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Système de réglage d'une transmission pneumatique comportant plusieurs groupes moto-compresseurs.
Il est déjà connu un mode général de transmission du mouvement d'un moteur consistant à entraîner au moyen dudit moteur un compresseur, et à utiliser l'air comprimé ainsi pro- duit comme fluide moteur dans une machine réceptrice telle que des cylindres appropriés analogues à ceux d'une machine à va- peur.
Il est également connu d'injecter dans l'air compri- mé servant ainsi de fluide moteur, de la vapeur d'eau qui pro- cure des conditions de détente meilleures que dans le cas d'air sec.
Le mode de transmission en question est tout parti- culièrement, quoique non exclusivement, prévu pour transmettre le mouvement d'un moteur à injection aux roues d'une locomotive dite alors diesel-pneumatique.
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Or, il est parfois nécessaire, notamment dans le cas envisagé, des locomotives à grande puissance et pour des raisons d'économie et d'encombrement, de disposer de plusieurs moteurs, et ceux-ci dans une disposition prévue par l'invention sont accouplés chacun à un compresseur, un nombre variable de ces groupes moto-compresseurs devant alors être mis en action suivant la puissance nécessaire.
C'est ainsi que l'invention prévoit tout parti- culîèrement, mais non exclusivement, le cas de plusieurs moto-compresseurs à pistons opposés, dispositifs connus dans lesquels les pistons moteurs sont directement solidaires des pistons compresseurs, et dont la variation du débit en air comprimé est obtenue par la variation de la course des pistons, elle-même obtenue par une variation de la quantité de combus- tible injecté.
Le réglage des cylindres moteurs dans une trans- mission pneumatique se fait de la même manière que le réglage d'une machine à vapeur, et en particulier le réglage des cy- lindres d'une locomotive moto-pneumatique est le même que celui d'une locomotive à vapeur et comprend un régulateur et un dispositif d'inversion de marche.
Mais alors que la machine à vapeur dispose d'un large volant d'énergie constitué par la vapeur de la chaudière la machine à transmission pneumatique ne dispose pas d'un tel volant, et il est indispensable cependant que l'alimentation des cylindres reste correcte.
L'invention consiste donc essentiellement en un procédé suivant lequel un fluide moteur constitué par un mélange d'air et de vapeur d'eau de caractéristiquesthermody- namiques déterminées produit par plusieurs groupes moto- compresseurs alimente la partie motrice de la transmission, procédé caractérisé par le fait que l'on établit une synchro-
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nisation très précise entre, d'une part, les besoins en fluide moteur de la partie motrice de la transmission, et d'autre part la production de ce fluide moteur par l'ensem- ble des groupes moto-compresseurs, la constance des condi- tions thermodynamiques de ce fluide moteur, produit subsistant malgré les variations des besoins de la machine motrice, dont malgré les variations de la production des groupes moto-com- presseurs.
En d'autres termes, conformément à l'invention, il est prévu que le débit de fluide moteur de conditions thermo- dynamiques déterminées produit par les moto-compresseurs est à chaque instant le débit nécessaire à la charge de la machine motrice.
Dans une réalisation particulière de l'invention donnée à titre d'exemple, cette machine motrice est constituée par des cylindres analogues à ceux d'une machine à vapeur, plus particulièrement ceux d'une locomotive.
L'invention comprend donc des moyens et des combi- naisons de moyens pour assurer la régulation de la production de l'ensemble des groupes moto-compresseurs pour qu'elle s'a- dapte à chaque instant à la demande des cylindres locomoteurs.
Ces moyens consistent en des combinaisons de dis- positifs automatiques qui font dépendre le débit des groupes moto-compresseurs de la pression dans le receiver qui alimen- te les cylindres locomoteurs et de la position du changement de marche.
Conformément à l'invention, chaque groupe moto- compresseur est associé à un, échangeur de température dans lequel l'air aspiré est réchauffé par les gaz d'échappement à une température bien déterminée, au moyen par exemple d'un thermostat, avant la ou les compressions, dans des enceintes dites saturateurs ; cetair est injecté d'eau qui se trouve
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immédiatement vaporisée, et le débit de l'eau injectée est proportionnel au débit d'air, la proportion étant la même dans chacun des groupes.
Cette proportionnalité des débits étant assurée en commandant les pompes d'injection d'eau par la course des pistons des moto-compresseurs.
Les différents groupes moto-compresseurs refoulent donc ainsi dans le collecteur commun un mélange d'air compri- mé et de vapeur de caractéristiques thermodynamiques constan- tes.
Les dispositifs automatiques conformes à l'inven- tion assurent la mise en marche d'un nouveau groupe moto- compresseur quand les besoins en fluide moteur sont supérieurs au débit maximum des groupes en action, réciproquement ils provoquent la diminution du débit d'un des groupes quand ces besoins diminuent, puis même l'arrêt de ce groupe.
L'ensemble automatique de régulation ci-dessus en- visagé comprend tout d'abord une série de dispositifs qui font varier automatiquement le débit de chaque moto-compresseur en fonction de la pression dans le receiver, ce débit augmen- tant quand ladite pression diminue et inversement.
