La distribution par pistons-valves

Description du système Dujardin

Il se caractérise par l’emploi de pistons distributeurs,indépendants pour l’admission et l’échappement,installés dans les fonds des cylindres.Le distributeur d’admission est verticale celui de l’échappement est horizontal

Les figures 1 et 2 donnent les coupes longitudinale et transversale de l’ensemble d’une machine.

fig. 1 : Coupe longitudinale de la Dujardin
fig. 1 : Coupe longitudinale de la Dujardin
fig. 2 : Coupe de la distribution de la Dujardin
fig. 2 : Coupe de la distribution de la Dujardin

Le cylindre est à double paroi formant l’enveloppe de vapeur ; les fonds de cylindre contiennent les organes de distributions constitués par des lanternes cylindriques percées sur toute leur périphérie de lumières verticales débouchant dans un canal circulaire aboutissant au cylindre (fig. 3)

fig. 3 : Lanterne (admission)
fig. 3 : Lanterne (admission)

Un piston distributeur (fig. 4) dit “piston-valve” se meut dans chacune des lanternes ; ce piston est un anneau cylindrique garni extérieurement de segments et intérieurement de nervures reliées à un moyeu centrale qui sert de point d’attache à la tige de commande.

fig. 4 : Piston distributeur
fig. 4 : Piston distributeur

Quand l’anneau mobile formant le piston-valve est en regard des lumières la communication avec le cylindre est interceptée ; un déplacement verticale découvre les lumières et donne passage à la vapeur. La vapeur remplit les fonds de cylindre et traverse les pistons-valves constituant en quelque sorte le prolongement du tuyau d’arrivé de la vapeur. La vapeur ne pénètre dans le cylindre que lorsqu’un piston-valve est soulevé par le mécanisme de distribution.

Les organes d’échappement sont enfermé dans une sorte de cloche venue de fonte avec le fond et entourée par la vapeur vive. Quand le piston-valve se soulève, les lumières sont découvertes et la vapeur s’échappe au condenseur ou à un cylindre, si la machine est à double expansion. Les pistons-valves étant annulaires et traversés par la vapeur se trouvent parfaitement équilibrés et peuvent travailler sous de fortes pressions et à de grandes vitesses sans fatigue pour le mécanisme de distribution.

La commande des organes de distribution est réalisée de la manière suivante : le mouvement de l’arbre moteur est transmis par des engrenages coniques à un arbre parallèle à l’axe du cylindre il entraîne deux excentriques munis de bielles et de leviers convenablement combinés, qui actionnent d’une part le mécanisme d’admission et d’autre part, le mécanisme d’échappement.

Pour l’admission, une bielle reliée à l’un des excentriques s’articule avec un levier qui, pendant la période de traction, entraîne, par l’entremise de la palette de déclic, la fourche d’accrochage du piston-valve qui oscille elle-même autour du même axe. La palette venant rencontrer un galet dont la position dépend de celle du régulateur, le déclenchement se produit automatiquement au moment voulu et, la solidarité entre le levier et la fourche n’existant plus, le piston-valve redescend vers la position de fermeture. La seconde phase du mouvement de l’excentrique ramène la palette à la position d’accrochage.

Quand la vitesse du moteur tend à s’accélérer, le régulateur fait avancer le galet de déclic au-devant de la palette et provoque ainsi un déclenchement plus rapide. Il arrive même, en cas de décharge brusque de la machine, que le galet s’oppose à l’enclenchement de la palette, ce qui supprime totalement l’admission.

Inversement quand la machine tend à ralentir, le régulateur descend et éloigne le galet de la palette, ce qui retarde le déclenchement et prolonge l’admission. Si le régulateur descendait à fond de course, il pourrait arriver qu’il n’y ait plus de déclenchement ce qui se traduirait par une admission totale et continue de la vapeur.

Pour éviter cette éventualité, on a disposé sur les arcades qui surmontent les pistons-valves un levier à contrepoids que l’axe du galet de déclic peut faire basculer quand la descente du régulateur dépasse une limite déterminée. En basculant, ce levier fait saillir une came ou doigt qui rencontre la palette et s’oppose à l’enclenchement.

L’admission de vapeur est alors totalement supprimée et la machine s’arrête automatiquement. En pratique on règle cet agencement pour qu’il ne fonctionne qu’en cas d’arrêt accidentel du régulateur ; c’est alors un dispositif de sécurité qui s’opposerait à l’emballement de la machine, si la distribution n’était plus contrôlée par le pendule.

En cas de besoin ou d’urgence, les leviers d’arrêt automatique peuvent être manœuvrés à la main ; supprimant instantanément les admissions, cette manœuvre permet d’arrêter la machine aussi promptement que possible. Pendant le mouvement ascendant du piston-valve d’admission, un piston amortisseur, enfermé dans un petit cylindre et porté par la tige de commande du piston-valve comprime un ressort qui au moment du déclenchement se détend brusquement et ramène l’obturateur en regard des lumières, coupant ainsi franchement l’admission.

Le piston amortisseur est établi de manière à emprisonner, pendant la descente un certain volume d’air qui se comprime et forme un coussin pour éviter un arrêt brusque.

Remarquons que dans ce système de distributeur par pistons-valves, les variations des longueurs des bielles et leviers de distribution de la machine, sous l’influence des dilatations,n’ont aucune influence sur l’obturation, car la hauteur et la durée de la levée du piston-valve sont toujours automatiquement réglées par la position du régulateur. On a ainsi une marge de quelques millimètres pour les dilatations.

fig. 5 : pistons-valves d’admission (avant/arrière) et d’échappement
fig. 5 : pistons-valves d’admission (avant/arrière) et d’échappement

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