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RÉSUMÉ
Les transmissions hydrodynamiques sont basées sur les principes de la mécanique des fluides. L´énergie délivrée par le moteur diesel est transformée par une roue-pompe en énergie hydrocinétique, laquelle est ensuite reconvertie en énergie mécanique grâce à une roue-turbine. Leurs éléments de base sont le convertisseur de couple, le coupleur et le ralentisseur. Les atouts d’une telle transmission sont le coût de possession, la fiabilité, le rendement, la maintenance aisée ainsi que leurs implantations faciles dans les véhicules grâce à une puissance massique élevée. Les gammes et la puissance des turbo-transmissions développées correspondent aux différentes applications de matériel de traction diesel : autorails, locomotives de ligne et de manœuvre, matériel d´entretien des voies.
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Hydrodynamic transmissions are based on the principles governing the mechanics of fluids. The energy delivered by a diesel engine is transformed by a wheel-pump into hydrokinetic energy, in turn converted into mechanical energy through a turbine wheel. The basic elements of a hydrodynamic transmission are the torque converter, the coupling and the retarder. The major advantages of this transmission are low cost, reliability, high performance, easy maintenance and easy location in vehicles owing to its high power-to-weight ratio. Turbotransmission power ranges fit different applications of diesel traction equipment such as railcars, mainline and shunting locomotives, and track maintenance vehicles.
Auteur(s)
-
Rémy POCHON : Ingénieur ECAM - Anciennement directeur des ventes pour les turbotransmissions et les groupes propulseurs ferroviaires, Voith, Heidenheim, Allemagne
INTRODUCTION
La traction ferroviaire autonome comprend, à partir du moteur diesel, trois types de transmission du couple moteur aux essieux :
-
transmission mécanique à l’aide de plusieurs étages de couples d’engrenages, c’est la boîte de vitesse, très répandue en automobile ;
-
transmission électrique avec un générateur entraîné par le moteur diesel et alimentant les moteurs de traction entraînant les essieux ;
-
transmission hydrodynamique, intermédiaire entre le moteur diesel et les essieux.
Cette dernière reprenant les principes inventés en 1905, et dont la première réalisation ferroviaire fut en 1932, offre actuellement des gammes de produits adaptés à pratiquement tous les types de véhicules diesels, même pour les très hautes puissances.
Le rappel des lois fondamentales et des principes de l’hydrodynamique ainsi que la constitution des convertisseurs de couple, des coupleurs et des ralentisseurs, fait l’objet de la première partie.
La seconde partie analyse les principales applications pour le matériel moteur ferroviaire : autorails, automoteurs et locomotives.
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KEYWORDS
Railway transportation | hydraulic transmission | diesel engine
DOI (Digital Object Identifier)
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Conclusion2. Turbotransmissions pour application ferroviaire
Les turbotransmissions Voith sont des transmissions à plusieurs circuits hydrodynamiques (convertisseurs, coupleurs, ralentisseurs) pour lesquelles la puissance est transmise sur toute la plage de fonctionnement uniquement selon les principes développés par le professeur Föttinger. Par là même, il n’y a aucune liaison mécanique entre les arbres d’entrée et de sortie de la transmission. Elles sont entraînées par un moteur diesel et délivrent l’énergie aux essieux du véhicule par l’intermédiaire d’arbres à cardan et de ponts moteurs. De ce fait, les vibrations engendrées par le moteur diesel ne sont pas transmises aux roues du véhicule et d’autre part les phénomènes de chocs roues/rails ne sont pas transmis au moteur diesel. L’ensemble de la chaîne cinématique est protégée.
Pour toutes les turbotransmissions, le principe de remplissage et de vidange des circuits hydrodynamiques est employé, ce qui permet d’enclencher la traction ou de la couper (fonction roue libre), de changer de circuits hydrodynamiques (semblable à un changement « de vitesse ») pendant la marche sans interruption d’effort de traction.
Les turbotransmissions utilisent de l’huile qui sert tant à transmettre la puissance que d’assurer la lubrification des engrenages, des roulements de toutes les pièces en mouvement. Les pertes calorifiques sont aussi évacuées via l’huile. Face à ces multiples fonctions l’huile utilisée pour les turbotransmissions doit répondre à des spécifications sévères à respecter en accord avec le constructeur.
La première turbotransmission fut réalisée en 1932. Depuis de nombreuses améliorations ont été introduites :
-
l’utilisation d’un train multiplicateur qui augmente la vitesse de rotation des roues-pompes et permet de diminuer la taille des convertisseurs et des coupleurs, d’où des coûts moindres, une solution très compacte, un faible encombrement, une masse réduite, un remplissage des circuits hydrodynamiques plus rapide ;
-
le changement automatique des « vitesses » en fonction de la vitesse du véhicule et du taux de charge du moteur diesel, donc du rendement optimal du moment. La commutation d’un circuit hydrodynamique sur l’autre se fait par croisement du remplissage et de la vidange des circuits sans coupure de traction et sans choc. Le moteur diesel ne se trouve jamais délesté. Une hystérésis entre les commutations qui ont lieu en accélération...
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Turbotransmissions pour application ferroviaire
BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Société Voith GmbH & Co KG http://www.voith.com http://www.voithturbo.de
HAUT DE PAGE
VDI - Richtlinie 2153
HAUT DE PAGE3.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Union internationale des chemins de fer (UIC) http://www.uic.fr
Union des industries ferroviaires européennes (UNIFE) http://www.unife.org
HAUT DE PAGE3.2 Laboratoires – Bureaux d’études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
École...
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Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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