Il est donc prévu pour chaque groupe moto-compres- seur une capsule manométrique commandant soit sa course dans le cas des moto-compresseurs à débit variant avec la course, soit sa vitesse dans le cas de moto-compresseurs rotatifs.
En outre, étant donné le problème posé par la pré- sence des groupes divers, ces dispositifs automatiques de ré- gulation, ont à remplir les fonctions suivantes: a) Dès que la charge du premier groupe moto-compres- seurs mis en route atteint le maximum (ou une fraction donnée de ce maximum, par exemple 90 ou 95%), mettre en route le groupe suivant;
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b) Cette mise en route doit bloquer l'injection du premier groupe au maximum (ou à la fraction donnée, 90 ou 95% par exemple); c) Si la charge continue à augmenter, le second groupe, arrivé à pleine charge (ou à la fraction donnée, 90 ou 95%), met de même en route un troisième groupe; cette mise en route produit le blocage au maximum de l'injection du second groupe, celle du premier restant bien entendu maintenue; et ainsi de suite:
d'une manière générale, on aura (n - 1) grou- pes fonctionnant à pleine charge(ou à 90 ou 95%) avec injec- tion bloquée, et un ne groupe fonctionnant à charge partielle ; d) Si la charge baisse, aussitôt le ne groupe aux abords de la charge nulle (ou d'une faible fraction de charge, 5 ou la%), il est arrêté, et ce faisant, il débloque l'injec- tion du (n - le) groupe, qui désormais fonctionne à charge partielle et règle seul la pression dans le collecteur ou le réservoir.
Si la charge baisse de plus du débit maximum d'un groupe, autant de groupes qu'il est nécessaire sont successi- vement arrêtés, au besoin jusqu'à ce qu'il ne reste plus que le premier en service. Ce premier groupe, dont le lancement est commandé directement par le mécanicien, n'est jamais arrêté que si celui-ci le juge utile, et également par une manoeuvre directe. Eventuellement, c'est ce groupe qui fournit le fluide moteur à ceux des auxiliaires qu'on met en mouvement au moyen de moteurs pneumatiques, de préférence turbines.
Les quatre fonctions essentielles de l'équipement régulateur d'un groupe sont donc: a) Mise en route du groupe n par l'arrivée à pleine charge du groupe n - 1; b) Blocage à pleine charge du groupe n - 1 par la mise en route du groupe n;
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c) Arrêt du groupe n quand sa charge tombe au- dessous d'une limite donnée, voisine de zéro; d) Déblocage de pleine charge du groupe n - 1 à la suite de l'arrêt du groupe n.
La fonction a nécessite un transmetteur de l'indi- cation que le groupe n - 1 atteint la pleine charge; ce trans- metteur peut agir;
Soit mécaniquement sur la valve de mise en route du groupe n;
Soit sur une valve de dimensions plus réduites, actionnant à distance par une conduite de faible diamètre, un cylindre de commande de la valve de mise en route du groupe n; c'est une transmission pneumatique;
Soit un contact électrique, actionnant à distance, par un courant emprunté à une batterie d'accumulateurs ou à la génératrice électrique qui charge celle-ci, une électro- valve produisant la distribution de l'air comprimé dans le cylindre de commande de la valve de mise en route du groupe n: c'est une transmission électro-pneumatique.
La fonction b nécessite également un transmetteur et un récepteur, placés respectivement sur le groupe n et sur le groupe n - 1.
La fonction c devant s'exercer sur une valve de combustible à étrangler pour l'arrêt, et qui fait partie du même groupe que l'arrêt, et qui fait partie du même groupe que le transmetteur d'arrêt, la transmission mécanique est la plus simple, et même peut être envisagée alors même que les autres fonctions seraient obtenues par voie pneumatique ou électro-pneumatique.
La fonction d inverse de la fonction 2 nécessite comme elle un transmetteur sur le groupe n et un récepteur sur le groupe n - 1. L'indication que le groupe n est arrêté .est remplacée par l'ordre d'arrêt: c'est donc une simple dé-
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rivation sur la transmission d'arrêt du groupe n qui trans- mettra le déblocage au groupe n - 1.
A ces quatre fonctions fondamentales a, b,c, et d, il convient d'ajouter une fonction accessoire e. qui est la suivante:
Si on ne prenait aucune précaution spéciale, le transmetteur de la fonction a, butée de course maximum, main- tiendrait pendant toute la durée de la marche bloquée du grou- pe n - 1, c'est-à-dire pendant toute la durée de la marche du groupe n, suivi ou non d'autres groupes, la commande de la val- ve de mise en route. C'est inutile, et on disposera cette com- mande d'une manière appropriée à sa nature (mécanique, pneuma- tique, électro-pneumatique), pour qu'elle revienne à sa posi- tion non actionnée ou de repos un temps très court après avoir été actionnée.
Il faut aussi empêcher le transmetteur resté à sa position de blocage, d'agir sur cette transmission. La réalisa- tion de ces deux conditions constitue la fonction e, et dépend trop des dispositions particulières pour pouvoir être indiquée, en général. On peut dire seulement qu'on s'adressera à la com- mande de blocage (fonction b) pour assurer l'isolement du transmetteur et du récepteur de la fonction a;, tant que le blo- cage est maintenu, et à celle de déblocage (fonction d), pour remettre en liaison transmetteur et récepteur de la fonction a.
