La régulation de puissance sur la 62000 Baldwin

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Le dispositif de régulation de la locomotive 040 DA diffère sensiblement du dispositif de régulation des locomotives 030 DA et 040 DE, aussi bien en ce qui concerne le régulateur, appelé régulateur Woodward, qu'en ce qui concerne la commande d'accélération qui est une commande pneumatique à verrouillage électrique.

1. Le régulateur Woodward (fig. 298). Le régulateur Woodward comprend: • un régulateur Mécanique à masselottes A. Le régulateur A est entraîné par une

pompe à huile F qui reçoit son mouvement du moteur. Le servomoteur d'accélération S agit sur le régulateur à masselottes A par l'intermédiaire d'un pignon, d'une crémaillère et d'un ressort tampon H.

• un piston différentiel C qui par une tringlerie agit sur la commande de crémaillère

des pompes. Un tiroir distributeur B envoie de l'huile sur les deux faces du piston différentiel C.

• deux pistons de compensation D et E. a. le premier solidaire par une tringlerie et un balancier l de la commande des

Crémaillères des pompes. b. le second supportant le levier flottant de commande du tiroir distributeur B. Le ressort R du piston de compensation auxiliaire E est placé entre deux butées de façon à ramener toujours le piston E en position moyenne. Un dispositif permet de faire varier le point d'appui du balancier 1 commandé par le piston de compensation 0. • un accumulateur hydraulique G, taré pour laisser s'échapper le trop plein d'huile

dans un réservoir fermé par le corps du régulateur lorsque la pression de refoulement de la pompe è huile dépasse 8 kg/cm2.

E. Marche normale. En marche normale sous charge constante, les masselottes sont verticales, le disque milieu du tiroir distributeur B obture l'orifice d'alimentation de la chambre inférieure du piston différentiel C (fig. 298). L'huile qui se trouve sous le piston différentiel est bloquée et ce dernier est fixe.

F. Réduction de charge du moteur. Une réduction de la charge a pour conséquence immédiate une augmentation de la vitesse du Diesel. Les masselottes s'écartent et soulèvent l'extrémité du levier flottant J (fig. 299).,Le tiroir distributeur B est entraîné vers le haut et découvre l'orifice 0. L'huile sous pression qui se trouve sur la face supérieure du piston différentiel C repousse le piston et chasse l'huile qui se trouve dans la chambre inférieure. La descente du piston différentiel C provoque la rotation de la tringle de commande des pompes dans le sens "réduction de l'injection" et fait basculer le balancier 1 qui entraîne vers le haut le piston compensateur principal D.

La montée du piston compensateur D provoque une dépression dans les cylindres V1 et V2 qui forment vases communiquants. La dépression produite sous le piston compensateur auxiliaire E le fait descendre (fig. 300) en comprimant le ressort R. Le piston auxiliaire E entraîne le distributeur B dans son mouvement de descente. Les mouvements simultanés du piston différentiel C du piston compensateur principal D et du piston compensateur auxiliaire E, se poursuivent jusqu'à la fermeture de la lumière 0. Lorsque la lumière 0 est obturée, le piston différentiel C et le piston compensateur principal D s'immobilisent.

En raison de la réduction de l'injection, le moteur revient à sa vitesse primitive et les masselottes reprennent leur position normale (fig. 301). D'autre part, le ressort R fait remonter progressivement le piston compensateur E. La rapidité de la course ascendante du piston E dépend du débit donné par une vis pointeau X à un orifice qui met en communication les vases V1 et V2 avec le réservoir d'huile. Les deux mouvements simultanés de la tringle du régulateur à masselottes et de la tige du piston E font pivoter le levier flottant J sur son axe d'articulation avec la tige du distributeur S qui reste fixe.

G. Accélération du moteur. Lorsque pour augmenter l'injection, le conducteur envoie de l'air comprimé dans le servomoteur d'accélération S, le tiroir distributeur B (fig. 302) descend et démasque la lumière 0 d'admission à la partie inférieure du piston différentiel C.

Le piston différentiel C soumis à une pression de 8 kg/cm2 sur ses faces supérieure et inférieures se déplace de bas en haut en raison de la différence de surface (la pression s'exerce sur une plus grande surface à la partie inférieure). Par la tringlerie que le piston C entraîne, les crémaillères des pompes sont déplacées dans le sens "augmentation de l'injection". Le piston compensateur D est entraîné de haut en bas par la tringlerie et la poussée exercée dans la chambre V1 provoque le déplacement de bas en haut du piston compensateur E. Le distributeur B entraîné par le levier flottant J se déplace de bas en haut. Les mouvements simultanés des pistons cessent lorsque le disque du distributeur obture l'orifice 0 d'admission sous le piston C. Le ressort R en se détendant repousse progressivement le piston E qui chasse l'huile en excédent par la vis pointeau X.

