Train Miniature Magazine

Train miniature => Pratique => Discussion démarrée par: FALH le 31 Janvier 2013, 11:42:36 AM

Titre: Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: FALH le 31 Janvier 2013, 11:42:36 AM
Bonjour,

J'ai régulièrement des déraillement de bogies double essieux dans des courbes serrées en voir cachée, forcément...
Je sais qu'un lest pourrait améliorer les choses mais il y a aussi les pentes que la loco devra gravir avec la rame...
Avez-vous d'autres trucs pour minimiser ces déraillements?
Je roule avec des attelages courts Märklin mais je n'ai pas de mariage de tampons. Est-ce qu'un changement d'attelages changerait qlq chose?
Merci de me faire partager vos expériences dans ce domaine.

Cordialement,

F.
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: serow le 31 Janvier 2013, 13:34:18 PM
Qu appel tu serrée?
R=?
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: tchouf le 31 Janvier 2013, 13:55:58 PM
Bonjour,

Il arrive parfois que l'attelage court Märklin touche le dessous d'un tampon dans les courbes serrées, surtout avec du matériel roulant non Märklin.
Quand j'ai le cas, je remplace les attelages courts Märklin par des attelages courts Roco qui sont un peu moins "haut" et, jusqu'à présent, çà a toujours suffit à résoudre le problème.
Ce problème peut aussi se produire si on a une transition trop brusque entre la partie de voie à plat et le début de la pente. Il faut alors adapter la transition "plat-pente" en conséquence.
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: FALH le 31 Janvier 2013, 14:18:07 PM
Merci Tchouf, il me reste des attelages Roco fournis avec des locos que j'ai remplacé par des Märklin. Je vais faire un essai.
Hello  Serow le plus petit R chez moi = 360 mm. J'ai mis un devers même dans les parties cachées pour compenser l'effort centrifuge.

Bàv,
Fabien.
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: jc-ar-bel le 31 Janvier 2013, 19:23:47 PM
Bonjour,

La détection des problèmes de déraillement, c'est comme une enquête de police; envisager les hypothèses et les vérifier.
L'attelage Marklin est le plus "haut"; en courbe, il accroche volontiers les tampons d'où déraillement (comme suggéré par "tchouff" essayer d'autres attelages (le Roco, le Fleischmann, le plus "bas" et qui n'accroche pas).
Voir aussi si le timon d'attelage court est bien libre (pas de points durs genre petite bavure p.e.).
Voir aussi si les boggies sont libres, n'accrochent pas en courbes.
Voir si ce sont toujours les mêmes qui déraillent (les inverser, les mettre en queue de train,...)

Le dévers, aussi beau et réaliste soit-il, est une source de difficulté surtout pour les véhicules à 2 essieux à grand empattement. Je ne pense pas que  les véhicules en modélisme soient vraiment adaptés pour le dévers (trop de rigidité sur le plan horizontal).
En tout cas, le dévers doit être relativement faible et surtout avec une approche très progressive de l'élévation de la file extérieure du rail.
Personnellement, j'avais cru bien faire avec du dévers; j'ai du reprendre plusieurs courbes en le diminuant.

Voilà quelques éléments non exhaustifs.

Bien cordialement,

Jean-Claude
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: serow le 31 Janvier 2013, 21:58:11 PM
Il est tout a fait vrai que certains attelages ainsi que la position d'un wagon dans une rame peut faire la différence.
Je n'ai jamais fait dévers mais j'ai déjà lu que ça posait parfois des problèmes.

J'ai quand même une réflexion. 360, c'est hyper court. Il y a plein de matériels qui ne passent pas ou pas bien sur un rayon si court.
Pour moi le minimum devrait être 550.

Pour trouver la cause, il faut vérifier si c'est toujours les mêmes wagons ou toujours au même endroit.
Titre: Re : Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: arnaud v le 01 Février 2013, 16:58:47 PM
Citation de: serow le 31 Janvier 2013, 21:58:11 PM

Pour moi le minimum devrait être 550.