La disposition cinématique la plus pratique pour réaliser les liaisons mécaniques nécessaires entre groupes successifs n - 1 et n, pour le blocage b et le déblocage d, ainsi que pour la mise en route a, consiste en l'emploi d'ar- bres tournants parallèles à l'axe longitudinal de la locomo- tive, et formés de deux segments pivotés indépendamment sur des paliers solidaires respectivement de chacun des groupes n - 1 et n, les deux segments d'un même arbre, par exemple celui correspondant à la fonction a, étant sensiblement dans
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le prolongement l'un de l'autre et leur assemblage étant fait par un double cardan rudimentaire. Pour une fonction interne comme c, on emploiera des tiges rigides reliant l'organe transmetteur et le récepteur.
Dans la transmission pneumatique, les arbres tour- nants ou les tiges de commande sont remplacés par des cylindres à air commandés par des valves, elles-mêmes sous le contrôle des transmetteurs. Les canalisations d'air comprimé de groupe à groupe sont donc plus faciles à installer que les liaisons mécaniques.
La transmission électro-pneumatique comprend,dans le cas général, un contact (auquel se réduit le plus souvent le transmetteur), un relais et une électro-valve, ce dernier appareil se substituant d'ailleurs à la simple valve à commande mécanique de la transmission précédente, et utilise des con- nexions par fils électriques qui sont beaucoup plus souples et faciles à réaliser que celles par tuyaux d'air. Ces derniers se réduisant alors à l'alimentation des cylindres de manoeuvre qui forment les récepteurs proprement dits. De plus, et c'est le principal avantage, la transmission électro-pneumatique,en raison même de ce qu'elle est d'abord électrique, entre le transmetteur et la valve, permet la réalisation facile de tous les enclenchements désirables, et la commande à distance à partir de la cabine de conduite.
Enfin, et surtout, elle donne une solution parfaite et extrêmement simple des deux problèmes annexes cités ci-dessus.
Dans une variante, il est prévu d'éviter le fonc- tionnement d'un moto-compresseur à une charge trop faible, et l'automaticité est telle que quand un nouveau groupe est mis en marche par suite d'un accroissement des besoins en fluide moteur, un des groupes déjà en fonctionnement a sa charge di- minuée, et 1a différence entre sa charge totale et sa charge ainsi diminuée est reportée au groupe qui vient d'être mis en marche, dont la charge est ainsi élevée à une valeur convena- ble.
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Conformément à l'invention, les dispositifs auto- matiques de réglage sont tels que l'ordre dans lequel les divers groupes moto-compresseurs sont mis en marche au mo- ment d'un accroissement de la puissance développée peut être modifié facilement, ceci dans le but d'assurer une ro- tation des services demandés à chacun des groupes moto- compresseurs, rotation journalière par exemple, tous les groupes devant en principe fonctionner pendant les mêmes temps, à défaut d'une telle possibilité de l'ordre de succes- sion de mise en marche des groupes, ceux démarrant les pre- miers s'useraient en effet plus vite que ceux démarrant en dernier, qui n'assureraient que le fonctionnement aux pointes de puissance.
En outre les dispositifs automatiques doivent permettre à volonté l'isolement d'un groupe déterminé, groupe défaillant par exemple.
Ainsi qu'il a été dit, chaque groupe moto-compres- seur est associé à son échangeur de température muni d'un ther- mostat stabilisateur de la température de l'air admis, et à un ou plusieurs saturateurs dans lesquels des pompes d'injec- tion injectent de l'eau, ces pompes étant commandées par le groupe moto-compresseur lui-même. Il s'ensuit que l'action régulatrice exercée sur un groupe moto-compresseur s'étend automatiquement à ces divers appareils qui lui sont associés.
La description qui va suivre et les dessins annexés, lesquels sont, l'une et les autres,. donnés à titre d'exemple, feront bien comprendre comment on peut réaliser l'invention.
La fig. 1 représente l'installation de six groupes moto-compresseurs installés sur une locomotive et reliés par une tige de réglage mécanique.
La fig. 2 représente l'ensemble des dispositifs
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synchronisant la production du fluide de transmission avec les variations de charge des cylindres locomoteurs.
La fig. 3 représente le détail des dispositifs de régulation d'un groupe moto-compresseur.
La fig. 4 représente le tableau individuel des connexion . de chaque moto-compresseur, dans le cas de la régulation électro-pneumatique.
La fig. 5 représente le dispositif de permutation des groupes avec la régulation électro-pneumatique.
Fig. l, tout le long des groupes moto-compresseurs 1, 2, 3, 4,5, 6, court une tige 7 commandée par un servo- moteur 8 (Fig. 2) mis sous la dépendance, d'une part de la pression du mélange final contenu dans le receiver 10 par l'intermédiaire d'un dispositif manométrique 9, et d'autre part de l'admission aux cylindres locomoteurs par l'intermé- diaire de la came 11. Cette came détermine une position du galet correspondant à la fermeture du régulateur de la locomo- tive et une position correspondant à l'admission grande ouverte dans n'importe quelle direction avant ou arrière. Les mouve- ments du galet de la came 11 et du dispositif manométrique 9 agissent simultanément, par l'intermédiaire du balancier 22, sur le servo-moteur 8 qui commande la tige 7.
