Locomotive Diesel
Les locomotives Diesel sont des locomotives dont la force de traction provient d'un moteur Diesel interne. On en distingue plusieurs types, selon la façon dont la puissance fournie par le moteur est transmise aux roues.
Historique
En France, le réseau PLM utilisa dès 1932 quatre locomotives de différents constructeurs résultant d'un concours pour la fourniture de locomotives prototypes destinée à la remonte des rames de voyageur, dans un premier temps, pour étudier les possibilités de la traction diesel. Directement issues des résultats de cette expérience, une micro série de 3 BB de manœuvre fut livrée à partir de 1938.
La traction Diesel de ligne ne s'est réellement développée en France qu'à partir des années 1950, bien que le PLM ait commandé dès 1935 les deux locomotives diesel (262 AD 1 et 262 BD 1 ) de type 2'Co2'+2'Co2' constituées de deux unités identiques constamment accouplées, et d'une puissance de 4 400 ch. Ces locomotives entrèrent en service en 1937 et 1938, directement intégrées à la SNCF.
En 1952, la SNCF décida de moderniser ses engins moteurs sur les lignes de moyen trafic en remplaçant la vapeur par le Diesel. Les critères retenus pour les lieux de l'expérimentation étaient : obtenir un rendement convenable des engins, et centraliser les opérations périodiques d'entretien en un seul dépôt. C'est La Rochelle/Bongraine qui fut retenue avec les lignes vers Bordeaux, Nantes, Poitiers et Angoulême. Un appel d'offres a été lancé le , et Alsthom a été choisi pour fabriquer les vingt locomotives prototypes, numérotées d'abord 060 DB 1 à 20, puis CC 65001 à 65020.
Dans le même temps, une deuxième expérimentation commençait pour les trains lourds sur la ligne de Grande Ceinture de Paris. Les locomotives furent commandées à partir d'août 1952 aux CAFL de Saint-Chamond. Elles furent numérotées 060 DA 1 à 35, puis CC 64001 à 35 et enfin CC 65501 à 35.
| 1 — Moteur Diesel | 2 — Radiateur | 3 — Haute tension | 4 — Redresseur |
| 5 — Moteur électrique de traction | 6 — Générateur | 7 — Générateur-démarreur | 8 — Silencieux d'échappement |
| 9 — Soute à eau | 10 — Cabine de conduite avant | 11 — Cabine de conduite arrière | 12 — Accumulateur électrique |
| 13 — Soute à gazole | 14 — Air comprimé | 15 — Bogie | 16 — Pompe à gazole |
| 17 — Sablière | 18 — Essieu | 19 — Pare-bœufs | 20 — Tampon |
Type de transmission
Directe
Le moteur Diesel entraîne directement le(s) essieu(x) moteur(s).
Seul le prototype Sulzer (symbole 2C2) de 1910-1912 a été construit ainsi. Le moteur en V était disposé transversalement dans la caisse et attaquait directement l'essieu moteur central par l'intermédiaire d'un engrenage, les deux autres étant accouplés par bielles. Le démarrage du train était effectué en faisant fonctionner le Diesel en moteur pneumatique. Quand la vitesse d'allumage était atteinte le fonctionnement passait en mode Diesel, un compresseur étant alors utilisé pour regonfler la réserve d'air nécessaire au démarrage suivant.
Diesel-pneumatique
Le moteur Diesel entraîne un compresseur à air. L'air comprimé est utilisé par l'intermédiaire d'un distributeur dans un moteur pneumatique à pistons qui transmet le mouvement aux essieux.
Un prototype a été réalisé en Allemagne à la fin des années 1920. Le châssis était construit comme celui d'une locomotive à vapeur avec deux cylindres moteurs extérieurs et une transmission par bielles. Le très mauvais rendement du procédé a entraîné son abandon (compression et détente non isothermes de l'air).
Diesel-mécanique
Le cas le plus simple est celui où la puissance est transmise par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses à pignons, comme sur la plupart des voitures. On parle alors de « locomotive Diesel-mécanique ».
Au-delà d'environ 400 à 500 ch de puissance, les efforts engendrés ainsi que l'énergie dissipée dans l'embrayage lors des démarrages, ne permettent généralement plus la réalisation d'une transmission par une boîte de vitesse sans risque de rupture. Pour les applications plus exigeantes, d'autres types de transmission ont été étudiés et appliqués.
Diesel-électrique
De nos jours, la transmission la plus courante est électrique. On parle alors de « locomotive Diesel-électrique ». Le moteur Diesel tournant à vitesse constante entraîne une génératrice électrique dont le courant est ensuite utilisé pour alimenter des moteurs électriques placés dans les essieux qui animent les roues. En quelque sorte, on peut dire qu'il s'agit d'une locomotive électrique dans laquelle on a embarqué la centrale électrique d'alimentation.
Diesel-hydraulique
Transmission hydrostatique
Le moteur Diesel entraîne une pompe à huile. L'huile sous pression est utilisée dans des moteurs hydrauliques.