En citant Serow je plussoies: pas mal de locos souffrent en petit rayon (mois d'adhérence, perte de captation)...en plus des déraillements éventuels
Je retiens ce chiffre magique!


PS: réflexion du jour: en modélisme le dévers c'est juste décoratif: force centrifuge = m.v²/r (si je me souviens bien).

A l'échelle?: M devient m (soit, à peu près (e, acceptant une "densité" constante entre réel et miniature) m=M/87/87/87, v= V/87, r=R/87  (hypothèse courbe strictement à l'échelle); donc f.centr miniature = 1/87.87.87.87 plus petite qu'en grand, sur une masse qui est 1/87.87.87 plus petite: d'où réduction par 87  :P, le facteur d'échelle de l'effet centrifuge. En HO elle a 87 fois moins d'effet qu'en 1/1... on a donc de la marge pour réduire le rayon miniature.
Non ????
Titre: Re : Re : Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Polo le Belge le 02 Février 2013, 15:52:40 PM
Citation de: arnaud v le 01 Février 2013, 16:58:47 PM
Citation de: serow le 31 Janvier 2013, 21:58:11 PM
Pour moi le minimum devrait être 550.
En citant Serow je plussoies: pas mal de locos souffrent en petit rayon (mois d'adhérence, perte de captation)...en plus des déraillements éventuels
Je retiens ce chiffre magique!

Comme on calcule en 1/87 on parle bien de HO ...
Je veux bien vous faire confiance mais c'est affolant : les voies Fleischmann type "Modell" ont un seul rayon supérieur à cela : le 738 mm qualifié de "pleine vitesse"  8)
Mais le R2 (415 mm), le R1 (357 mm) et le R0 (250 mm) réputé "pour véhicules courts" sont TOUS en dessous  :o
Pas moyen de tourner   :'(  ... sauf à grande vitesse alors ?   ;D
Et c'est bien du rayon que vous parlez ? Cela fait tout de même 1 mètre et 10 cm pour un demi-tour  ???

Cordialement,
Paul
Titre: Re : Re : Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Polo le Belge le 02 Février 2013, 17:43:12 PM
Citation de: arnaud v le 01 Février 2013, 16:58:47 PM
PS: réflexion du jour: en modélisme le dévers c'est juste décoratif: force centrifuge = m.v²/r (si je me souviens bien).
A l'échelle?: M devient m (soit, à peu près (e, acceptant une "densité" constante entre réel et miniature) m=M/87/87/87, v= V/87, r=R/87  (hypothèse courbe strictement à l'échelle); donc f.centr miniature = 1/87.87.87.87 plus petite qu'en grand, sur une masse qui est 1/87.87.87 plus petite: d'où réduction par 87  :P, le facteur d'échelle de l'effet centrifuge. En HO elle a 87 fois moins d'effet qu'en 1/1... on a donc de la marge pour réduire le rayon miniature.
Non ????
C'est vraiment intéressant (enfin je trouve) ! Ce que tu montres, c'est que c'est la vitesse qui fait la différence parce qu'elle est mise au carré dans la formule ...
Mais tu suppose que les masses sont dans le rapport des volumes : 1/(87*87*87) ce qui n'es pas évident en pratique :
- une belle locomotive fait 80 ... 120 tonnes, prenons 100 tonnes; à l'échelle (volumique) cela ferait 150 grammes ...
Une belle loco électrique Fleischmann fait plus de 500 grammes dans les versions métal  :)  ... soit 3 fois plus ...
Une loco moderne (avec plus de plastique  :-[  doit faire dans les 200 grammes ... là on se rapproche  :o   mais cela reste plus.
Pour un wagon voyageur, en tablant sur 20 tonnes (et pas à vide, mais pas plein non plus), on devrait avoir 30 grammes  ;D   Or on est plutôt vers les 100 ... 120 grammes soit encore 4 fois trop ...
Si on ajoute que les courbes admises en HO sont trop serrées, la force centrifuge ne serait plus si négligeable que cela me semble-t-il !?!
D'un autre côté, cette fameuse vitesse qui semblait jouer en faveur du modèle réduit, que représente-t-elle réellement ?
Prenons un train roulant à 120 km/h, son modèle HO devrait rouler à 1,3 km/h soit 38 cm par seconde ... Il me semble que nos vitesses maximum sont supérieures à cela  mais je n'en suis pas sûr :-[  Ce qui jouerait en faveur d'une augmentation de la force centrifuge et même une forte augmentation puisqu'elle intervient au carré ...
Quelqu'un a-t-il mesuré la vitesse max des trains HO ?