Le réglage de l'admission aux cylindres locomoteurs est effectué par un servo-moteur 12 et la commande de ce der- nier peut être effectuée soit à la main, à l'aide du volant 13, soit automatiquement par la vitesse de marche de la loco- motive.
Pour atteindre ce dernier résultat, on commande un régulateur centrifuge 14 au moyen d'une chaîne 19 actionnée par les roues 20 de la locomotive. A toute vitesse du train, cor- respond évidemment une certaine position du manchon 15 du ré-
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gulateur 14. Pour obtenir les variations de vitesse, on mo- difie la position du manchon correspondant aux vitesses dé- terminées en modifiant la tension du ressort 16 au moyen de la manette 16bis. Cette manette 16bis constitue ainsi la commande unique de la marche de la locomotive.
Le manchon 15 peut être orienté de façon à permettre au moyen d'une came la commande du pilote 17. Le manchon 15 possède en effet une came 18 à trois profils: marche avant, arrêt, marche arrière. Le pilote 17 se déplace, quand la vitesse augmente, vers le haut ou vers le bas suivant le pro- fil de came engagé.
Le volant 13 étant immobilisé, à toute position du pilote 17 correspond une certaine position du servo-moteur 12.
Il en résulte que les mouvements de la distribution des cylin- dres locomoteurs sont mis sous la dépendance de la vitesse de la locomotive, assurant ainsi automatiquement Inconstance de cette vitesse. Par l'engagement du profil neutre de la came 18, on soustrait le pilote 17, et par conséquent le servo-moteur 12, à l'action de la vitesse de la locomotive, ce qui permet d'opérer à la main, à l'aide du volant 13, les variations de l'admission aux cylindres locomoteurs.
La fig. 3 représente le détail d'un des six dispo- sitifs de réglage automatique et à main montés sur la tige 7 desservant les six groupes moto-compresseurs.
La tige 7 actionnée par le servo-moteur 8 est gui- dée dans un manchon tournant 23 qu'on peut immobiliser dans des positions différentes au moyen de la manette 24. Le man- chon 23 est supporté dans un bâti 30 fixé lui-même sur le châssis de la locomotive au droit de chaque groupe moto-com- presseur. Le bâti est muni d'une vis d'arrêt 25 qui empêche le manchon 23 de se déplacer dans le sens de la tige 7. Sur le manchon 23 glisse un second manchon 27, dont l'orientation
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est toujours celle du manchon 23, grâce à la petite clavette 26.
Le manchon 27 peut être déplacé longitudinalement par une vis à manette 29 qui permet le réglage de ce manchon par rapport à la tige 7. Le manchon 27 possède une came circulaire qui actionne le pilote 28 qui commande le dé- marrage et les variations de débit du moto-compresseur. La came du manchon 27 dispose d'un profil destiné à soulever pro- gressivement le pilote 28 jusqu'à donner la pleine charge au moto-compresseur. Dès que la pleine charge est atteinte, le pilote 28 reste immobilisé à cette position et en même temps entre en action la came du manchon 27 du groupe sui- vant, mettant en service le moto-compresseur qu'elle dessert.
Ceci est obtenu par la position différente du manchon 27 par rapport à la tige 7. Le démarrage et le blocage à pleine charge de tous les groupes moto-compresseurs suivants'ef- fectuent, successivement, de la même manière. On pourra, d'autre part, en déplaçant à la main les positions des di- vers manchons 27, changer l'ordre de mise en marche des moto-compresseurs à mettre en service de façon à répartir leur heure de travail en vue d'une utilisation rationnelle du matériel. D'autre part le déréglage du manchon 27 effec- tué par le volant à main 29 permet la mise hors service d'un moto-compresseur défectueux.
Dans la partie inférieure du manchon 23 se trouve une came servant au réglage individuel du groupe quand on soustrait celui-ci au réglage central par la tige 7. Pour obtenir ce résultat on tourne le manchon 23, ce qui entraîne l'immobilisation en position de repos du pilote 28, lequel glisse sur le cylindre du manchon 27 jusqu'à se trouver au droit d'une partie démunie de came. On fait en même temps entrer en action, le pilote 33 agissant sur l'arrivée 32 d'air
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comprimé au moyen d'une soupape et on agit directement au moyen de l'air comprimé du tuyau 31, sur les dispositifs de réglage du moto-compresseur de la même manière que le pilote 28.
La manette 24, faisant tourner le manchon 23, réa- lise donc deux positions:
1 ) Réglage central et blocage du dispositif de réglage du moto-compresseur;
2 ) Mise hors service du réglage central et mise en service du dispositif de réglage individuel.
Dans cette réalisation mécanique, la tige 7 trans- met quand il y a lieu à chacun des groupes les variations de marche des groupes adjacents puisqu'elle est soumise à la pression dans le receiver, laquelle pression varie avec ces variations de marche. Cette tige et les différentes cames des manchons 27 constituent le transmetteur général,.les pilotes 28 pouvant être considérés comme les récepteurs.
Les fig. 4 et 5 représentent un schéma de régulation électro-pneumatique.
