Brevet FR2450730A1 — publié le 19801003

L'invention se rapporte à un véhicule de traction sur rails, dont la caisse comprend au moins à l'avant une partie de tablier inclinée du voisinage du fond vers le toit et le milieu du véhicule. La majeure partie de l'air refoulé à la pointe du véhicule est déviée latéralement, en particulier aux grandes vitesses, dans les véhicules connus du type tel que 'spécifié, à tabliers ayant avantageusement une inclinaison aérodynamique. On sait que l'onde frontale produite crée des ondes de pression relativement importantes par suite de la répartition de la pression le long des cloisons latérales du véhicule, en particulier de la dépression s'exerçant sur la longueur du véhicule lors du passage le long d'obstacles latéraux tels que des murs de tunnel ou des piliers de pont ou encore lors du passage dans les gares ainsi que lors de la-rencontre de trains rapides ; ces ondes de pression réagissent sur les cloisons latérales du véhicule et sur l'obstacle latéral.Ces ondes de pression ont un effet particulièrement désagréable sur les fenêtres des véhicules qui se croisent ainsi que, par exemple, sur les personnes en attente sur le quai d'une gare dans laquelle le véhicule passe. L'invention a pour objet un véhicule de traction sur rails tel que spécifié plus haut et dont le perfectionnement porte sur ce point particulier par l'amélioration du guidage aérodynamique de l'air refoulé et, en particulier, pàr une disposition empêchant la déviation latérale de l'onde frontale. Selon une particul-arité essentielle de 1 'inven- tion, le tablier est équipé d'au moins deux déflecteurs formant des ailettes en saillie sur lui et sensiblement parallèles au plan médian longitudinal de la caisse du véhicule. La disposition selon l'invention de déflecteurs, bien connus, par exemple en aviation (et connus dans cette branche sous le nom d'ailettes) impos-e au voisinage du tablier une circulation bidimensionnelle de l'air refoulé-dans des plans longitudinaux parallèles au plan médian longitudinal du véhicule En conséquence, l'onde frontale est déviée en majeure partie et pratiquement en totalité vers le haut le long du tablier incliné et les cloisons latérales ne subissent plus alors que des efforts insignifiants de compression. Selon un mode de réalisation avantageux permettant d'obtenir les avantages du mode de réalisation de l'invention, mais réduisant au minimum la gêne provoquée par les déflecteurs dans le champ de vue du conducteur du véhicule, les déflecteurs ont un bord libre qui est sensiblement parallèle au tablier. Selon un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux de l'invention, au moins les déflecteurs qui sont voisins des cloisons latérales de la caisse peuvent être des éléments semontantde manière à être mobiles sur cette dernière et qui sont déplaçables, au moyen d'un dispositif de manoeuvre monté sur la caisse, entre une position de service dans laquelle leur arête libre est en saillie sur la partie du tablier qui est située entre eux, et une position de repos dans laquelle leur arête libre se trouve à l'extérieur de cette partie du tablier , c'est-à-dire, en retrait. Les déflecteurs de ce mode de réalisation peuvent être tenus en position de repos, dans laquelle ils n'intervien nentpasou interviennent à peine sur l'onde frontale lorsque le véhicule est en marche normale sur des trajets ouverts, mais par contre à certaines phases de la marche du véhicule qui sont prescrites au conducteur, par exemple lors du passage devant l'un des obstacles latéraux tels que mentionnés plus haut, ces déflecteurs peuvent être extraits pour être mis en position de service dans laquelle l'onde frontale est déviée vers le haut.Ainsi, cette déviation de l'onde frontale vers le haut est limitée à certaines phases prédéterminées de la marche du véhicule qui sont difficiles à passer en raison des ondes de pression produites, tandis que, lorsque le véhicule avance sur un trajet ouvert, l'onde frontale est déviée latéralement, c'est-à-dire de manière plus avantageuse du point de vue aérodynamique. La gêne éventuelle pouvant le cas échéant être causée par les éléments de l'invention, par exemple un rétrécissement possible du champ de vue devant la cabine du conducteur, peut en particulier être limitée ainsi aux phases mentionnées de relativement courte durée. Les déflecteurs peuvent