Qu'en pensez-vous ?

Cordialement,
Paul
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: serow le 02 Février 2013, 17:44:25 PM
EXACT
Le 550 est dispo chez roco. Et je peux te jurer que beaucoup de matériels sont juste sur ce rayon.
De toute manière c'est a limiter aux zones cachées car c'est moche de voir tourner un train de telle manière. En ligne, 2m ou 3 m c'est beau. Si je peux rajouter; il faut faire des courbes paraboliques, et pour ça utiliser du rail flexible. Je n'utilise le rail rigide que pour mes boucles cachées.

Si on veut tourner court; faut faire de la voie étroite ou du tram. On peut alors faire du 3-400 en ligne et jusque 170 a des points singuliers. Le minimum SNCV étant 15m en ligne et je crois le minimum absolu 14m avec une S.

C'est en voyant ces chiffres que je dis souvent que beaucoup de réseau HO seraient bien en N sans changer les dimensions. On aurait des rayons acceptables, des quais a la bonne taille et des aiguillages long.
Titre: Re : Re : Re : Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: serow le 02 Février 2013, 17:50:40 PM
Citation de: Polo le Belge le 02 Février 2013, 17:43:12 PM
Il me semble que nos vitesses maximum sont supérieures à cela

C'est bien connu. On roule trop vite sur la plupart des réseaux. Pour être beau visuellement on estime que 120% de la Vmax réelle est un maximum.

Mais rouler lentement implique des qualités que bien des réseaux n'ont pas. Quand on roule vite on vole au dessus des défauts électriques, et les locos rencontrent moins de problèmes de prise de courent.

Avoir du matériel (c'est plus fréquent avec les productions modernes) et de la voie permettant de rouler au pas est tout un art.
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Polo le Belge le 02 Février 2013, 18:38:30 PM
Merci Éric !
J'apprends, j'apprends ...   :)
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: FALH le 05 Février 2013, 20:20:46 PM
Bonsoir,

Tout d'abord merci à tous pour ces nombreuses réponses.

Je n'ai pas eu occasion de revenir plus tôt mais je voulais partager le résultat de mes expériences suite à vos réponses:

a) Le devers (je ne l'avais pas précisé) n'est qu'en voie visible chez moi et donc sur un rayon bien supérieur. Il n'occasionne pas de déraillement mais je suis convaincu que c'est le plus grand rayon qui en est l'explication.

b) Les voies cachées n'ont pas de devers mais un rayon plus faible -> problème selon moi.

c) En réduisant la vitesse, le problème est directement moindre. En plus, à vitesse réduite (30 crans sur un décodeur DCC Lokpilot configuré en 128 crans avec ses paramètres par défaut), on peut contrôler 2 voire 3 trains en parallèle, sans stress...

d) Le changement vers des attelages Roco a éliminé le problème sur la rame où il a été fait sauf sur un des wagons. Je vais donc progressivement changer les attelages en espérant trouver des amateurs pour la reprises des Märklin.

e) Le wagon présentant encore des pblms en Roco a un ressort de rappel de l'attelage court qui est lâche. Je suppose donc que c'est une partie de l'explication et je vais faire un essai de permutation de ressort.

Je reviendrai vers vous dès que j'avancerai encore un peu la semaine prochaine.