Sur la fig. 5 est représenté le tableau individuel d'un groupe moto-compresseur quelconque.
Le lancement des moto-compresseurs est ici supposé être obtenu au moyen d'air comprimé, et chaque moto-compres- seur comporte à cet effet une valve de lancement qui le met en relation avec un réservoir à air comprimé.
Les deux transmetteurs de lancement et d'arrêt sont ici des contacts électriques actionnés par l'embiellage du moto-compresseur, le premier, CL ou contact de lancement quand la course atteint la valeur correspondant à la fraction de pleine charge choisie pour la mise en route du groupe suivant (90 à 95% par exemple); le second, CA ou contact d'arrêt,
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quand la course tombe en dessous de la valeur correspondant à la fraction de charge (5 à 10%) au-dessous de laquelle on désire retirer le dernier groupe du service.
On considère ici, à titre d'exemple, le cas,envi- sagé plus haut, de moto-compresseurs dont la variation du dé- bit est obtenue par variation de la course ; entendu, ces contacts peuvent être établis par tous dispositifs ta.chymé- triques connus quand le débit varie avec la vitesse.
Le fait que ces deux contacts restent fermés, le premier tant que la course atteint la limite qui l'a fait fer- mer, c'est-à-dire pendant tout le blocage à pleine charge, le second pendant toute la durée de l'arrêt du groupe, oblige à interposer entre eux et le récepteur correspondant un orga- ne appelé relais, agencé de manière à permettre le retour presque immédiat des récepteurs de lancement et d'arrêt à leur position de repos. C'est particulièrement indispensable pour le récepteur d'arrêt, sans quoi il serait impossible de relancer ultérieurement le groupe faute de combustible, la valve d'arrêt VA de combustible, non représentée sur la fi- gure, restant fermée en permanence.
Grâce au relais d'arrêt RA, cette valve est normalement ouverte en dehors des quel- ques instants nécessaires pour obtenir l'arrêt; de même, grâce au relais de lancement RL, la valve de lancement VL est normalement fermée en dehors des quelques instants nécessaires pour obtenir le lancement.
Ces relais RA et RL, et deux relais analogues de blocage RB et de déblocage RD, servent de transmetteurs pour les fonctions de blocage et de déblocage, dont le récepteur est un cylindre à air comprimé, dit cylindre de blocage et de déblocage BD, non représenté sur la figure, agissant sur la pompe à combustible.
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En définitive, l'appareillage nécessaire à la régu- lation comporte, pour chaque groupe, réunis sur un tableautin de faibles dimensions repré.senté sur la fig. 4 :
Un relais de lancement RL;
Un relais d'arrêt RA;
Un relais de blocage RB;
Un relais de déblocage RD;
Une électro-valve de lancement EL;
Une électro-valve de blocage (et déblocage) EB.
Les deux contacts transmetteurs CL (de charge maxi- mum ou mieux de lancement et CA (d'arrêt) se trouvent sur le groupe lui-même, à proximité de l'embiellage qui les actionne.
Il en est de même des deux valves de lancement VL et d'arrêt VA et du cylindre de blocage et déblocage BD, reliés à leurs électro-valves respectives par des tubes à air compri- mé de faible diamètre: ces.cinq organes ne sont pas représen- tés mais leurs connexions sont indiquées par les cinq flèches.
Le courant électrique nécessaire à l'entraînement des électro-valves et des relais est emprunté à une batterie d'accumulateursqui assure en outre l'éclairage de la loco- motive et diverses commandes accessoires, par exemple celle des sablières électro-pneumatiques.
Les contacts transmetteurs CL et CA non représentés sont pour le contact de lancement un simple contact glissant, à course non limitée, qui s'établit à partir de la valeur de la course correspondant aux 90 ou 95% prévus pour le lance- ment du groupe suivant, et pour le contact d'arrêt: un "traineur" de Hipp, dispositif connu en horlogerie électrique, produisant pour le minimum de course prévu la fermeture d'un contact par son coincement dans une encoche.
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Les relais ont été figurés sous la forme commode pour l'étude des connexions, bien que peu applicable en trac- tion, de bobines annulaires verticales aspirant vers le haut leur armature de fer doux. Celle-ci porte vers le bas une tige verticale supportant un ou plusieurs "plateaux" métalliques isolés,formés de rondelles appuyées contre un épaulement de la tige par un ressort à boudin, et pouvant en conséquence coulisser un peu le long de la tige dans une seule direction.
Certains de ces plateaux, dans la position non excitée, ou "tombée" du relais, s'appuient sur deux plots solidaires du tableautin sur lequel est monté le relais et les court-circui- tent, formant ce qu'on appelle un "contact inférieur". Ce contact est au contraire ouvert dans la position excitée ou "levée" du relais. D'autres plateaux au contraire, dans la position "tombée" du relais ne forment pas pont entre deux plots qui les surmontent: la levée du relais ferme ce contact dit "contact supérieur".
On voit donc qu'au moyen d'un relais schématique ainsi constitué on pourra réaliser l'une quelconque des quatre combinaisons suivantes:
Relais non excité (ou "tombé"): fermer un circuit par contact inférieur;
Relais non excité (ou "tombé"): ouvrir un circuit par contact supérieur;
Relais excité (ou "levé"): fermer un circuit par contact supérieur;
Relais excité (ou "levé"): ouvrir un circuit par contact inférieur.
