<Desc/Clms Page number 1>
" perfectionnements aux locomotives "
La présente invention est applicable aux locomotives ;elle se rapporte aux locomotives construites en vue d'être actionnées par des moteurs à combustion interne et spécialement au type de moteur connu sous le nom de moteur " Still " dans lequel la vapeur est détendue derrière les pistons du moteur à combus- tion, bien qu'un jeu indépendant de cylindres à vapeur ou à air puisse être utilisé en combinaison avec le moteur à combustion interne ; ce moteur peut être du type.conventionnel entièrement par la combustion interne de combustibles à base de carbone.
La présente invention comprend une locomotive dont le mécanisme de transmission de puissance comporte des paires de cylindres moteurs disposés en sens opposé à tiges de pistons communes ou accouplées sur le même axe raccordées à une crosse commune qui est raccordée à son tour par un biellage à l'extré- mité supérieure d'un balancier dont le bout inférieur est
<Desc/Clms Page number 2>
raccordé au petit bout d'une tige de bielle essentiellement horizontale et dont la gros bout porte sur la manivelle des roues ou de l'axe de commande principale. Ces cylindres sont, de préférence , disposés de façon que leur poids se concentre sur la base de la roue fixe.
Les cylindres disposes en sens opposé de chaque paire peuvent être ceux des moteurs à combustion interne qui peuvent être construits pour agir sur le principe du cycle à course double et , de préférence, ce seront ceux du type du moteur "Still".
L'utilisation des moteurs à combustion interne à grande puissance entraîne la mise en oeuvre de masses à action réci- proque , de grand poids; c'est là un inconvénient particulier pour les locomotives. La présente invention permet, dans les moteurs à combustion interne munis de souffleurs erreurs disposés parallèlement aux cylindresde porter remède à cet inconvénient; à cet effet, elle divise ces masses en deux fractions raccordées sur un balancier de façon telle qu'elles se déplacent dans le même temps en sens opposé ; une fraction de ces masses à action réciproque comprend les pistons princi- paux , les tiges de piston , les crosses et les organes d'accou- plement des moteurs; l'autre fraction, la bielle principale, ainsi que le piston et l'organe d'accouplement du souffleur.
Un autre avantage de l'utilisation de cylindres disposés en sens opposé ,c'est qu'en raccordant les tiges des pistons à sens opposé à une crosse commune , tous les paliers du mécanis- me de transmission supportent une charge alternativement en direction opposée.
Une modalité de réalisation de l'invention est représentée par les dessins ci-joints. La fig. 1 est une coupe en élévation d'une vue d'ensemble de la locomotive;
La fig. 2 est une vue en plan, partie en coupe de la fig.
1;
La fige 3 est une vue terminale .partie en coupe de la fig.l;
<Desc/Clms Page number 3>
La fig. 4 est une vue/terminale du mécanisme d'injection du combustible;
La fig. 5 est une coupe à travers une pompe d'injection de combustible ;
La fig.6 une vue en plan,partielle de la fig.5;
La fig. 7 une vue en coupe de la pompe par l'arbre à came;
La fig. 8 une vue en élévation montrant le mécanisme de la soupape;
La fig. 9 une vue en plan partielle de la fig.8 et la fig. 10 une vue terminale d'une section de la fig.8.
Dans ces dessins, la locomotive possède trois jeux ou paires de cylindres 2a , Sa ,2b , 3b , et 2c ,3c ,disposés horizontalement. Ces trois jeux sont disposés les uns à côté des autres au dessus des roues motrices 4 et 5 de façon que leur poids soit supporté entièrement ou en ordre principal par les dites roues ; il est, en effet , d'importance primordia- le de concentrer autant de poids que possible sur la base des roues fixes.
Le piston 6 du cylindre 2a et celui du cylindre 3a ont des tiges 7 et 8 fixées sur la crosse 9 coulissant dans un guide 10 ; lacrosse 9 est munie de saillants 11 par l'inter- médiaire desquels elle est raccordée par les éléments de jonc- tion 12 et 13 à des saillants analogues 14 de l'extrémité supérieure du balancier 15. L'extrémité supérieure du balancier 15 est munie en 16 d'une ouverture permettant à la tige de piston 8 d'y coulisser librement à toutes les inclinaisons du balancier.