A bientôt,

F.
Titre: Re : Re : Re : Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: arnaud v le 06 Février 2013, 18:43:16 PM
Citation de: Polo le Belge le 02 Février 2013, 17:43:12 PM
Citation de: arnaud v le 01 Février 2013, 16:58:47 PM
C'est vraiment intéressant (enfin je trouve) ! Ce que tu montres, c'est que c'est la vitesse qui fait la différence parce qu'elle est mise au carré dans la formule ...

Merci de l'appréciation  :)
Je pensais vaguement à me pencher sur la question et ce sujet m'en a donné l'occasion..

Fait du bien un petit calcul de temps en temps..

Tiens: je me demandais si c'est la question de la masse des locos HO qui autorise une plus grande pente qu'en réalité. Ou la puissance disponible...

@ Serow: chouettes interventions: on sent ton expérience là dessous... cool
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: serow le 06 Février 2013, 21:04:39 PM
La puissance n'est pas tout. Il faut encore la transmettre au rail. Et pour ça il faut le juste poids. Trop lourd c'est un poids mort a trainer, trop léger et on manque d'adhérence et d'une bonne prise de courent.

un début de réponse vient du morop http://www.morop.eu/fr/normes/nem302_f.pdf
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: André S le 07 Février 2013, 01:52:11 AM
Toute cette discussion m'interpelle. Et comme j'aime bien les chiffres, j'y vais de ma contribution.

Je suis bien d'accord avec le calcul d'Arnaud concernant la formule F = m.v²/r. Le poids est en effet proportionnel à la masse (p = masse x accélération de pesanteur soit p = mg) et la masse est proportionnelle au volume (compte tenu bien sûr de la densité que, pour simplifier, on estimera identique dans les deux échelles de réduction). Quant à la force gravitationnelle (pesanteur) qui conditionne le poids, elle est bien sûr toujours la même vu que la terre ne s'est pas ratatinée au 1/87.

Je récapitule un peu et puis je vous donnerai mon avis personnel.

D'abord le poids. Pour l'échelle H0, on divise le poids par 87 au cube, soit par 660 000 environ. Exemple: une loco de 100 tonnes devrait peser 150 g à l'échelle 1/87 si les matériaux étaient les mêmes afin que la densité soit la même. En général, à cause du plastique, le fabricant leste la locomotive. Donc, jusqu'ici, je suis d'accord avec Paul et Arnaud.
Passons maintenant à la force centrifuge. F = mv²/r. Ici, ce n'est plus 87 au cube mais 87 à la puissance 4 comme le calcule Arnaud. La force centrifuge appliquée au modèle réduit à l'échelle 1/87 doit donc être divisée par 57 millions environ pour un poids divisé seulement par 660 000. La force centrifuge appliquée au modèle réduit est vraiment réduite par rapport à la réalité ! Un train H0 roulant à 2 km/h (180 km/h en réalité) peut se permettre de prendre des courbes sans dévers de 40 cm de rayon sans verser sur son flanc ! Et, à propos du dévers, il est parfaitement inutile mais nécessaire si l'on privilégie l'aspect du train en courbe. Le calcul montre qu'il ne faut pas dépasser 1 mm à l'échelle H0.
C'est encore plus flagrant avec l'énergie cinétique (l'inertie) qui se calcule comme suit : E = mv². Elle doit être divisée par 87 puissance 5, donc par 5 milliards.
Conclusion : on comprend mieux maintenant pourquoi nos trains miniatures peuvent parcourir des courbes beaucoup plus fortes qu'en réalité et accélérer ou freiner de 0 à 250 km/h à l'échelle en quelques secondes. C'est tout à fait logique.
Si on veut creuser un peu plus la chose, on pourrait encore dire qu'en ce qui concerne la résistance de l'air, c'est pratiquement nul à l'échelle 1/87. Formule : R = kSV pour les basses vitesses. Donc ici on divise par 87 au cube, ce qui réduit pratiquement à rien la résistance de l'air.

