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Spirit Track - Crémaillère - Mon projet de Z800 - Les contraintes (31)

8 Avril 2013 , Rédigé par Link92 Publié dans #Spirit-Track, #Crémaillère, #Projets, #Création du réseau

Comme dans tout projet, je dois faire face à certaines contraintes et trouver des solutions pour m'en accommoder.

La première concerne la masse totale d'un élément qui ne devra pas dépasser env. 400kg en charge. En effet, le rail que j'utilise - rail alu d'1.6" - a une résistance inférieure à du rail acier. La limite raisonnable se situant vers 100kg/essieu. Pour y parvenir, je compte donc réaliser le châssis en acier de 6mm et le corps de la rame en contreplaqué. Il faut également prendre en compte le poids des 2 bogies motorisés, de l'équipement électrique (batteries principalement) et des passagers.

La seconde concerne la crémaillère. Là, je dois impérativement avoir un alignement parfait entre les pignons d'entrainement et la crémaillère (risque de décrochage de la crémaillère). Je dois également m'assurer que la hauteur corresponde bien entre les 2 (risque de décrochage de la crémaillère ou de "levage" de l'élément). Pour finir, si je dois en poser dans des courbes, celles-ci devront avoir un rayon le plus grand possible afin de limiter la déformation des pas dentés (resserrage à l'intérieur des courbes et écartement à l'extérieur) et il me faudra une cintreuse pour la courber. Le choix attentif des dimensions de la crémaillère et des pignons ainsi que leur pose devrait éviter ces risques. Sur ce dernier point, hormis le fait que le pignon doit être centré latéralement, il faut noter que son emplacement ne peut se situer qu'au niveau du bogie, soit directement sur l'axe des essieux, soit au centre du bogie. En effet, l'inscription en courbe d'un élément ne permet pas de positionner le ou les pignons directement sur la rame car le déplacement latéral plus ou moins important dans les courbes, risquerait de trop décentrer le pignon (seuls les bogies restent parfaitement alignés sur l'entraxe de la voie). Enfin, si j'utilise de l'aluminium, une cintreuse à 3 galets manuelle devrait suffire pour courber la crémaillère (utile aussi pour le rail) mais, pour l'inox, je n'ai pas trop de solutions.

La troisième contrainte concerne la puissance nécessaire à mettre en œuvre ou, plus précisément, le rapport couple/vitesse à fournir. En effet, pour simplifier la construction, je souhaiterai assembler le pignon de crémaillère sur l'axe des essieux (comme sur la vraie Z800) ce qui impliquera une vitesse (et donc un couple) identique entre adhérence simple et crémaillère (un seul rapport de réduction). Sauf que le couple nécessaire entre une pente à 10% et celui pour une pente à 25% n'est pas du tout le même. Sur la Z800, pour faire simple, la commande des moteurs est de type "contrôle de couple". En adhérence simple, le couple est faible et la vitesse grande. Sur crémaillère, le couple est important et la vitesse faible. Sauf que dans mon cas, avec un moteur à courant continu, ce n'est pas possible et je dois donc le dimensionner pour la crémaillère. En gros qui peut le plus peut le moins sauf que la puissance nécessaire devient énorme si je veux garder une vitesse correcte en adhérence simple (entre 2kW et 3kW soit 84A à 125A en régime continu sous 24V). Les moteurs seront donc soit gros, soit nombreux, et il devient compliqué de trouver des électroniques de puissance compatibles avec ces valeurs. Passer en 36V ou 48V réduit cette contrainte mais il y a aussi le problème du poids des batteries (env. 120kgs pour 4 batteries 12V 100A/h, voir 1er point).

Pour finir, la dernière contrainte sera d'ordre financière car, dans ce projet, je dois budgéter la voie, la crémaillère et le matériel roulant. Pour les 2 premiers postes de dépenses, c'est incompressible, car je ne peux pas les fabriquer. Pour l'automotrice, je peux abaisser le coût en construisant le châssis, le corps et la motorisation mais la fabrication des bogies est complexe et il me semble plus judicieux de les acheter.

Comme vous pouvez le voir, les difficultés sont nombreuses et je pense que le challenge sera intéressent à relever :-p.

Bogie moteur d'une automotrice à crémaillère.

Bogie moteur d'une automotrice à crémaillère.

Cintreuse 3 galets manuelle.

Cintreuse 3 galets manuelle.

Le bogie de Ride On Railways me semble pas mal pour ce projet.

Le bogie de Ride On Railways me semble pas mal pour ce projet.

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