Le balancier 15 est muni de saillants 17 portés dans des paliers 18 d'une charpente 25 sur laquelle sont montés les cylindres et qui est fixée à la charpente principale de la loco- motive. L'extrémité inférieure de chaque balancier 15 est accou- plée par des saillants 19 au petit bout 20 de la bielle princi- pale 21 dont le grand bout est monté sur le maneton 22 des roues motrices 5 ; le manetron 22 est accouplé avec le maneton de roues motrices 4 et 24 par l'intermédiaire des bielles 23.
<Desc/Clms Page number 4>
La longueur respective des bras du balancier 15 au dessus et en dessous du point d' articulation 17 est proportionnée suivant la course du piston et le trajet du maneton 22.
Un générateur de vapeur ou chaudière 30 est prévu ; conception est analogue à celle des chaudières de locomotives à vapeur courantes, cette chaudière est chauffée séparément pour la aise en route et la marche forcée et aussi , si on le désire ,pour la génération de vapeur en marche normal cette chaudière peut toutefois être chauffée soit partiellement , soit complètement par les gaz d'échappement d'un moteur L combus- tion interne. A cet effet , les gaz d'échappement des cylindres du moteur à combustion interne sont amenés dans la chaudière par des faisceaux de tubes séparés. L'échappement ,côté vapeur, du moteur peut être utilisé, de la façon habituelle,pour produi- re un tirage L travers les tubes.
Les cylindres fonctionnent sur le principe de la course double ; en dessous d'eux se trouvent disposés des cylindres souffleurs cureurs 40 et des conduits d'air cureurs 46 qui assurent la communication avec les cylindres de combustion; chaque souffleur a un piston 41 dont le corps 42 est raccordé par un joint sur la tige de connexion 44 dont l'autre extrémité est fixée par ur. maneton 45 sur le bras inférieur du balancier 15. Tout dispositif approprié d'injection de combustible peut être prévu en 29.
Quand on utilise trois balanciers et que l'on rencontre des difficultés pour installer un souffleur entre les bâtis, on peut se passer du souffleur car le balancier central ne doit pas nécessairement être aussi bien équilibré que les deux balan- ciers extérieurs parce que son inertie ne forme pas de couple sur la charpente de la machine.
Une modalité de pompe injectée de combustible convenant pour la locomotive représentée par les figs.l à 3 est représen- tée par les fig. 4 à 7.
Les pompes injectrices de combustible 49 sont divisées en
<Desc/Clms Page number 5>
deux groupes .chacun comprenant trois unités disposées dans le plan en 50 a , 50b et 50c. Chaque groupe est commandé par une tige 51 assemblée à son bout inférieur par un maneton 53 avec un balancier 15 et disposée pour être réglée à l'ai- de des moyens appropriés pour modifiera course de la manivelle Le bout supérieur de la tige 51 est assemblé par un maneton 57 avec l'un des bouts du levier 58 dont l'autre bout/est fixé à l'arbre 59 sur lequel sont fixées trois paires de cames de pompes 60 , 61.
Le renversement de la course des pompes se produit par l'intervention des deux cames 60 et 61 pour chaque pompe, une pour la marche avant et l'autre pour la marche arrière.
Chaque piston plongeur 63 est poussé vers l'extérieur par un ressort 65 et vers l'intérieur par un levier 66 pivotant en 68 sur le bâti de pompe 67 et portant un galet 69 adapté pour être engagé soit par la came 60 soit par la came 61 pendant le balancement de l'arbre 59 sous l'action du levier 58 du balancier 15. La came avant ou la came arrière est amenée dans l'alignement du piston plongeur 63 à l'aide d'un levier à con- trôle simple 64 monté à jeu sur un prolongement de l'arbre . came 59. Le bout inférieur du levier de contrôle 64 a la forme d'un quart de cercle portant une rainure 70 à sa périphérie ainsi que le montre la vue en projection de ce bout de levier de la fig.4.
La gorge 70 engage un galet 71 fixé sur un arbre traversant la came 72 ; cames 60 et 61 sont fixées sur un manchon 73 coulissant dans les rainures 74 de l'arbre 59. Le levier 64 est également connecté par une tige.de bielle 75 et un bras 85 sur un arbre 76 de levée de cames à galet.
Dans la manoeuvre de ce mécanisme pendant le mouvement par- tiel du levier de contrôle 64 de la position 1 à la position II les galets de la came principale 69 sont dégagés des cames 60 et 61 par les cames 84 de l'arbre 76; la continuation du mou- vement du levier 64 jusqu'à la'position III fait coulisser le manchon 73 portant les cames 60 et 61 le long de l'arbre 59;
<Desc/Clms Page number 6>
l'achèvement du mouvement/du levier 64 jusqu'à la position IV permet aux galets 69 de réengager les oames 60 et 61 mises en alignement avec ceux-ci par la partie inclinée de la gorge 70.