Pour le reste, voici ce que j'en pense tout en relisant ce que Paul en disait. Et en espérant apporter un peu d'eau à son moulin.
Les locomotives sont parfois trop légères. Elles devraient être lestées et alourdies (comme chez Fleischman, Märklin, Trix, ...) et on va voir pourquoi.
Quant aux wagons, eux, ils sont généralement trop lourds. L'exemple cité par Paul montre que la voiture de voyageurs de 20 tonnes devrait peser 30 g et elle en fait 100 ou 120 g. Idem pour les wagons de marchandises plus lourds qu'ils ne devraient l'être. Ce fait explique notamment pourquoi nos locomotives miniatures n'arrivent pas à remorquer autant de wagons qu'en réalité. Ils sont trop lourds. S'ajoute à cela les frottements exagérés des axes dans leurs crapaudines, le frottement élevé des roues dans les courbes serrées, les boudins de roues surdimensionnés sur le rail, les déclivités trop raides et autres contraintes.
Pour respecter la réalité, il faudrait que les wagons soient en papier ou en feuille d'aluminium très mince pour que ce soit à peu près comparable au point de vue traction. Bien sûr, si on faisait cela, nos modèles réduits trop légers tressauteraient sur les joints de rail, les pointes de cœur d'aiguillage et dérailleraient pour la raison qu'ils ne sont pas dotés d'une suspension en rapport avec la masse.
Ceci dit, j'ajouterai que, malgré leur poids théoriquement excessif, les voitures et wagons miniatures devraient peser bien souvent davantage que leur poids d'origine pour des raisons pratiques que tout modéliste expérimenté connaît, du moins dans le cadre de trains d'une certaine longueur : déraillement en courbe, soulèvement de wagons au milieu d'une rame sur une voie à profil en creux. Encore faut-il que la voie soit correctement posée et que les attelages ne soient pas fixés sur les bogies mais bien sur la caisse.
Il y a ici matière à ample discussion et à maintes questions : wagons légers pour soulager la locomotive ou wagons lourds pour éviter les déraillements (lestage idéal ?), problèmes causés par les attelages, rayons forts, déclivités fortes, bandages d'adhérence ou non, ...
Et j'oubliais la vitesse. Et ici, je rejoins Serow. On roule trop vite mais rouler lentement pénalise parfois la prise de courant qui laisse souvent à désirer pour plusieurs raisons : roues et rails encrassés, manque de prise de courant sur la loco, exploitation DC (tension en baisse aux basses vitesses). Passer à l'exploitation digitale est déjà un grand progrès. Il y a beaucoup à dire là-dessus !

Ca me fait penser que ce sujet mériterait peut-être bien un fil à part, tiens, tellement il y a à dire !!!

Je termine en vous parlant de mon expérience personnelle ; sur mon réseau j'ai défini des normes personnelles.
Je leste tous mes véhicules ferroviaires selon un abaque empirique qui a fait ses preuves. Cela m'oblige évidemment à lester aussi mes locos le cas échéant. La déclivité maximale varie de 1,5 à 2 % selon la ligne et les trains censés y circuler. Le rayon de courbure des voies ne peut être inférieur à 60 cm. Tous mes véhicules sont équipés de l'attelage Kadee monté uniquement sur la caisse sauf exception. Je m'efforce de poser la voie avec le plus grand soin en évitant certains écueils. Et mes trains roulent à vitesse réaliste.
Bon, OK, je sais que ce n'est pas applicable à tous les réseaux, surtout ceux de petite taille mais je peux me permettre cela vu la taille de mon installation. Cependant, tenter de se rapprocher de ces normes est gratifiant à mon humble avis.
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Tonga le 07 Février 2013, 09:46:29 AM
Belle démonstration de la part d'André, et à laquelle je souscris entièrement. André oublie toutefois un paramètre qui distingue nos modèles du matériel réel: la présence sur de nombreux modèles du commerce de bandages d'adhérence caoutchoutés qui viennent fausser totalement l'application des lois de la physique, et qui accessoirement peuvent contribuer à l'encrassement de nos rails.
Titre: Re : Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: arnaud v le 07 Février 2013, 13:00:14 PM
Chouette réponse ici...
André merci.