être montés de manière à être mobiles sur la caisse du véhicule sensiblement dans la direction de la longueur de ce dernier ou, en variante de réalisation, ils peuvent être articulés de maniere à être rabattables au voisinage du tablier autour d'un axe qui longe ce dernier. Les déflecteurs peuvent alors être déployés de manière à former, par exemple, une très grande avancée qui peut même dépasser la limite antérieure déterminée par le plan des tampons. En variante de réalisation de l'invention, chacun des déflecteurs peut être en au moins deux pièces subdivisant le tablier en hauteur et dont au moins l'une est translatable par rapport à l'autre dans la direction de sa longueur sur le tablier. Ainsi, par exemple, la pièce supérieure des déflecteurs peut être écartée de sa position de service située à la moitié supérieure du tablier et être déplacée télescopiquement vers la pièce inférieure pour être mise en position de repos dans laquelle elle se trouve à la moitié inférieure du tablier. L'inclinaison du tablier est en général déterminée selon le type de véhicule par la place disponible dans le compartiment des machines et dans la cabine du conducteur, la position de la partie inférieure, située le plus à l'avant, de la cloison antérieure du tablier étant déterminée par le plan des tampons. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention destinée à améliorer l'aménagement de la place disponible, le tablier est articulé sur le toit de la caisse de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe sensiblement transversal et à pouvoir être déplacé par un dispositif de manoeuvre entre deux positions déterminées par des angles d'inclinaison différents.Ce montage permet d'obtenir les avantages de la disposition des déflecteurs selon l'invention même sur des véhicules dont le tablier est peu incliné sur la verticale, car l'arête antérieure du tablier équipé des déflecteurs peut être déplacée sur une grande distance vers l'avant au-delà de la limite antérieure de la longueur de la caisse qui est déterminée par le plan des tampons. I1 est préférable du point de vue thermodynamique que le tablier ait une inclinaison relativement forte, par exemple de 30 ou davantage, sur la verticale pour dévier l'on de frontale sur ce tablier. Mais il en résulte une réduction du volume de la chambre des machines qui esten généralde toute manière étroitement dimensionnée, car il faut faire reculer en conséquence le panneau arrière de la cabine du chauffeur vers le milieu du véhicule. Un mode de réalisation connu destiné à améliorer l'agencement de la place disponible consiste à ne faire débuter l'inclinaison du tablier qu'à une certaine distance au-dessus du sol sur une partie, par exemple, verticale de la cloison antérieure de la caisse.Selon un mode de réalisation de l'invention destiné à un véhicule de ce type, un élément séparé de cloison antérieure disposé au voisinage du fond de la caisse, dans le prolongement de la partie inclinée du tablier, est relié à cette dernière en étant mobile sur elle et un dispositif de manoeuvre monté sur la caisse peut déplacer cet élément de cloison entre deux positions déterminées par des angles d'inclinaison différents par rapport au tablier. L'élément séparé de cloison antérieure de ce mode de réalisation peut être tenu à une position dans laquelle il fait un coude avec le tablier et il est situé, par exemple, à l'intérieur de l'encombrement en longueur délimité par le plan antérieur des tampons lorsque le véhicule est à l'arrêt ou qu'il circule sur un trajet ouvert, mais lorsqu'il passe devant des obstacles latéraux, cet élément séparé de cloison peut être mis par pivotement à une autre position prédéterminée dans laquelle il est moins incliné sur le tablier ou il est à l'alignement de ce dernier de manière à former une surface antérieure continue, ayant une forme correspondante et dont le bord situé le plus à l'avant peut être situé également au devant du plan antérieur des tampons. En variante de réalisation de l'invention, il est possible de renoncer, par exemple, à un dispositif propre de manoeuvre des déflecteurs lorsque l'élément de cloison antérieure et les déflecteurs mobiles sont reliés les uns aux autres et au même dispositif de manoeuvre. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une élévation partiellement schématique d'un véhicule de traction sur rails ; la figure 2 est une vue en plan du véhicule de la figure 1 les figures 3, 4 et 5 sont chacune une coupe longitudinale partielle de la partie antérieure d'un véhicule de traction sur rails suivant des modes de réalisation différents et la figure 6 est un diagramme des pressions montrant leur répartition au voisinage de la cloison latérale d'un véhicule lorsque l'onde frontale est déviée latéralement. Le véhicule de traction sur rails de la figure 1 comprend une caisse 2 montée sur un châssis 1 et comprenant un fond 3, un toit 4, un tablier antérieur 5 et un tablier arrière 5' symétrique au précédent. Des tampons 6 sont montés à l'avant et à l'arrière sur le châssis 1. Le toit 4 comporte des trous 10 d'aspiration d'air destinés aux groupes de refroidissement et aux compresseurs. Les tabliers antérieur et arrière 5 et 5' sont formés chacun par une cloison antérieure 7 inclinée sensiblement du fond 3 vers le toit 4 et vers le milieu du véhicule, d'un élément de cloison antérieur vertical 7a et de quatre déflecteurs 8 en forme de plaques, fixés sur la cloison antérieure 7, 7a, parallèles au plan médian longitudinal L du véhicule et en saillie de manière à former des ailettes sur la partie 7 de la cloison antérieure correspondante et sur l'élé- ment de cloison antérieur 7a formant un coude avec la précédente le long d'une are te 7b de manière d' former avec ces parties de la cloison antérieure trois canaux indépendants et ouverts de circulation.Les déflecteurs 8 comportent une arête 8a qui est sensiblement parallèle au tablier 7 et à l'élément de cloison antérieur 7a de manière à ne pas gêner pratiquement le champ de vue ouvert devant la cabine du conducteur obliquement vers l'avant par les fenêtres 9 du tablier 7. Le véhicule de la figure 3 comporte au moins au voisinage des cloisons latérales des déflecteurs 11 conformés en pièces indépendantes et guidés de manière à être translatables dans la direction de la longueur du véhicule à l'intérieur d'une poche 12 en sailli-e intérieurement sur le tablier 7. Les tiges 13 des pistons de deux vérins hydrauliques ou pneumatiques 14, dont les cylindres sont fixés à la caisse 2 du véhicule, sont articulées sur les déflecteurs 11. Chacun des déflecteurs li est déplaçable par deux de ces vérins 14 entre la position de service représentée en traits pleins sur la figure 3 et une position de repos 11' représentée en lignes brisées et dans laquelle leur arête 8a est sensiblement a fleur du tablier 7 et de l'élément de cloison vertical antérieur 7a.Les déflecteurs 11 forment une avancée sur une distance a au-delà du plan E des tampons lorsqu'ils sont à la position de service représentée en traits pleins sur la figure 3. Lorsque les déflecteurs Il sont à la position de repos 11', par exemple en marche sur un trajet ouvert ou lorsqu'ils sont placés sur le tablier arrière non représenté du véhicule qui est, par exemple, symétrique au tablier avant et qui est tourné vers un wagon qui lui fait suite, ils se trouvent à l'intérieur des limites déterminées par le plan E des tampons. L'élément de cloison antérieur 7a du véhicule de la figure 4 est séparé et articulé sur le tablier 7 au voisinage du coude 7b ; chacun de ces éléments de cloison 7a est prolongé par des parties latérales en segments 7c et un vérin 17 articulé sur le châssis 1 peut le déplacer entre la position représentée en traits pleins et dans laquelle il fait un coude vers l'arrière et la position représentée en lignes brisées 7a' et dans laquelle les parties latérales 7c sont guidées sur les cloisons latérales de la caisse 2.L'élément de cloison antérieur 7a occupant cette position 7a' a été amené par pivotement à être en saillie sur une distance b au-delà du plan des tampons E et il est dans le même plan que le tablier incliné 7 avec lequel il forme ainsi une cloison antérieure qui a la même inclinaison sur la hauteur totale. il est bien entendu que l'élément de cloison antérieur 7a peut aussi être tenu à une position comprise entre les positions 7a et 7a'. Des déflecteurs 18 et 19 sont fixés sur le tablier 7 et l'élément de cloison antérieur 7a de manière à glisser les uns sur les autres lors du pivotement de l'élément de cloi Son 7a. Les déflecteurs 18 ne sont disposés que sur la moitié inférieure du tablier 7 et ils coopèrent avec des déflecteurs 20 qui sont translatables télescopiquement le long du