'extrémité inférieure du levier 31 est articulée à une tige 33, qui est reliée à la crémaillère de contrôle de la pompe d'injection de carburant 37, par l'intermédiaire d'une liaison ex- tensible 34.
Le mouvement de la tige 33 dans la direction de la flèche 35 a pour effet de réduire l'injection de carburant au moteur et la tige est sollicitée dans cette direction par un ressort 36. Le levier 31 est pourvu en son centre d'un galet de came 38 et est articulé en 39 à une tige 40, dont l'autre extrémité prend appui contre un levier 41. Ce dernier est ar- ticulé à son extrémité supérieure à une tige 45 et, à son extrémité infé- -rieure, prend appui contre une tige 42, dont l'autre extrémité est action- née par un levier régulateur 43 dans la cabine de la locomotive.
Le levier 43 est commun aux deux régulateurs des moteurs principaux, c'est-à-dire qu'il est agencé pour actionner simultanément les tiges 42 des deux régu- lateurs.
L'extrémité de la tige 45, éloignée du levier 41, est reliée à la tige 25, qui commande le godet de l'accouplement par fluide 5 entraîné par le moteur principal, dont le régulateur est décrit, l'agencement étant tel que, lorsque l'accouplement est vidé, la tige 45 se meut vers la gauche
<Desc/Clms Page number 4>
depuis la position représentée à la figure 4, dans une mesure suffisante pour restreindre l'injection de carburant de ce moteur principal à la char- ge à vide. Toutefois, lorsque l'accouplement est rempli, la tige 45 se meut vers la position représentée à la figure 4, dans laquelle elle ne restreint plus l'injection de carburant.
Il est évident que, bien que l'in- terverrouillage entre le levier 41 et la commande par godet soit représen- té pour la simplicité comme étant mécanique, d'autres moyens peuvent être utilisés, notamment la connexion par le vide montrée dans le brevet belge n 490.797. Le régulateur possède un solénoïde 47,. qui est excité par le moteur de démarrage du groupe moteur, de façon à entraîner le levier 31 dans le sens des aiguilles d'une montre, en vue d'augmenter l'injection de car- burant jusqu'à la valeur requise pour le démarrage. Chaque régulateur est, en outre, équipé d'un levier d'arrêt 46, qui, avec l'aide de la liaison 34 peut être utilisé pour arrêter le moteur, quelle que soit la position du levier 31.
Le moteur auxiliaire 3 (figure 1) est pourvu d'un régulateur de type connu (non représenté), qui règle le moteur jusqu'à une vitesse con- stante. Cette vitesse est choisie de façon que la soufflerie 2 puisse déli- vrer de l'air aux moteurs principaux à une pression de surcharge maximum, jusqu'à ce que - mais seulement jusqu'à ce que - la vitesse de ces moteurs atteint une valeur prédéterminée. A des vitesses des moteurs principaux su- périeures à cette valeur, la pression de surcharge tombe de manière constan- te, tandis qu'à des vitesses inférieures à cette valeur la pression de sur- charge est maintenue constante grâce à une soupape de vidange 44.
Le profil de la came 32 est tel qu'avac les agencements de surcharge décrits, le cou- ple du moteur principal atteint un maximum à une vitesse de fonctionnement minimum du moteur, par,;exemple 200 tours par minute, puis tombe de manière constante à mesure que sa vitesse augmente. Le régulateur sert ainsi à main- tenir le couple du moteur sur une courbe couple/vitesse prédéterminée. La fonction du levier 43 est de décaler le pivot 39 du levier 31, de manière à contrôler la position zéro du régulateur et, dès lors, la ligne de cou- ple zéro par rapport à laquelle la courbe couple/vitesse doit être considé- rée comme tracée. Le contrôle est exécuté par le levier 43 simultanément pour les deux moteurs principaux.
Le fonctionnement du bloc moteur sera décrit à présent dans son application à l'entraînement de la locomotive à partir de l'état stationnai- re. Les moteurs principaux la et 16 sont d'abord mis en marche et admis à tourner à vide. Le levier régulateur 43 est alors déplacé de la position montrée à la figure 4 à une position correspondante à ou voisine de celle indiquée par la mention "couple plein", après quoi la commande à godet d'un des accouplements à fluide 5â ou 5b, par exemple 5a, est actionnée, de ma- nière à remplir cet accouplement et, en même temps, par l'intermédiaire de la tige 45a, à permettre au moteur la de recevoir la quantité totale de car- burant déterminée par la position du régulateur 43 et par la vitesse du mo- teur.