Une question me vient à l'esprit: pourquoi privilégier les attelages sur la caisses et non les bogies?
Titre: Re : Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Polo le Belge le 08 Février 2013, 09:12:33 AM
Merci à André pour toutes ces explications très claires.

Citation de: Tonga le 07 Février 2013, 09:46:29 AM
... bandages d'adhérence caoutchoutés qui viennent fausser totalement l'application des lois de la physique, et qui accessoirement peuvent contribuer à l'encrassement de nos rails.

Je pense que ces bandages sont tout de même nécessaires si on veut garder une adhérence suffisante. En effet, si on reprend nos raisonnements concernant la mise à l'échelle HO, le poids (le volume) serait divisé par (87)3 et la surface par (87)2 ... or la pression sur le rail est de la forme Poids/surface, ce qui nous fait un déficit de 87 par rapport aux modèles réels ...
ça glisse !  et ça capte moins bien !!    ça glisse !  et ça capte moins bien !!    ça glisse !  et ça capte moins bien !!
A moins que je ne me trompe ?!?

Il y a aussi l'encrassement, c'est vrai, et même l'encrassement du bandage lui-même, ce qui diminue son efficacité et permet un transport des crasses sur le réseau.
De plus ces bandages n'aiment pas trop l'huile ou les produits antioxydants qu'on est tenté de mettre sur la surface des rails pour réduire les problèmes de contact ...

Comments welcome !

Cordialement,
Paul
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Tonga le 08 Février 2013, 09:39:08 AM
Il est bien correct que les paramètres physiques qui conditionnent l'adhérence d'une roue sur le rail ne peuvent pas être mis à l'échelle et que par conséquent les bandages d'adhérence sont nécessaires, surtout sur les véhicules les plus légers.
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: André S le 09 Février 2013, 00:29:36 AM
Ah, la question des bandages d'adhérence ! La saga n'est pas terminée ! Et comme je vois que Paul pose de bonnes questions, je m'empresse de donner mon avis en m'excusant par avance de l'abondance de mes propos. J'aime bien d'aller au fond des choses.

D'accord, Paul, la pression des roues sur le rail est théoriquement réduite au 1/87 sur nos modèles réduits. En pratique, cependant, il en va autrement.

Une petite définition ne fera pas de tort, histoire de s'entendre sur les termes. L'adhérence est en fait la force de frottement qui se développe entre les rails et les roues motrices d'une locomotive en action. En réalité, c'est la résistance au glissement ! Il faut aussi savoir (c'est Wikipédia qui le dit) que pour l'acier sur l'acier, le coefficient de frottement peut être aussi élevé que 0,78, dans les meilleurs conditions (conditions de laboratoire utopiques) et en réalité aux chemins de fer, ça se situe aux environs de 0,35 -0,5, tandis que dans des conditions extrêmes, il peut tomber jusqu'à 0,05, ce qui fait dégringoler l'adhérence qui dépend directement du coefficient de frottement.
Examinons maintenant l'affaire sous l'angle de la pression. Il faut savoir que dans la réalité, la surface de contact entre roue et rail est de l'ordre du cm², pas plus. Mais aussi que toutes les roues touchent les rails à cause des suspensions et donc que le poids de la loco est toujours réparti sur toutes les roues. C'est d'ailleurs en fonction de ce principe qu'on calcule la charge par essieu admise sur les lignes ferroviaires (17 à 28 tonnes selon le trafic autorisé).

En modèle réduit, on n'a aucune assurance que toutes les roues touchent bien le rail vu le manque de suspension et la qualité toute relative de la planéité des voies. Ce qu'on peut juste dire, c'est qu'il y en a 3 au minimum en vertu d'un principe de la physique.