tablier 7 et qu'un vérin 21 articulé de manière non représentée sur la caisse 2 peut faire passer de la position représentée en traits pleins et dans laquelle ils sont en face de la moitié inférieure du tablier 7 et une position supérieure 20' représentée en traits mixtes.Les déflecteurs 18, 19 et 20 forment ainsi de la manière représentée sur la figure 4 un unique déflecteur de guidage du flux d'air qui a la même hauteur que la cloison antérieure et qui est pratiquement continu lorsque l'élément de cloison antérieur 7a a été mis par pivotement en position antérieure et que le déflectèur 20 a été mis à la position 20'. L'ensemble du tablier 7 peut aussi être articulé sur le toit 4 de la caisse 2 autour d'un axe transversal de manière à pouvoir pivoter de la manière représentée sur la figure 5 et un vérin 24 articulé sur le fond 3 peut le faire passer de la position représentée en traits pleins sur la figure 5 à la position 7' représentée en traits mixtes et dans laquelle il est plus fortement incliné sur la verticale, position dans laquelle son bord inférieur est en saillie sur une distance c au-delà du plan E des tampons. Des déflecteurs 25 sont articulés sur le tablier 7 de manière à pouvoir pivoter autour dtun axe parallèle à ce dernier, c'est-à-dire de manière à pouvoir passer d'une position dans laquelle ils sont appliqués contre le tablier 7 à la position représentée en traits pleins sur la figure 5. Un dispositif de manoeuvre non représenté relie les déflecteurs 25 au vérin 24 de manière à être mis en position relevée lorsque le tablier a été amené par pivotement à la position 7', tandis que, lorsque ce tablier est remis à la position normale représentée en traits pleins, les déflecteurs sont rabattus contre lui. Le graphique de la figure 6 représente une variation caractéristique de la pression régnant en amont du véhicule et sur sa longueur F et portée dans la direction de cette longueur z (abscisses). La pression varie de la manière représentée sur les cloisons latérales du véhicule au passage de vant des obstacles latéraux lorsque l'onde frontale apparaissant sous l'effet du refoulement de l'air de la pointe du véhicule est déviée latéralement, c'est-à-dire lorsqu'elle est déviée sur des véhicules ne comportant pas les déflecteurs selon l'invention ou lorsque les déflecteurs 11, 20 ou 25 des modes de réalisation des figures 3, 4 et 5 sont en position de repos dans laquelle ils sont inactifs.Le diagramme montre qu'une surpression se produit en amont de la pointe du véhicule, dont la région porte la référence x sur le graphique, tandis qu'une relativement grande dépression apparaît sur la partie antérieure de la longueur F qui fait suite à la pointe du véhicule, cette pression diminuant pour prendre une valeur sensiblement constante sur la longueur F. La différence de pression Ap comprise entre la surpression maximale et la dépression maximale est déterminante pour l'effort de pression s'exerçant sur les cloisons latérales. Une forme aérodynamique de la pointe du véhicule permet certes de réduire la surpression apparaissant devant lui, mais la dépression qui en résulte n'en est modifiée que de manière insignifiante. Les déflecteurs selon l'invention empêchent le flux d'air refoulé à la pointe du véhicule de longer ce dernier latéralement et évitent ainsi l'apparition de la pointe de dépression représentée sur la figure 6 au voisinage de la cloison latérale, ces déflecteurs déviant l'onde frontale vers le haut sur le tablier antérieur incliné. La mobilité du déflecteur entre une position de service dans laquelle il dévie l'onde frontale et une position de repos permet de garantir que les effets secondaires éventuels, par exemple la réduction du champ de vue dont dispose le conducteur du véhicule par les déflecteurs mis en position de service, ne peuvent se produire que pendant des phases de courte durée de la marche du véhicule, tandis que, en marche normale sur un trajet ouvert, l'air refoulé à la pointe est dévié latéralement de manière classique, qui est d'ailleurs avantageuse du point de vue aérodynamique. Les modes de réalisation des figures 3 à 5 peuvent comprendre un tablier arrière symétrique au tablier avant représenté et comprenant une cloison inclinée. Dans le cas de véhicules de traction pour rames indéformables, le tablier arrière peut comprendre, par exemple, une cloison verticale