Le circuit qu'il s'agit de fermer ou d'ouvrir est en général différent de celui qui excite la bobine du relais: par exemple, le relais de lancement RL, en se levant, excité par sa bobine de commande, ferme par contacts supérieurs le circuit de l'électro-valve de lancement EL.
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Mais un relais peut aussi couper son propre circuit de commande, en se levant, par contacts inférieurs par les- quels passait ce circuit de commande. Dans ce cas, le relais ne peut rester levé que par un artifice, puisque sa commande est coupée. Deux de ces artifices sont utilisés dans le ta- bleau de relais d'un groupe. Le premier, le plus simple, con- siste à disposer un cliquet ou linguet à côté de la tige du relais, cliquet 35, que cette tige dépasse quand elle est at- tirée, pourvu que le courant de commande ne soit coupé par le contact inférieur, lors de la levée du relais, qu'une fois dé- passé le cliquet, l'armature ne redescend pas au delà du re- pos de la pièce 34 sur le cliquet, et le relais reste ver- rouillé en position "levée", tout en ne consommant plus de courant de commande.
Pour le faire redescendre, il faut agir sur le cliquet 35, par exemple au moyen d'une autre bobine avec armature: le circuit de commande se trouve refermé par les contacts inférieurs du relais "tombé", et s'il est fermé au contact transmetteur, le relais pourra être à nouveau atti- ré. C'est le cas du relais de blocage RB, dont le relais de déblocage RD actionne le cliquet 35.
Une autre disposition consiste à substituer au courant de commande primitif et à la bobine qu'il parcourt, un autre courant, dit de "maintien", parcourant une autre bobine, placée au-dessous ou au-dessus de la première. Ce courant de maintien se trouve fermé par des contacts supérieurs, aussitôt le relais levé, tandis que le courant de commande se trouve coupé par les contacts inférieurs. Il est nécessaire que les deux courants coexistent pendant un court instant, c'est-à- dire que les contacts supérieurs de maintien se ferment avant que les contacts inférieurs de commande ne s'ouvrent.
C'est à quoi servent les ressorts qui écartent l'un de l'autre les deux plateaux de commande et de maintien du relais RL par
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exemple, aussitôt que l'armature quitte l'une ou l'autre de ses positions haute ou basse: la rupture ne se produit de la sorte sur des contacts qu'après la fermeture sur l'autre.
Un dispositif assez spécial est prévu pour les deux relais RL et RA (il est d'ailleurs commun aux deux re- lais), pour assurer la chute presque aussitôt après la montée.
Ces relais possèdent une bobine de commande et une de main- tien, et les deux plateaux décrits ci-dessus, ainsi qu'un troisième (le plus bas), à contacts supérieurs, qui commande la fermeture, pendant l'excitation du relais, de l'électro-val- ve de lancement EL. Pour que cette fermeture soit extrêmement brève, quelques secondes on a intercalé sur le circuit de maintien un contact thermique TH, formé d'une bilame.
Ce con- tact thermique est normalement fermé quand la bilame est froi- de, mais aussitôt que le courant de maintien a passé pendant quelques secondes, la bilame en s'échauffant ouvre le circuit de maintien et le relais retombe, produisant entre ses contacts supérieurs une coupure irrévocable sur le circuit de maintien : désormais le relais ne peut se lever- à nouveau que sous le commandement de sa bobine de commande, c'est-à-dire par une nouvelle fermeture du contact de lancement CL du groupe n - 1.
Si ce contact était disposé pour rester fermé tant que le groupe n - 1 est bloqué à pleine charge, ce qui est le cas aussitôt le groupe n en marche, le relai RL du groupe n se lèverait de nouveau, puis retomberait, et ainsi de suite.
Pour éviter ce fonctionnement en sonnette, le contact de lan- cement est disposé de manière à ne rester fermé qu'un instant, quand la pleine charge est atteinte, et à ne pas se refermer quand la charge redescend.
Le relais d'arrêt RA est disposé exactement comme le relais RL, son plateau inférieur commandant l'électro-valve A d'arrêt EA quand le relasis se lève.
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Les relais RL et RA'du groupe n alimentent res- pectivement, par les contacts supérieurs de leur plateau de commande des électro-valves, les relais de blocage RB et de déblocage RD du groupe n - 1, à qui ils servent donc de trans- metteur.
Le relais de blocage RB ne possède pas de circuit de maintien, mais, comme indiqué plus haut, un verrouillage en position haute par un linguet 35, que peut effacer l'attrac- tion du relais de déblocage RD. Le relais de blocage RB ferme en se levant les contacts supérieurs de son plateau le plus bas, et par suite le circuit de l'électro-valve de blocage EB du groupe n. Son courant de commande, parcourant son unique bobine, se trouve coupé par sa levée même et remplacé par le verrouillage ci-dessus.
Au moment de l'arrêt du groupe n, provoqué par son contact d'arrêt CA, le relais d'arrêt RA de ce groupe en se levant pour quelques secondes ferme le circuit du relais due déblocage RD du groupe n - 1 par les contacts supérieurs de son plateau de commande d'électro-valve: le linguet 35 est dégagé et le relais de blocage RB retombe, coupant le circuit de l'électro-valve de blocage EB, le groupe n - 1 retombe en marche variable.
