Brevet FR3088887A1 — publié le 20200529

Description Titre de l'invention : Système de protection de châssis de véhicule ferroviaire [0001] La présente invention concerne un système de protection de châssis de véhicule fer- roviaire, adapté pour une protection contre l'accumulation de glace et/ou de neige dans des conditions hivernales. [0002] L'invention se situe dans le domaine de l'amélioration des véhicules ferroviaires. [0003] Elle s'applique à un véhicule ferroviaire du type comportant au moins une caisse montée sur un châssis, le châssis étant monté sur au moins un bogie sur lequel sont fixés des moteurs de traction des roues dudit véhicule, chaque moteur de traction étant alimenté par au moins un module de puissance adapté à fournir une puissance électrique audit moteur, et une colonne dc refroidissement dudit au moins un module de puissance permettant une circulation d'air externe vers des évacuations latérales et/ ou centrales de bas de caisse. [0004] Dans des conditions hivernales, en particulier lorsqu'un véhicule ferroviaire roule dans des conditions dc neige, la neige a tendance à s'accumuler au niveau du bas de caisse du véhicule ferroviaire, notamment sur le bogie et autour du bogie, ainsi que sur les moteurs de traction. L'accumulation de neige peut bloquer le débattement et la rotation du bogie ou des moteurs de traction. [0005] Une solution usuelle pour éviter un tel problème est d'asperger les éléments du châssis dc glycol, ou d'un autre produit chimique de type antigel, dont le point de congélation est bien inférieur à 0° Celsius. [0006] Bien entendu, und grande quantité d'un tel produit est nécessaire pour un véhicule ferroviaire, par exemple un train. De plus, lors dc son application, et ensuite durant le roulement du véhicule, le produit chimique se répand partiellement sur la voie, et donc est susceptible de polluer. [0007] L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients de l'art antérieur, en proposant un système de protection dc châssis de véhicule ferroviaire moins coûteux et plus écologique. [0008] A cet effet, l'invention propose un système de protection de châssis de véhicule de ferroviaire, le véhicule ferroviaire comportant au moins une caisse montée sur un châssis, le châssis supportant au moins un bogie sur lequel sont fixés des moteurs de traction des roues dudit véhicule, chaque moteur de traction étant alimenté par au moins un module de puissance adapté à fournir une puissance électrique audit moteur, et au moins une colonne de refroidissement dudit au moins un module de puissance permettant une circulation d'air externe vers des dispositifs d'évacuation latérale et/ou 2 centrale de bas de caisse. Ce système comporte au moins un panneau déflecteur monté sur ledit châssis en vis-à-vis de la colonne de refroidissement et adapté à être positionné dans une première position de déviation de l'air traversant ladite colonne de refroidissement vers au moins un bogie. [0009] Avantageusement, le système de l'invention permet de réutiliser astucieusement l'air extérieur, réchauffé en traversant la ou chaque colonne de refroidissement du module de puissance, et souffler cet air vers le châssis du véhicule, notamment le bogie. Le réchauffement de l'air extérieur de 10 à 15 degrés Celsius par le module de puissance est suffisant pour maintenir la température des éléments de châssis suffisamment élevée pour éviter des dépôts de neige ou de gel. [0010] Le système selon l'invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci- dessous, prises indépendamment ou dans toutes leurs combinaisons techniquement acceptables. [0011] Il comporte en outre au moins un panneau d'obturation adapté à obturer un dispositif d'évacuation latérale et/ou centrale de bas de caisse correspondant. [0012] Ledit au moins un panneau déflecteur est adapté à être fixé dans deux positions comprenant la première position de déviation de l'air et une deuxième position d'évacuation d'air. [0013] Dans ladite première position de déviation de l'air, le panneau déflecteur est po- sitionné