Ainsi que le montrent les figs.8 à 10 , chacune des soupapes de contrôle de l'échappement de la combustion 92 est commandée par un bras 120, une tige 121 , le levier d'an- gle122 et la connexion 123 d'un levier ou bras 93 fixé sur l'arbre 100 du bras de rappel 94 de distribution qui assure à ces soupapes un mouvement d'une amplitude de 90 par rapport aux manivelles principales 22 .
Le bras de rappel 94 est mu par un maneton 124 par l'in- termédiaire d'une bielle 125. Le bras de rappel est porté par un support 126 fixé sur le bâti 25 supportant les cylindres de la machine. le renversement des soupapes 92 s'effectue à l'interven- tion du levier d'angle 122 oscillant sutou du maneton 128 du bras 129 de l'arbre 127 qui est un arbre renversement actionné par un levier 130 et la tige 131 connectés au mécanisme moteur .
Le levier 130 est également raccordé par un bras 32 au levier 64 du mécanisme de la pompe à combustible. par suite du rôle joué par le bras 129, les soupapes 92 ont deux positions fermées, une en a pour la marche arrière et une autre en b pour la marche avant. La soupape qui correspond à 92 sur le cylindre opposé de la paire est manoeuvrée par une tige 160 raccordée L un bout par un maneton 161 au prolongement 162 du levier d'angle 122 et, à l'autre bout, par un bouton 163 du bras moteur de la soupape opposée.
Dans l'exemple représenté ,les mateurs à combustion interne sont de l'espèce de ceux ou la vapeur est utilisée du côté du piston opposé à celui ou la combustion a lieu ; soupapes 132 règlent la vapeur des chaudières admise par la conduite 134 et déchargée par la conduite 137. La conduite de vapeur 134 donne accès au conduit 147 (voir fig. 9 ) ; 146 est le conduit de va- peur et d'échappement du coté vapeur du cylindre.
<Desc/Clms Page number 7>
Les soupapes à vapeur 132 sont contrôlées et manoeuvrées par un système de distribution qui est une forme modifiée du système Walschaert; son bras de rappel 138 est raccordé par une tige de connexion 140 et des leviers 150 et 151 sur une tige de contrôle de manoeuvre 152. Dans ce système , l'avance, c'est à dire l'admission de la vapeur dans le cylindre avant que la manivelle atteigne son point mort est-assurée par un levier 136 de proportions convenables connecté par un bouton 136 à la tige de bielle 138 du dispositif Walschaert. Le levier 136 oscille autour du point d'appui 139 fixé excentriquement sur l' arbre oscillant 17 du balancier principal 15.
Le levier oscil- lant 136 est connecté à son bout supérieur par le maneton 112 à une tige de soupape 153 des soupapes à vapeur 132 disposées à l'opposé.
La vapeur est donc admise du côté combustion du piston pour la mise en marche par une conduite de vapeur 135 dans une soupape à vapeur 133 disposée sur le même axe et commandée par la soupape à vapeur principale 132. La soupape à vapeur 133 admet la vapeur vers le côté combustion interne du cylindre par la conduite 148.
Dans l'exemple représenté , le mécanisme destiné à pro- duire le régime de marche forcée comprend une soupape contrôlant la dernière période de l'échappement. Dans certains cas, cependant, la surcharge est réalisée en réglant le temps d'ad- mission de l'air cureur. Quand on utilise cette dernière méthode, l'adaptation par le système de distribution renversée de la pompe à combustible peut également se faire , il en résulte que les termes réglage de l'échappement ou de la surcharge employés ci-dessus peuvent être employés alternativement.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
"improvements to locomotives"
The present invention is applicable to locomotives; it relates to locomotives constructed to be powered by internal combustion engines and especially to the type of engine known as a "Still" engine in which the steam is expanded behind the pistons. the combustion engine, although an independent set of steam or air cylinders may be used in combination with the internal combustion engine; this engine may be of the conventional type entirely by the internal combustion of carbon-based fuels.
The present invention comprises a locomotive whose power transmission mechanism comprises pairs of engine cylinders arranged in opposite directions with common piston rods or coupled on the same axis connected to a common butt which is in turn connected by a connecting rod to the '' upper end of a balance whose lower end is
<Desc / Clms Page number 2>
connected to the small end of an essentially horizontal connecting rod and the large end of which bears on the crank of the wheels or the main control shaft. These cylinders are preferably arranged so that their weight is concentrated on the base of the fixed wheel.
