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Jun 29, 2023

Diesel

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Comme les locomotives diesel ? Merci un chariot!

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C'est étrange mais vrai : les locomotives diesel-électriques ont des racines de tramway. Les locomotives diesel ayant rapidement remplacé les locomotives à vapeur dans les années qui ont suivi la Seconde Guerre mondiale, il est facile d'imaginer les locomotives diesel comme une évolution naturelle de la locomotive à vapeur. Le fait est qu’il n’y a eu pratiquement aucun transfert de technologie. Le sifflet mélodieux à vapeur a été remplacé par un klaxon aérien retentissant. À la place d'un battant tiré par une corde et d'une cloche en laiton, il y avait une sonnerie pneumatique pour une cloche en acier. Le système de freinage 6ET (Engine & Tender) s'est transformé en système de freinage 6BL (Branch Line), dépourvu toujours d'une valve de frein automatique à rodage automatique et de la fonction essentielle de maintien de la pression de la conduite générale.

Le véritable transfert de technologie a commencé des années plus tôt, car les origines de la locomotive diesel-électrique trouvent leur origine dans les tramways et non dans les moteurs à vapeur. Les premières locomotives diesel-électriques reflétaient l'héritage du développement des tramways de plusieurs manières, dont certaines sont présentes sur toutes les nouvelles locomotives à ce jour.

Commençons par les moteurs bobinés de la série DC. Les ingénieurs et les scientifiques travaillant sur le développement des tramways ont vu les avantages évidents des moteurs à courant continu pour la propulsion, en particulier les caractéristiques d'un couple élevé à de faibles vitesses de rotation. La puissance à basse vitesse correspondait parfaitement aux besoins des opérations ferroviaires pour le démarrage des trains et offrait un gros avantage par rapport à la vapeur. Bien que les armatures aient pu grossir (et le matériau isolant l'a certainement fait encore et encore), cette conception de moteur à courant continu est restée presque le moteur de traction exclusif jusqu'à ce qu'un siècle plus tard, les moteurs à courant alternatif à vitesse variable soient devenus pratiques.

Alors qu'ils réfléchissaient à la tension et au courant corrects pour la propulsion du tramway, les ingénieurs électriciens ont opté pour la progression d'un circuit série suivi d'un circuit série-parallèle, puis d'un câblage entièrement parallèle pour que les moteurs de traction gèrent les niveaux de courant (ampères) appropriés. pour le démarrage et la tension pour des vitesses plus élevées. Ce circuit de puissance série-parallèle très important était présent dans les nouvelles locomotives jusque dans les années 1980, lorsque l'augmentation continue de la puissance de l'alternateur de traction a rendu cet agencement de moteur obsolète.

Les premiers concepteurs de tramways avaient du mal à transmettre la puissance du moteur de la série DC aux roues. Des arrangements délicats utilisaient des courroies, des engrenages et des armatures montées sur les essieux. Tout cela s’est avéré insatisfaisant car il n’existait aucun moyen raisonnable de maintenir le moteur aligné avec l’essieu roulant lors du déplacement sur la piste. Dans la solution du tramway suggérée par l'inventeur Frank Sprague, le moteur de traction est suspendu à l'essieu. Sprague a appelé cela « suspension de brouette » et cela a éliminé le problème d'alignement. Il reste utilisé dans le monde entier.

La sélection de matériaux en carbone pour les balais électriques nécessaires à la commutation des moteurs à courant continu a été un coup de génie qui a résolu le principal problème de fiabilité des moteurs à courant continu au début du 20e siècle. Toutes les locomotives utilisaient cette technologie jusqu'à l'introduction des moteurs de traction à courant alternatif dans les années 1990. En fait, toute une industrie fabriquant des balais de charbon pour l’Amérique industrielle a été créée pour soutenir les moteurs à courant continu. Avez-vous déjà entendu parler de la National Carbon Company, rachetée plus tard par Union Carbide ? Aujourd’hui encore, plus de la moitié de toutes les locomotives nord-américaines utilisent des balais de charbon.

À l'époque des tramways, le contrôle de la vitesse était réalisé avec six à huit crans sur un rhéostat à commande manuelle. De même, la commande d'accélérateur à huit crans des moteurs à combustion interne est une caractéristique de presque toutes les locomotives diesel-électriques construites en Amérique du Nord. (Les positions demi-accélérateur sur les locomotives General Electric des années 1960 constituaient une rare exception.)

Et enfin, tous les aspects importants de la commande à unités multiples (MU) encore utilisée pour les locomotives diesel-électriques ont été introduits pour l'utilisation des tramways par Frank Sprague dans son brevet du 16 octobre 1900 sur ce sujet. Pour cause, nombreux sont ceux qui associent le succès des locomotives diesel-électriques à la commande multiple. L’impact des contrôles MU sur la longueur des trains de marchandises est indéniable. Le contrôle groupé d’une deuxième, troisième, quatrième et même cinquième locomotive sous le contrôle d’un seul opérateur a généré d’énormes gains de productivité depuis l’ère de la vapeur. Mais il convient de rappeler que Frank Sprague avait breveté un contrôle à unités multiples et fonctionnait sur le Southside Elevated Railroad de Chicago en 1897. Alors que le câble MU initial ne comportait que cinq connecteurs, le précédent pour les opérations MU impliquant plusieurs véhicules ferroviaires équipés de moteurs de traction à courant continu était en place.