à un angle compris entre 30 et 60 degrés par rapport à une direction horizontale. [0014] Le panneau déflecteur est métallique ou en composite. [0015] Le véhicule ferroviaire comporte une pluralité de colonnes de refroidissement, comportant une pluralité de panneaux déflecteurs, chaque panneau déflecteur étant positionné en regard d'une colonne de refroidissement. [0016] L'invention a également pour objet un véhicule ferroviaire, comprenant système de protection tel que défini ci-dessus. [0017] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : [0018] - [Fig 1] la figure 1 est une vue schématique en coupe de profil d'une locomotive de véhicule ferroviaire illustrant un flux d'air utilisé dans le système de protection selon un mode de réalisation ; [0019] - [Fig 2] la figure 2 est une vue schématique en coupe selon A-A correspondant au mode de réalisation de la figure 1 ; [0020] - [Fig 3] la figure 3 est une vue schématique en coupe selon C-C correspondant au mode de réalisation de la figure 1 ; [0021] - [Fig 4] la figure 4 est une vue schématique de profil d'une portion de véhicule. 3 [0022] L'invention sera décrite ci-après dans son application à un véhicule ferroviaire de type train, adapté à rouler sur des rails en extérieur. [0023] L'invention s'applique particulièrement dans des conditions climatiques hivernales, lorsque les températures de l'air extérieur sont susceptibles de descendre en dessous d'un seuil minimal de température, par exemple 5° C. [0024] Un mode de réalisation d'un système de protection selon l'invention sera décrit en référence aux figures 1 à 4, dans un véhicule ferroviaire 2, dont seule une portion de locomotive 4 est représentée schématiquement. [0025] Le véhicule ferroviaire 2 comporte une caisse 6 montée sur un châssis 8, qui supporte au moins un bogie 10. [0026] Le véhicule ferroviaire 2 comporte des roues 12 adaptées à rouler sur des rails 14. Les roues 12 sont montées sur des essieux 15 qui sont entraînées par des moteurs de traction 16, alimentés en puissance électrique par un module de puissance 18. [0027] Il est entendu que les éléments décrits sont représentés schématiquement. [0028] Le véhicule ferroviaire 2 comporte au moins une colonne de refroidissement 20 du module de puissance 18, un tel module de puissance comportant un transformateur de puissance (non représenté) qui dégage une grande quantité de chaleur, et qu'il est nécessaire de refroidir pour éviter une surchauffe entraînant des dysfonctionnements de la chaîne de traction. [0029] Dans un mode de réalisation, le véhicule ferroviaire comporte deux colonnes de re- froidissement 20 placées symétriquement par rapport à un axe X comme montré sur la figure 2. [0030] La colonne de refroidissement reçoit de l'air par une grille 22 ou plus généralement un dispositif d'entrée d'air, située de préférence sur le toit de la caisse 6. [0031] Le flux d'air reçu, représenté schématiquement par la flèche 24, travers la colonne de refroidissement 20 à proximité du module de puissance 18, de manière à refroidir ce module et éviter une surchauffe. [0032] De manière classique, le flux d'air 24 est dirigé vers des dispositifs d'évacuation 26 par exemple des grilles, destinées à faire sortir ce tlux d'air réchauffé soit par des flancs latéraux de la caisse 6, soit par le bas de caisse. [0033] A la différence de ce système de refroidissement du module de puissance et d'évacuation de l'air utilisé à cet effet, le système de protection 30 selon l'invention comporte au moins un panneau déflecteur 32, qui a pour fonction de diriger le flux d'air 24 ayant traversé la colonne de refroidissement 20 vers le bogie 10. Les flèches 34 indiquent schématiquement la déviation de l'air vers le châssis, en particulier le bogie 10 du véhicule ferroviaire 2. [0034] Par exemple un panneau déflecteur 32 est monté en regard de chaque colonne de re- froidissement 20. [0035] Dc préférence, chaque panneau déflecteur a des dimensions adaptées par rapport aux dimensions de la colonne de refroidissement 20 en regard de laquelle