The cylinders arranged in opposite directions of each pair may be those of internal combustion engines which may be constructed to act on the principle of the double stroke cycle and, preferably, they will be those of the "Still" engine type.
The use of high-power internal combustion engines involves the use of reciprocating masses of great weight; this is a particular drawback for locomotives. The present invention allows, in internal combustion engines provided with error blowers arranged parallel to the cylinders to remedy this drawback; to this end, it divides these masses into two fractions connected on a balance in such a way that they move at the same time in the opposite direction; a fraction of these reciprocating masses comprises the main pistons, piston rods, stocks and engine couplings; the other fraction, the main connecting rod, as well as the piston and the coupling member of the blower.
Another advantage of using cylinders arranged in opposite directions is that by connecting the rods of the pistons in the opposite direction to a common butt, all the bearings of the transmission mechanism bear a load alternately in the opposite direction.
One embodiment of the invention is represented by the accompanying drawings. Fig. 1 is a sectional elevation of an overall view of the locomotive;
Fig. 2 is a plan view, partly in section of FIG.
1;
Fig 3 is an end view .part in section of fig.l;
<Desc / Clms Page number 3>
Fig. 4 is an end view of the fuel injection mechanism;
Fig. 5 is a section through a fuel injection pump;
Fig.6 a plan view, partial of Fig.5;
Fig. 7 a sectional view of the pump through the camshaft;
Fig. 8 is an elevational view showing the valve mechanism;
Fig. 9 a partial plan view of FIG. 8 and FIG. 10 is an end view of a section of FIG. 8.
In these drawings, the locomotive has three sets or pairs of cylinders 2a, Sa, 2b, 3b, and 2c, 3c, arranged horizontally. These three sets are arranged one beside the other above the driving wheels 4 and 5 so that their weight is supported entirely or in the main order by said wheels; it is indeed of paramount importance to concentrate as much weight as possible on the base of the fixed wheels.
The piston 6 of the cylinder 2a and that of the cylinder 3a have rods 7 and 8 fixed on the stick 9 sliding in a guide 10; lacrosse 9 is provided with protrusions 11 by means of which it is connected by the connecting elements 12 and 13 to similar protrusions 14 of the upper end of the balance 15. The upper end of the balance 15 is provided at 16 with an opening allowing the piston rod 8 to slide there freely at all inclinations of the balance.
The balance 15 is provided with projections 17 carried in bearings 18 of a frame 25 on which the cylinders are mounted and which is fixed to the main frame of the locomotive. The lower end of each balance 15 is coupled by projections 19 to the small end 20 of the main connecting rod 21, the large end of which is mounted on the crank pin 22 of the driving wheels 5; the crank pin 22 is coupled with the crank pin of driving wheels 4 and 24 via the connecting rods 23.
<Desc / Clms Page number 4>
The respective length of the arms of the rocker 15 above and below the point of articulation 17 is proportioned according to the stroke of the piston and the path of the crankpin 22.
A steam generator or boiler 30 is provided; Design is similar to that of conventional steam locomotive boilers, this boiler is heated separately for ease of operation and forced operation and also, if desired, for the generation of steam in normal operation this boiler can however be heated either partially or completely by the exhaust gases of an internal combustion L engine. For this purpose, the exhaust gases from the cylinders of the internal combustion engine are brought into the boiler by separate bundles of tubes. The exhaust on the steam side of the engine can be used in the usual way to produce a draft L through the tubes.
The cylinders operate on the principle of double stroke; below them are arranged blower cylinders 40 and curator air ducts 46 which provide communication with the combustion cylinders; each blower has a piston 41, the body 42 of which is connected by a seal on the connecting rod 44, the other end of which is fixed by ur. crankpin 45 on the lower arm of the balance 15. Any suitable fuel injection device can be provided at 29.
When you use three balances and you encounter difficulties in installing a blower between the frames, you can do without the blower because the central balancer does not necessarily have to be as well balanced as the two outer balancers because its inertia does not form a torque on the machine frame.
A fuel injected pump mode suitable for the locomotive shown in Figs. 1 to 3 is shown in Figs. 4 to 7.
49 fuel injector pumps are divided into
<Desc / Clms Page number 5>
two groups .each comprising three units arranged in the plane at 50 a, 50b and 50c. Each group is controlled by a rod 51 assembled at its lower end by a crank pin 53 with a rocker 15 and arranged to be adjusted using appropriate means for modifying the stroke of the crank The upper end of the rod 51 is assembled by a crank pin 57 with one end of the lever 58, the other end of which is fixed to the shaft 59 on which are fixed three pairs of pump cams 60, 61.