Ces explications permettent de lire sans besoin d'une légende le schéma du tableau de relais et d'électro- valves, représenté par la fig. 4.
Si les groupes pris ici au nombre de six à titre d'exemple étaient mis en route successivement dans un ordre immuable, par exemple l'ordre naturel de leur succession 1, 2, 3, 4, 5, 6, il en résulterait une grande inégalité dans le travail fourni par chacun d'eux: le groupe 1 serait constam- ment en marche, le plus souvent à pleine charge, les groupes suivants seraient de moins en moins souvent en marche, jusqu'au
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groupe 6 qui ne serait en marche qu'exceptionnellement, et moins souvent encore à pleine charge.
Il est donc nécessaire d'effectuer un roulement ou permutation entre les six groupes, le plus simple est la permutation circulaire qui supposant les groupes rangés en cercle, prend successivement comme groupe initial chacun d'entre eux, les autres suivant dans leur ordre naturel, d'où autant de combinaisons que de groupes, ici six:
1 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 1 3 4 5 6 1 2 4 5 6 1 2 3
5 6 1 2 3 4 6 1 2 3 4 5
Le groupe initial est mis en route par fermeture directe, au moyen d'un interrupteur à main, de son électro- valve de lancement ; iln'a pas à assurer le blocage d'un groupe précédent qui n'existe pas, mais seulement à lancer le suivant, quand il atteint la pleine charge: il est alors bloqué à pleine charge par le suivant, et ainsi de suite.
Le dernier groupe n'a pas à assurer le lancement d'un groupe suivant qui n'existe pas, mais seulement à bloquer à pleine charge le précédent dès qu'il est mis en route.
Il est désirable de plus qu'il soit possible de mettre en route par la fermeture d'un interrupteur à main tous les groupes pour les réchauffer au départ, et qu'on puisse les arrêter tous, également par un interrupteur à main, soit après quelques minutes de cette marche d'ensemble, soit à un moment quelconque en cas d'urgence, si par exemple la pression venait à monter anormalement : arrêt peut même être rendu automa- tique, sous l'action d'une pression anormalement haute ou anor- malement basse (rupture du collecteur).
Cet ensemble de fonctions est d'une grande simplici-
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cité grâce à l'emploi de la commande électro-pneumatique.
Rappelons d'abord que deux groupes consécutifs sont reliés par trois connexions électriques seulement.
Le dispositif est obtenu schématiquement comme suit : si l'on divise un cercle en 6 n parties (ici 36 parties) et si l'on écrit n fois de suite sur 6 parties consécutives la suite de lettres A', L', L, D, B, C, ou mieux, pour éviter des croisements de connexions, L, L', A', D, B, C, et si l'on nu- mérote par exemple dans le sens des aiguilles d'une montre chacun des n secteurs de 6 divisions, les connexions entre les CL, BL', DA' de deux secteurs consécutifs sont précisément celles à effectuer entre les groupes pour leur commande suc- cessive automatique, à une réserve près : série des groupes se referme, au lieu qu'il y ait un groupe initial et un final.
Mais désignons un groupe initial, 3 par exemple: le groupe final sera alors le groupe 2; supprimons toutes les connexions CL, BL', DA' entre ces deux groupes initial 3 et final 2, mais créons une connexion spécial dite initiale, entre L du groupe initial 3 et la batterie, au moyen d'un in- terrupteur à main. Le lancement du groupe initial 3 est ainsi effectué, et toutes les connexions nécessaires aux lancements et blocages automatiques subséquents, du groupe 4 au.¯dernier groupe 2, sont assurées par ce schéma circulaire.
Ce schéma est indiqué fig. 5 sous la forme de 6 n (ici 36) plots analogues à ceux d'un rhéostat, disposés sur une circonférence, et sur ces plots peuvent frotter des balais formant pont et matérialisant les connexions CL, BL', DA', de cinq groupes consécutifs seulement, le sixième n'ayant qu'un balai simple en liaison avec la batterie et correspondant au plot L du cercle fixe.
Il est facile de voir que si on déplace d'un ne de tour cet ensemble de connexions, en ayant soin de l'arrêter
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toujours de manière que le plot unique LI soit un plot fixe L on effectuera successivement les connexions de commande au- tomatique successives des groupes dans les n permutations cir- culaires possibles. Un index permettra de voir quel est le groupe initial choisi (celui sur les plosduquel se trouve le balai unique LI).
L'interrupteur de lancement initial est un simple interrupteur à deux directions, placé à la portée du mécani- cien dans la cabine de conduite: le lancement initial d'un seul groupe est effectué en le poussant dans la direction LI qui ferme le contact pour le lancement du groupe initial choi- si au moyen du balai LI du "permutateur".
L'arrêt de tous les groupes s'obtient en portant le même interrupteur à deux directions sur la position opposée AG, ce qui actionne directement, sans passer par le permutateur, puisque l'arrêt est une fonction interne de chaque groupe, les électro-valves d'arrêt, par l'intermédiaire de leurs relais RA.