2. Le régulateur automatique de charge. Alors que sur les locomotives 030 DA et 040 DE, le régulateur assure à la fois la régulation de l'injection et la régulation du circuit d'excitation séparée, le régulateur Woodward que nous avons étudié au paragraphe précédent n'assure que la régulation de l'injection. C'est un second régulateur, appelé régulateur automatique de charge, qui réduit la voleur de l'excitation séparée pour soulager le moteur Diesel lorsqu'il va être surchargé. Le régulateur automatique de charge est un ensemble constitué par (fig. 303) • un distributeur rotatif monté sur le boîtier du régulateur de survitesse, • une valve pilote montée sur le régulateur Woodward, • un carbonstat commandé par un servomoteur hydraulique. Rappelons qu'il a déjà été fait mention du carbonstat à la page 187 (fig. 242) et de la valve pilote à la page 124 (fig. 175).

E. Le distributeur rotatif. Le distributeur rotatif est un boîtier dans lequel un axe est entraîné à une vitesse double de celle du moteur par l'arbre du dispositif de survitesse. L'axe est percé de 2 canalisations décalées de 90° qui par rotation se p résentent pendant un bref instant devant les orifices percés dans le corps du boîtier distributeur. Ces orifices communiquent par des canalisations, l'un à la valve pilote, l'autre au servomoteur du carbonstat. Une troisième canalisation collective de fuite vers le carter du régulateur l'huile provenant de fuites entre l'axe et le corps du distributeur rotatif.

F. La valve pilote. La valve pilote est constituée par un corps dans lequel se déplace un piston plongeur maintenu au fond course inférieur par un ressort. Le piston plongeur porte deux saignées circulaires, et une canalisation centrale fait communiquer la partie supérieure du piston à la saignée circulaire inférieure. Une dérivation venant de la pompe à huile du régulateur Woodward aboutit à la saignée supérieure du plongeur. L'huile n'est pas dirigée vers le distributeur rotatif parce que le piston plongeur masque normalement l'orifice 0 de la canalisation C. Par contre, la canalisation C est en communication avec l'orifice p de vidange dans le réservoir d'huile par la partie supérieure du piston plongeur, la canalisation centrale et la saignée circulaire inférieure.

G. Le carbonstat et son servomoteur. Le carbonstat est constitué par des disques de carbone empilés et branchés en série sur le circuit de l'excitation séparée de l'excitatrice. Un ressort maintient serrés les disques de carbone. Le servomoteur, en comprimant le ressort, peut desserrer l'empilage des disques de carbone pour augmenter la résistance du circuit.

H. Fonctionnement de l'ensemble. En marche normale, le piston plongeur est à fond de course inférieure. Le servomoteur ne reçoit pas d'huile et le ressort maintient serrés les disques de carbone. La résistance offerte par le carbonstat au courant de l'excitation séparée est faible.

Dès que la charge augmente, le moteur Diesel ralentit, le régulateur entre en jeu et déplace la tringle de commande des pompes, dans le sens "augmentation de débit".

Si la charge du moteur Diesel devient telle qu'elle requiert un débit de combustible supérieure à l'injection maximale, la butée F3 vient en contact avec la tige du piston plongeur, et la repousse (fig. 304). Le piston plongeur démasque l'orifice 0 et l'huile sous pression est dirigée par le distributeur rotatif vers le servomoteur du carbonstat. Le piston du servomoteur comprime le ressort et décompresse les disques; la résistance du circuit d'excitation séparée augmente. Le courant du circuit d'excitation séparée étant réduit, le moteur Diesel se trouve aussitôt déchargé. Lorsque la butée B, en pivotant, remet la valve-pilote en position normale; l'huile retourne au carter du régulateur par la partie supérieure et le canal central (fig. 305). Le ressort du carbonstat repousse le piston du servomoteur et les disques de carbone sont comprimés.

3. La commande pneumatique d'accélération. La commande pneumatique d'accélération comprend (fig, 306) • le détendeur d'accélération. • un relais électropneumatique Q.J. • une valve relais d'échappement rapide. • une électro-valve d'anti-patinage V.E.A.P. • un relais d'excitation Q.E.X.1. • une valve de, temporisation V.T.R. • une éloctro-valve de mise au ralenti V.E.V.A. • le servo-moteur de commande pneumatique de l'injection M.D.

E. Le détendeur d'accélération. Le détendeur d'accélération d'origine américaine qui équipe la machine sera remplacé, à chaque passage de l'engin en R.G., par le détendeur qui équipe les locomotives 030 DA et 040 DE (revoir page 199). Le détendeur d'accélération permet, par la manœuvre de la manette d'accélération, d'envoyer de l'air vers le servomoteur de commande du régulateur à une pression variant de 0 kg/cm2 (manette à fond de course ralenti) à 3,800 kg/cm2 (accélération maximum).

F. Le relais électropneumatique Q.J.

Le relais électro-pneumatique ferme un circuit électrique lorsque la pression de l'air atteint 0,500 kg/cm2 et l'ouvre lorsque la pression retombe à 0,300 kg/cm2. Le circuit électrique ainsi ouvert ou formé est celui qui alimente • l'électro-valve de mise au ralenti V.E.V.A. • les électro-valves de commande des inverseurs.