The reversal of the stroke of the pumps occurs by the intervention of the two cams 60 and 61 for each pump, one for forward and the other for reverse.
Each plunger 63 is pushed outwards by a spring 65 and inwards by a lever 66 pivoting at 68 on the pump frame 67 and carrying a roller 69 adapted to be engaged either by the cam 60 or by the cam 61 during the swing of the shaft 59 under the action of the lever 58 of the balance 15. The front cam or the rear cam is brought into alignment with the plunger 63 using a simple control lever 64 mounted with play on an extension of the shaft. cam 59. The lower end of the control lever 64 has the shape of a quarter of a circle with a groove 70 at its periphery as shown in the projection view of this end of the lever in FIG.
The groove 70 engages a roller 71 fixed on a shaft passing through the cam 72; Cams 60 and 61 are attached to a sleeve 73 sliding in the grooves 74 of the shaft 59. The lever 64 is also connected by a connecting rod 75 and an arm 85 to a roller cam lift shaft 76.
In the operation of this mechanism during the partial movement of the control lever 64 from position 1 to position II, the rollers of the main cam 69 are released from the cams 60 and 61 by the cams 84 of the shaft 76; the continuation of the movement of the lever 64 to position III causes the sleeve 73 carrying the cams 60 and 61 to slide along the shaft 59;
<Desc / Clms Page number 6>
completion of movement / lever 64 to position IV allows rollers 69 to re-engage oames 60 and 61 brought into alignment therewith by inclined portion of groove 70.
As shown in Figs. 8 to 10, each of the combustion exhaust control valves 92 is controlled by an arm 120, a rod 121, the angle lever 122 and the connection 123 of a lever. or arm 93 fixed to the shaft 100 of the distribution return arm 94 which provides these valves with a movement of an amplitude of 90 relative to the main cranks 22.
The return arm 94 is moved by a crank pin 124 via a connecting rod 125. The return arm is carried by a support 126 fixed to the frame 25 supporting the cylinders of the machine. the reversal of the valves 92 is effected by the intervention of the oscillating angle lever 122 on the crank pin 128 of the arm 129 of the shaft 127 which is an overturning shaft actuated by a lever 130 and the rod 131 connected to the mechanism engine.
The lever 130 is also connected by an arm 32 to the lever 64 of the fuel pump mechanism. as a result of the role played by the arm 129, the valves 92 have two closed positions, one in a for reverse gear and another in b for forward gear. The valve which corresponds to 92 on the opposite cylinder of the pair is operated by a rod 160 connected L one end by a crank pin 161 to the extension 162 of the angle lever 122 and, at the other end, by a button 163 of the arm opposite valve motor.
In the example shown, the internal combustion mateurs are of the kind where the steam is used on the side of the piston opposite to that where combustion takes place; valves 132 regulate the steam from the boilers admitted through line 134 and discharged through line 137. Steam line 134 provides access to line 147 (see fig. 9); 146 is the vapor and exhaust duct on the vapor side of the cylinder.
<Desc / Clms Page number 7>
The steam valves 132 are controlled and operated by a distribution system which is a modified form of the Walschaert system; its return arm 138 is connected by a connecting rod 140 and levers 150 and 151 on a maneuvering control rod 152. In this system, the advance, that is to say the admission of steam into the cylinder before the crank reaches its neutral point is ensured by a lever 136 of suitable proportions connected by a button 136 to the connecting rod 138 of the Walschaert device. The lever 136 oscillates around the fulcrum 139 fixed eccentrically on the oscillating shaft 17 of the main balance 15.
The oscillating lever 136 is connected at its upper end by the crank pin 112 to a valve stem 153 of the steam valves 132 disposed opposite.
Steam is therefore admitted from the combustion side of the piston for starting through a steam line 135 in a steam valve 133 disposed on the same axis and controlled by the main steam valve 132. The steam valve 133 admits steam to the internal combustion side of the cylinder via line 148.
In the example shown, the mechanism intended to produce the forced operation speed comprises a valve controlling the last period of the exhaust. In some cases, however, the overcharging is achieved by adjusting the purge air intake time. When the latter method is used, adaptation by the reverse distribution system of the fuel pump can also take place, as a result, the terms exhaust or overload adjustment employed above can be used alternately.
CLAIMS.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.