Tous les groupes s'arrêtent.
Le lancement collectif des groupes pour leur ré- chauffage au départ est obtenu très simplement en soulevant par une bobine actionnée par un interrupteur spécial l'ensem- ble des balais du permutateur, auxquels se substituent n balais analogues à LI, sur les plots L des n groupes.
L'isolement d'un groupe quelconque est obtenu au moyen d'un appareil très analogue au permutateur précédent, mais plus simple, dont chaque panneau de relais porte un exemplaire. L'appareil est susceptible de deux positions seu- lement, marche et isolement.
Sinon désigne par des lettres affectées de l'indi- ce 1 les entrées dans l'appareil d'isolement des six fils L, C, L', B, A', D d'un groupe, venant du permutateur, et par des lettres affectées de l'indice 2 les sorties de ces mêmes
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fils de l'appareil d'isolement, on voit que dans la position de marche, on doit unir les bornes de même lettre et d'indice différent, tandis que dans la position d'isolement, il faut isoler toutes les bornes d'indice 2 (celles allant au panneau de groupe), et unir les bornes d'indice 1 deux à deux suivant le groupement suivant:
Ll Ci L'1 B1 A'1 D1 moyennant quoi l'appareil agira comme un by-pass, puisque Ci par exemple est connecté par le permutateur à L1 du groupe suivant et ainsi de suite.
L'appareil, que la figure suffit à décrire, se présente sous la forme d'un très petit cadran de rhéostat avec 2 n (ici 12) plots, dont ceux d'indice 1 occupent trois divsions et ceux d'indice 2 une division seulement, sur les 36 en quoi le cercle est divisé. Une rotation de 20 des balais, formant six ponts de 40 chacun, séparés par 20 d'intervalle, permet de passer d'une position à l'autre. Schématiquement, la posi- tion de marche des balais a été représentée en noir, la posi- tion d'isolement en hachures. Dans la position de marche, les six ponts sont utilisés pour établir des connexions 1, 2, et dans la position d'arrêt, un pont sur deux est inutilisé.
En raison de la présence d'une mise en route collec- tive par un interrupteur actionnant la bobine spéciale du per- mutateur, il est indispensable de couper sur les commutateurs d'isolement, par une rupture évidente actionnée par ce commu- tateur, la connexion L1, dans la position d'isolement.
Il est possible de provoquer automatiquement l'ar- rêt générât des groupes, à la fois en cas de hausse anormale de la pression et de baisse excessive, par un contact mano- métrique fermant dans ces deux cas le circuit de tous les re- lais d'arrêt RA.
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De plus, s'il se produit un à-coup de pression dans le collecteur à la mise en route d'un groupe, suivie de blocage du précédent, des soupapes, capables d'évacuer toute la production de chaque groupe, et au besoin relayées par accélérateurs, doivent être prévues. Ces soupapes fonction- nent notamment à la mise en route générale initiale, avant que les groupes aient pris leur position de marche à vide.
Bien qu'il n'existe aucune connexion électrique ou mécanique entre le régulateur et le réglage électro-pneuma- tique des groupes compresseurs, l'étranglement momentané du régulateur et sa fermeture provoquent par le jeu successif des capsules manométriques de chaque groupe, la mise hors cir- cuit de tous ceux-ci, sauf le groupe initial.
Lors de la fermeture du régulateur, il est cepen- dant préférable de faire actionner par le régulateur lui-même en se fermant un interrupteur analogue à celui d'arrêt général mais n'agissant pas sur le relais d'arrêt du groupe initial actuel. L'installation de cet interrupteur conduit à une modi- fication insignifiante du permutateur, et écarte la plus importante des causes de surpression au collecteur.
La demande d'air comprimé aux cylindres de la loco- motiveest à chaque instant réglée par la position du change- ment de marche, et seulement exceptionnellement par le régula- teur. Il est répondu immédiatement à cette demande par la mise en route du nombre voulu de groupes ou le retrait des groupes devenus superflus.
Conformément à l'invention, il est prévu d'utiliser un seul groupe moto-compresseur - qu'on appellera le groupe pilote - marchant à charge variable, tous les autres groupes marchant toujours à charge constante, pouvant ainsi être uti- lisés à leur rendement thermique et mécanique maximum.
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La marche de ce groupe pilote peut être réglé automatiquement par la pression du fluide final qu'il a pro- duit, ou à la main au moyen d'intermédiaires électriques, ou pneumatiques, ou mécaniques, ou électro-pneumatiques, par le mécanicien de la locomotive s'aidant des indications du mano- mètre de la pression finale du fluide, pour agir, par exemple, sur la pompe à combustible ou sur la vitesse du groupe géné- rateur.
Dès que le groupe pilote a atteint sa pleine char- ge ou une valeur déterminée, fait démarrer le groupe suivant et revient lui-même à la marche à vide pour recommencer toute la gamme de sa charge jusqu'à pleine puissance, faisant alors démarrer le troisième groupe et ainsi de suite tant que la pression finale du fluide tend à baisser.
Inversement, la mise hors service successive des groupes en marche est commandée par le groupe pilote quand ce- lui-ci arrive à la marche à vide, et la pression finale du fluide tend à augmenter.