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Nos locomotives Diesel

S. Boulanger, Ingénieur principal M. A.

lundi 12 juillet 2010, par rixke

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 Le moteur diesel

Le moteur diesel consomme un combustible liquide, qui est brûlé directement à l’intérieur même des cylindres. Ainsi, il appartient à la famille des moteurs à combustion interne, comme le moteur à essence d’usage courant en automobile.

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Ces deux types de moteurs présentent, en apparence, de nombreuses similitudes. Cependant, si on étudie de plus près leur fonctionnement, on constate des différences fondamentales. Dans les cylindres d’un moteur à essence, on comprime, à un taux modéré, un mélange d’air et de combustible vaporisé ; c’est une étincelle électrique qui provoque la déflagration. Dans les cylindres d’un moteur diesel, par contre, on comprime seulement de l’air pur, et cela à un taux beaucoup plus élevé ; le combustible, injecté sous une très forte pression dans la masse d’air portée à haute température par la compression, s’y enflamme spontanément.

 Pourquoi l'a-t-on choisi pour la traction ferroviaire ?

D’abord, parce que le combustible consommé par le moteur diesel est du gasoil ; ce produit est un dérivé du pétrole comme l’essence, mais il est moins volatil, moins dangereux au point de vue des risques d’incendie et moins coûteux que cette dernière.

Chaudière de chauffage pour locos diesel-électriques types 201 et 202.

Ensuite, le moteur diesel est capable de convertir en travail utile un plus grand pourcentage de l’énergie calorifique qui est contenue dans le combustible consommé, c’est-à-dire que, pour un travail donné, sa consommation sera la plus basse. Soulignons d’ailleurs que, parmi tous les moteurs thermiques d’usage industriel, le diesel est celui qui offre le rendement le plus élevé ; au régime normal de marche, celui-ci atteint environ 35 %, contre 26 % pour un moteur à essence et 12 % seulement pour une machine à vapeur.

 Le système de transmission

Cependant, dans une locomotive diesel, il n’est pas possible de relier directement le moteur aux essieux, qu’il doit entraîner par un mécanisme simple (par exemple, une démultiplication d’engrenages, sans plus).

Dépose du groupe diesel-génératrice dans une loco type 201.

En effet, ce moteur est caractérisé par la constance du couple développé, et cela, depuis le ralenti jusqu’à sa vitesse maximum de rotation. Aussi faut-il prévoir, comme dans un véhicule automobile, des organes de transmission, dont le rôle est notamment d’établir entre le diesel et les roues motrices une démultiplication variable avec la vitesse de marche du véhicule. Ainsi seulement il sera possible d’exercer, sur les essieux moteurs, à faible vitesse (et notamment au démarrage), le couple élevé nécessaire à une accélération rapide du train.

Poste de conduite de la loco type 201.

En raison de l’importance des puissances installées dans les locomotives, les boîtes de vitesses mécaniques, qui sont utilisées dans un but analogue en automobile, ne conviennent pas du tout. On a fait appel à d’autres systèmes de transmission, basés sur des principes très différents, à savoir : la transmission électrique et la transmission hydraulique.

La première se rencontre le plus généralement sur les locomotives de ligne (1.000 à 2.000 ch.), tandis que la seconde s’utilise surtout sur les locomotives de manœuvre (750 ch. au maximum).

A l’avant-plan, les ventilateurs pour l’eau de refroidissement du diesel.

Ajoutons que, le moteur diesel n’ayant qu’un seul sens de rotation, la transmission doit encore comporter un dispositif permettant à la locomotive de rouler indifféremment dans les deux sens de marche, de manière à supprimer les virages aux points terminus : c’est l’inverseur de marche.

 Origine et évolution du moteur diesel

Ce moteur porte le nom de son inventeur, le Dr Rudolf Diesel, qui obtint son premier brevet en 1892. Cet ingénieur allemand, né à Paris en 1858, rencontra de grandes difficultés au début et les premiers résultats pratiques ne furent acquis qu’en 1897. A partir de ce moment, les progrès se sont poursuivis à un rythme de plus en plus rapide. Toutefois, pendant longtemps, les améliorations portèrent surtout sur les moteurs de grandes dimensions à faible vitesse de rotation, utilisés dans les groupes stationnaires et les navires. Pour de telles applications, les puissances développées pouvaient atteindre plusieurs milliers de chevaux ; le poids et l’encombrement n’entraient guère en ligne de compte.

Dépose du groupe diesel-génératrice dans la loco type 202.

Plus tard, on parvint dans la gamme des puissances modérées, et grâce à de nombreux perfectionnements, à augmenter la vitesse de rotation des moteurs. Dès lors, le gain obtenu sur le poids et sur les dimensions permit d’élargir considérablement le champ d’application du moteur diesel. Celui-ci s’étendît notamment, à partir de 1925 environ, à la propulsion des véhicules sur route (camions, autobus) et sur rail (autorails et locomotives).

La salle des machines de la loco type 202.

Source : Le Rail, n° 5, janvier 1957