Ceci élève le couple du moteur jusqu'à une valeur correspondant à ou voisine de son maximum, qui est suffisant pour faire démarrer la locomotive à un rapport de réduction de vitesse de 4 : 1, déterminé par les engrenages différentiels primaires et secondaires, par l'intermédiaire desquels le cou- ple est transmis aux roues de la locomotive, étant entendu que les pignons solaires connectés à l'autre moteur principal et aux accouplements à fluide 14a et 14b respectivement sont mis dans l'impossibilité de tourner en arriè- re par les dispositifs unidirectionnels 15, 16a et 16b. Le moteur la fait accélérer la locomotive à un couple constante tandis que le glissement dans l'accouplement 5a diminue.
Lorsque ce glissement a atteint une valeur ap- propriée, la commande à godet de l'accouplement 5b est actionnée, de manière à remplir cet accouplement et à permettre à l'injection de carburant du mo- teur 1b à atteindre une valeur, qui élève le couple de ce moteur jusqu'à 2 : 1. La locomotive accélère alors à un couple constant jusqu'à ce que le glissement dans les deux accouplements 5a et 5b soit tombé jusqu'à une va- leur constante, après quoi la locomotive et les deux moteurs la, et Il? accé- lèrent conjointement, tandis que décroît le couple.
<Desc/Clms Page number 5>
Lorsque la locomotive atteint une vitesse approchant de celle à laquelle les moteurs principaux ne peuvent plus la faire accélérera qui peut, par exemple, être de l'ordre de 30 à 40 milles par heure, les commandes à godet des accouplements 14a et 14b sont actionnées, de manière à remplir ces accouplements. Ceci a pour effet de diviser ou répartir le couple du mo- teur la entre les pignons solaires 8a et 9a et du moteur 1b entre les pig- nons 8b et 9b, à tel point que le rapport des vitesses devient égal à 1:1.
La vitesse de chaque moteur diminue dès lors et son couple réglé augmente dans une mesure correspondante. Les moteurs peuvent alors continuer à faim accélérer la locomotive, sous la commande du levier régulateur 43, jusqu'à ce que la vitesse des moteurs atteint une valeur approchant de leurs vites- ses maxima. La vitesse prédéterminée de la locomotive à laquelle les accou- plements à fluide entraînés indirectement sont remplis est, de préférence, juste supérieure à celle qui correspond à la vitesse des moteurs donnant le couple maximum. Il reste ainsi une réserve adéquate d'efforts de traction disponibles, lorsque le rapport des vitesses croit, sans provoquer ainsi un glissement excessif des accouplements à fluide.
Si on le désire, les com- mandes à godet des accouplements à fluide 14a et 1412 peuvent être action- nées séparément ou conjointement par une commande automatique actionnée sous la dépendance de la vitesse de la locomotive ou des moteurs.
Au lieu de la disposition des arbres coaxiaux représentée pour entraîner les hélices des accouplements à fluide 14a et 14b, ces arbres peu- vent être situés sur un axe décalé de ceux des accouplements 5a et 5b et en- traînés par l'intermédiaire d'un engrenage à chaînes ou d'un engrenage droit.
Il est évident que deux ou plus de deux locomotives entraînées chacune par un bloc ou groupe moteur selon l'invention, peuvent être accou- plées en tandem, en vue d'obtenir un rapport effort de traction/vitesse dé- siré.
REVENDICATIONS.
1. Bloc ou groupe moteur pour entraîner un mécanisme du type requérant en couple d'entraînement, qui atteint un maximum, lorsqu'on fait démarrer le mécanisme,et qui diminue de manière constante à mesure que. la vitesse du mécanisme augmente, ce bloc moteur du type spécifiée deux trains d'engrenages épicycloidaux primaires, associés chacun à un des moteurs et comprenant deux engrenages d'entrée connectés par un ou plusieurs engrenages planétaires,des moyens grâce auxquels chaque moteur entraîne un engrenage d'entrée du train d'engrenages épicyloïdaux y associé par l'intermédiaire d'un accouplement à fluide ou d'un dispositif équivalent,
des moyens grâce auxquels chaque moteur entraîne l'autre engrenage d'entrée du train d'engre- nages épicycloïdaux y associé par l'intermédiaire d'un accouplement à flui- de à remplissage variable ou d'un dispositif équivalent, ou encore par l'in- termédiaire d'un accouplement à fluide à remplissage constant ou d'un dispo- sitif équivalent et d'un embrayage, un dispositif unidirectionnel agissant sur chacun desdits engrenages d'entrée de'façon à en permettre la rotation dans un sensmais pas dans l'autre, des moyens pour transmettre de l'éner- gie du support planétaire de chaque train d'engrenages épicycloïdaux pri- maire à un des engrenages d'entrée d'un train d'engrenages épicycloïdaux secondaires,
qui comprend similairement deux engrenages d'entrée connectés par un ou plusieurs engrenages planétaires, et des moyens pour transmettre de l'énergie du support planétaire du train d'engrenages épicycloidaux secondaires au mécanisme entraîné.