G. La valve d'échappement rapide (fig. 307). La valve d'échappement rapide est constituée d'un diaphragme qu'un ressort de faible tension maintient appliqué sur la canalisation d'arrivée d'air. Un clapet solidaire du diaphragme obture normalement un orifice de mise à l'atmosphère. Lorsque le conducteur accélère, l'air arrive dans la chambre I, déforme le diaphragme et. se dirige vers le servo-moteur d'accélération. Lorsque le conducteur décélère, la pression dans la chambre Il devient supérieure à celle dans Ia chambre 1; le diaphragme se déforme dans sa partie centrale en entraînent le clapet d'échappement qui quitte son siège. L'air du servomoteur s'échappe rapidement à l'atmosphère.

H. L'électrovalve d'antipatinage V.E.A.P. C'est une électrovalve inverse qui a pour rôle de provoquer le retour de le tringle de commande des pompes d'injection à la position "ralenti" lorsque, par suite d'une adhérence insuffisante entre le rail et les roues, les moteurs électriques de traction s'emballent. Son fonctionnement est le suivant : en marche normale l'électrovalve est désexcitée et l'air venant du détendeur est acheminé vers le servomoteur du régulateur (fig.308). Lorsque les moteurs électriques s'emballent, le relais R forme le circuit de l'électrovalve qui ferme la canalisation d'air venant du détendeur et met le servomoteur à l'atmosphère (fig. 309).

I. L'électrovalve de mise au ralenti V. E. V.A. L'électrovalve de mise au ralenti est excitée par la fermeture des relais Q.J. et R. Lorsque l'électrovalve est excitée, elle laisse libre passage à l'air venant du détendeur et se dirigeant vers le servomoteur d'accélération (fig. 310). Désexcitée, elle ferme l'arrivée d'air du détendeur et met le servomoteur à l'atmosphère (fig. 311).

J. La relais d'excitation. Le relais d'excitation Q.E.X.1. ferme le circuit d'excitation séparée de l'excitatrice lorsque la pression d'air est d'environ 1,250 kg/cm-2.

E. L'électro-valve de mise au ralenti V.E.V.A L'électro-valve de mise au ralenti est excitée par la fermeture des relais Q.J. et R. Lorsque l'électro-valve est excitée, elle laisse libre passage à l'air venant du détendeur et se dirigeant vers le servo-moteur d'accélération (fig.310). Désexcitée, elle ferme l'arrivée d'air du détendeur et met le servo-moteur à l'atmosphère (fig. 311).

F. Le relais d'excitation Q.E.X.I. Le relai d'excitation Q.E.X.I. ferme le circuit d'excitation séparée de l'excitatrice lorsque la pression d'air est d'environ 1,250kg/cm2.

G. La valve de temporisation V. T.R. (fig.312). Le rôle de la valve de temporisation est d'éviter que par suite d'une manœuvre trop rapide du levier d'accélération, le Diesel accélère trop rapidement. Une accélération trop rapide provoquerait une surtension aux moteurs de traction.

La valve de temporisation comprend essentiellement un clapet A monté sur un diaphragme 8 étanche qu'un ressort C tend à repousser vers Ia partie supérieure.

Au début de la manœuvre du levier d'accélération, l'air venant du détendeur passe librement par le canal D et par l'orifice calibré E. La pression monte rapidement jusqu'à 1,8 kg/cm2. Cette pression correspond au début de l'accélération. Au-delà de cette pression, le ressort C s'affaisse et le diaphragme descend, entraînant le clapet A qui ferme le passage de l'air par la canal D. L'air ne s'écoule plus que par l'orifice, calibré E et Ia montée en pression dans le servomoteur d'accélération s'effectue plus lentement.

H. Fonctionnement de l'ensemble. Lorsque la manette du détendeur est au cran 0 (fig.313), l'ensemble du circuit pneumatique d'accélération est à l'atmosphère et le moteur tourne au ralenti. Avant d'accélérer, le conducteur place le levier de commande de l'inverseur dans le sens de marche désiré.

Une partie seulement du circuit de l'électrovalve de commande de l'inverseur est fermé puisque le relais Q.J. est encore ouvert. En manœuvrant la manette dans le sens 'accélération', les opérations se succèdent dans l'ordre suivant: • à 0,500 kg/cm2 le relais Q.J. forme le circuit de l'électrovalve de commande de

l'inverseur qui se place dans la position choisie; • au cran 1, appelé cran de traction, la pression d'air est comprise entre 0,9 et 1

kg/cm2. Le relais d'excitation Q.E.X.1. se ferme pour une pression comprise entre 1,050 et 1,260 kg/cm2. Le circuit d'excitation séparée est fermé et la G.P. alimente les moteurs de traction. La locomotive démarre;

• à partir de 1,7 k g/cm2, la tringle de commande des pompes commence à pivoter dans le sens "augmentation de débit";

• à partir de 1,8 kq/cm2, la valve de temporisation alimente progressivement le

servo-moteur pendant que la valve d'anti-patinage s'oppose le cas échéant à tout emballement des moteurs.

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