il est monté de manière à limiter au maximum toute déperdition d'air réchauffé par le passage au travers ou à proximité du module de puissance. [0036] Par exemple, chaque panneau déflecteur a une forme de profil rectangulaire ou tra- pézoïdal, le panneau comportant un chanfrein de manière à être placé à un angle. [0037] Par exemple, chaque panneau déflecteur est métallique ou en composite. [0038] Dc préférence, chaque panneau déflecteur a une épaisseur comprise entre 1 et 5 mil- limètres. [0039] Dans un mode de réalisation, le panneau déflecteur est monté de manière à être posi- tionnable dans deux positions, une première position de déviation de l'air telle que représentée sur la figure 4 et une deuxième position d'évacuation d'air dans laquelle le flux d'air est dirigé vers les dispositifs d'évacuation d'air classiquement prévu dans le système de refroidissement représentée sur la figure 3. [0040] Dans la première position, le panneau déflecteur est placé à un angle 0 par rapport à la direction horizontale (parallèle aux rails), par exemple compris dans l'intervalle de 30 à 60 degrés, comme illustré schématiquement sur la figure 4. [0041] L'angle de chaque panneau déflecteur 32 est avantageusement choisi pour permettre de diriger le flux d'air réchauffé issu de la colonne de refroidissement 20 correspondante, dans sa quasi-totalité, sensiblement horizontalement vers le bogie et les autres éléments situés à proximité, les moteurs de traction et les essieux par exemple. [0042] Dans un mode de réalisation, le système de protection 30 comporte un dispositif de fixation permettant de positionner le ou chaque panneau déflecteur 32 dans deux positions, une position dite fermée au printemps et en été et une position dite ouverte (déviation de l'air) en automne et en hiver. [0043] Les panneaux déflecteurs mobiles 32 sont par exemple fixés sur des charnières hori- zontales en partie basse et fixées par un système de fixation en partie haute. Dans un mode de réalisation on prévoit deux possibilités de fixation fixes sur le châssis 8 de la caisse 6. [0044] De préférence, le système de protection 30 comporte également des panneaux 36 d'obturation de bas de caisse, et des panneaux 38 d'obturation latérale, qui obturent les dispositifs d'évacuation d'air 26 prévus initialement pour l'évacuation de l'air de refroidissement du module de puissance, de manière à empêcher l'évacuation de cet air, et à augmenter l'efficacité du dispositif de protection. [0045] Les panneaux d'obturation 36, 38 sont de préférence fixés chacun dans une position d'obturation permettant de conserver un maximum d'air en sortie des colonnes de refroidissement pour le diriger, grâce aux panneaux déflecteurs, vers les parties mentionnées ci-dessus du châssis, notamment vers le ou les bogies et les moteurs de traction. En plus des panneaux d'obturation 36, 38, un passage d'air est ouvert sur l'arrière du carénage sous caisse. [0046] De préférence, les panneaux de déviation de l'air 32 et les panneaux d'obturation 36, 38 sont amovibles, de manière à pouvoir facilement installer ou enlever le système de protection 30 en fonction des conditions météorologiques. [0047] Ainsi, avantageusement, le système de protection est mis en place pour une uti- lisation saisonnière, uniquement en conditions hivernales. [0048] Par exemple, dans un cas d'utilisation, l'air issu des colonnes de refroidissement, après avoir traversé le module de puissance, est chauffé jusqu'à environ 10°C, ce qui est suffisant pour empêcher l'accumulation de neige et la formation de glace sur les éléments (bogie, moteurs de traction, essieux) vers lesquels cet air est dirigé. [0049] Lorsque le véhicule ferroviaire est en roulement, l'air réchauffé est soufflé avec un débit sensiblement constant, par exemple 5 m3/s. [0050] Avantageusement, le système de protection contre la neige et le gel proposé fonctionne sans utiliser d'énergie supplémentaire, sans utiliser de produit chimique de type antigel et sans dégrader les performances aérodynamiques du véhicule ferroviaire. 6