et seule la cloison du tablier antérieur est inclinée. Différentes autres variantes de réalisation de l'invention sont encore possibles. Ainsi, par exemple, les déflecteurs décrits pourraient etre remplacés par d'autres éléments de guidage, par exemple par des profilés de matière plastique convenablement conformés. il serait aussi possible de ne disposer, au lieu des quatre déflecteurs représentés sur les figures 1 et 2, que deux éléments de guidage de ce type placés par exemple de part et d'autre du tablier. Ces tabliers peuvent aussi être subdivisés par des déflecteurs en nombres différents et pouvant être reliés individuellement ou par groupes àun dispositif de manoeuvre. Les déflecteurs peuvent aussi être montés sur le tablier en étant orientés non pas parallèlement sur le plan médian longitudinal L du véhicule, mais sous une inclinaison,. en général faible, par rapport à ce plan, de manière à produire, par exemple, un effet analogue à celui d'un diffuseur. De plus, les déflecteurs peuvent avoir des cotes en hauteur par rapport au tablier qui varient sur la longueur totale ou par paliers, c'est-à-dire avoir une arête libre qui n'est pas parallèle au tablier. En outre, les vérins hydrauliques ou pneumatiques peuvent être remplacés par d'autres dispositifs de manoeuvre, par exemple électriques ou mécaniques, des déflecteurs et/ou des éléments mobiles de la cloison antérieure. Les déf lecteurs réglables et les éléments de cloison antérieure mobiles peuvent aussi être reliés entre eux et au même dispositif de manoeuvre. REVENDICATIONS 1. Véhicule de traction sur rails comprenant une caisse dont au moins le tablier situé à l'avant est incliné du voisinage du fond vers le toit et vers le milieu du véhicule, caractérisé en ce que le tablier (7) est équipé d'au moins deux déflecteurs (8 ; 11 ; 18, 19, 20 ; 25) qui sont en saillie sur lui et sont au moins approximativement parallèles au. plan médian longitudinal (L) de la caisse (2). 2. Véhicule de traction sur rails selon la revendication 1, caractérisé en ce que les déflecteurs (8 ; Il 18, 19, 20 ; 25) ont une arête libre (8a) qui est approximativement parallèle au tablier (7). 3. Véhicule de traction sur rails selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins les déflecteurs (11 ; 19, 20 ; 25) voisins des cloisons latérales de la caisse (2) sont des pièces semontantde manière mobile sur cette dernière et qu'un dispositif de manoeuvre (14 ; 17, 21 ; 24) monté sur cette caisse (2) peut déplacer entre une position de service à laquelle leur arête libre (8a) est en saillie sur la partie du tablier (7) qui est située entre eux et une position de repos dans laquelle leur arête libre (8a) est à l'extérieur de cette partie du tablier (7). 4. Véhicule de traction sur rails selon la revendication 3, caractérisé en ce que les déflecteurs sont formés d'au moins deux pièces (18, 19, 20) qui-subdivisent le tablier (7) en hauteur et dont au moins l'une (20) est montée sur le tablier (7) de manière à être translatable par rapport à l'autre (18) dans le sens de sa longueur. 5. Véhicule de traction sur rails selon la revendication 3, caractérisé en ce que les déflecteurs (25) sont articulés au voisinage du tablier (7) de manière à être rabattables autour d'un axe qui longe ce dernier. 6. Véhicule de traction sur rails selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tablier (7) est articulé sur le toit (4) de la caisse (2) de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe- sensiblement transversal et un dispositif de manoeuvre (24) peut le déplacer entre deux positions (7 et 7') déterminées par des angles d'inclinaison différents. 7. Véhicule de traction sur rails selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un élément indépendant de cloison antérieur (7a),disposé au voisinage du fond (3) dans le prolongement du tablier incliné (7), est relié à ce dernier en étant mobile sur lui et un dispositif de manoeuvre (vérin 17) monté sur la caisse (2) peut le déplacer entre deux positions (7a et 7a') déterminant des angles d'inclinaison différents par rapport au tablier (7). 8. Véhicule de traction sur rails selon les revendications 3 et 7 prises ensemble, caractérisé en ce que l'élément de cloison avant indépendant (7a) et les déflecteurs mobiles (11 ; 19, 20 ; 25) sont reliés entre eux et au même dispositif de manoeuvre (vérins 14 ; 17, 24).