Un prototype a été réalisé en Allemagne dans l'entre-deux-guerres. Le procédé n'a pas été développé à cause du mauvais rendement dû aux pertes de charge dans les canalisations d'huile sous pression.
Transmission hydro-cinétique
On rencontre aussi une transmission hydraulique pour transmettre la puissance aux roues. On parle de « convertisseur de couple » (en anglais « torque convertor ») pour un équipement qui contient deux parties mobiles et une partie fixe généralement noyées dans un bain d'huile à l'intérieur d'une enveloppe étanche.
La partie la plus intérieure du convertisseur de couple est appelée « pompe centrifuge », la partie la plus extérieure est appelée « turbine » ; entre elles, on trouve une « roue fixe de guidage » (réacteur). Ces trois pièces comportent des ailettes aux formes étudiées pour contrôler soigneusement les mouvements de l'huile.
Un convertisseur de couple auquel on a ôté le réacteur s'appelle un « coupleur hydraulique ».
La pompe centrifuge est connectée directement au moteur Diesel et la turbine est connectée à un moyeu qui entraîne les roues.
En tournant, le moteur Diesel fait tourner la pompe centrifuge, entraînant l'huile vers l'extérieur sous haute pression à travers les ailettes de la « roue fixe de guidage » puis de la turbine. Cela entraîne la rotation de la turbine, du moyeu et donc des roues. L'huile revient ensuite dans le même circuit.
Le convertisseur de couple permet d'obtenir un couple sur l'arbre de turbine supérieur à celui donné sur l'arbre de la pompe. Il est donc utilisé au démarrage du train. Le rendement est moyen, variant de 75 à 85 %.
Le coupleur est utilisé en régime de croisière quand l'effort de traction est devenu plus faible. le rendement est supérieur à 95 %.
Les locomotives à transmission hydrauliques comptent au moins deux étages de transmission, le dernier étant alors un coupleur.
Pendant un certain nombre d'années, la complexité mécanique des « locomotives Diesel-hydrauliques » entraîna une grande fragilité. Ce qui explique que la construction « Diesel-électrique » était la plus courante dans les années passées. Depuis lors, les techniques ayant évolué, la transmission hydraulique est de plus en plus présente sur les locomotives Diesel de moyenne puissance. (Série HLD77 de la SNCB par exemple). De son côté la SNCF a expérimenté à partir de décembre 1963 deux prototypes de Diesel hydraulique de ligne, les BB 69001 et 2.
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SNCF A1AA1A 62000 de Baldwin.
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ITL 120 008.
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DSB MX 26 & MX 41.
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SNCF A1AA1A 68000.
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FS D449.
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EMD DDA40X (USA)
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Locomotive EMD classe 66 de HGK.
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ČD série 754.
Parc roulant de la SNCF
Locomotives de ligne
- 262 DA 1 et 262 DB 1 (2 prototypes)
- 040 DE puis BB 63000 et BB 63500
- 040 DF 1 puis BB 60041 (1 prototype)
- 060 DA puis CC 64000 puis CC 65500 (35 machines)
- 060 DB puis CC 65000 (20 machines)
- 040 DG puis BB 66000 certaines transformées en BB 69200, BB 66400 certaines transformées en BB 69400, BB 66600, BB 66900 et BB 66691-66692 (318 + 106 + 13 + 2 + 2 machines)
- BB 60000 (livraison en cours)
- BB 61000 (23 machines en leasing)
- BB 67000 (124 machines)
- BB 67200 (par transformation de 75 BB 67000)
- BB 67300 (70 machines et 20 par transformation de BB 67000)
- BB 67400 (232 machines)
- A1AA1A 68000 (81 machines)
- A1AA1A 68500 (29 machines)
- BB 69000 (2 prototypes)
- CC 70000 (2 prototypes)
- BB 71000 (30 machines)
- CC 72000 (92 machines) dont quelques-unes transformées en CC 72100 (30 machines)
- BB 75000 (livraison en cours)
- BB 76000 (livraison en cours)
Locomotives de manœuvre
- 030 DA puis C 61000 (48 machines)
- 030 DTA puis TC 61100 (12 trucks moteurs)
- 030 DB puis Y 50100
- 030 DC
- 040 DA puis A1A A1A 62000 (100 machines)
- 040 DB
- 040 DC
- 040 DD puis BB 60030 (3 machines)
- 040 DE puis BB 63000 et BB 63500 et BB 64700 / TBB 64800
- 040 DG puis BB 66000 de ligne certaines transformées en BB 66700 de manœuvre
- 141 DA 1 puis 1D1 60051 (1 prototype)
- BB 60000 (livraison en cours)
Voir aussi
- Locomotive
- Locomotive à vapeur
- Locomotives à vapeur françaises
- Locomotive compound
- Locomotive-tender
- Autorail
- Locomotive à turbine à gaz
- Locomotive de manœuvre
- Locomotive électrique
- Locotracteur
- TGV
- Turbotrain
- Rame automotrice
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