Prenons le cas d'une loco pesant 100 tonnes à 6 essieux (donc 12 roues) et tenons compte que la surface de contact roue/rail n'est que de 1 cm² par roue ! Il s'ensuit que la pression que chaque roue exerce sur le rail est de  8,33 kg/cm² (correction : 8 333 Kg/cm², mea culpa).
A l'échelle 1/87, on aura toutes proportions gardées une loco pesant théoriquement 150 g pour une surface de contact entre roue et rail avoisinant 1,32 mm². La pression de chaque roue sur le rail serait donc de 150 g divisé par 12 (dans le meilleur des cas) soit 12,5 g pour une surface de contact roue/rail de 1,32 mm², soit en finale une pression de 9,47 g/mm² seulement. L'adhérence est dérisoire et cela en supposant que toutes les roues exercent une pression sur le rail.
Je suis bien donc d'accord avec Claude quand il dit : Il est bien correct que les paramètres physiques qui conditionnent l'adhérence d'une roue sur le rail ne peuvent pas être mis à l'échelle.

Conclusion  première : on a intérêt à lester la loco pour augmenter l'adhérence. Et comme les fabricants (pas tous) pensent que le résultat serait quand même insuffisant, ils installent des bandages d'adhérence avec les inconvénients cités par Paul.

J'avais prévenu que le sujet abordé dans ce fil méritait une attention particulière car il y a encore beaucoup à dire, vous allez voir.

Les bandages déposent en effet sur les rails un résidu gras qui encrasse les rails de sorte qu'une loco sans bandages d'adhérence perd au moins 50 % de son adhérence.
En outre, il ne faut pas croire qu'un rail neuf est propre ; un rail neuf ne veut pas dire un rail non gras. En réalité, il a été abondamment lubrifié lors du tréfilage (procédé de fabrication du profilé de rail).
Seconde conclusion : idéalement, il faut toujours nettoyer les rails avec de l'essence F ou un produit dégraissant, qu'il soit neuf ou en service. Idem pour les roues qui accumulent une quantité incroyable de crasse. Bien entendu, ceci vaut également pour une captation optimale du courant.
Faire rouler les trains, c'est bien, mais entretenir la voie et les roues a toute son importance, même si c'est barbant.
Encore un inconvénient dont on ne parle pas, les bandages d'adhérence influencent négativement les tractions multiples car les locomotives ne roulent pas exactement à la même vitesse et les bandages contrarient le léger patinage qui serait souhaitable pour un fonctionnement souple.
Ceci dit, tout le monde n'est pas partisan de la nécessité de doter de bandages d'adhérence les roues d'une loco. Les modélistes américains ne s'embêtent pas avec des bandages, eux. Leurs locos en sont tout simplement dépourvues et, soit dit en passant, elles possèdent toutes de fins boudins. Et pour qui a vu les longues rames que les locos tirent sur leurs réseaux, on se pose des questions sur l'utilité des bandages. On me rétorquera qu'ils créent des multitractions à tour de bras. Cela favorise l'adhérence, bien sûr, mais en creusant la question, on s'aperçoit qu'ils ont des locos sans bandages au moins aussi puissantes, parfois plus puissantes que nos européennes avec bandages.
Personnellement, je me suis procuré quelques locos américaines  pour en faire des locos privées pour mes zones industrielles et aussi pour le plaisir : pas chères du tout, lestées à souhait, roues aux boudins ultrafins, pas de bandages. Eh bien, ça tractionne pas mal.
Finalement, et depuis longtemps, je suis partisan de roues non bandagées. Si ma loco "s'essuie les pieds" dans une rampe en tête d'une rame de bonne longueur, je fais comme en réalité : une double traction. Autre avantage et non des moindres, la captation du courant est améliorée. C'est pourquoi, quand je peux, je les supprime sur mes locos surtout les diesels à 2 bogies dont un des deux ne capte pas le courant à cause des bandages d'adhérence.

D'autres avis ?
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: serow le 09 Février 2013, 03:02:59 AM
Brillante démonstration À laquelle je souscris pleinement surtout pour les bandages.
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Guytoonet le 09 Février 2013, 10:01:41 AM
Bonjour à tous  :)

Merci pour toutes ces explications, André!

Pour rebondir sur la question d'Arnaud, je pense que les attelages sur caisse, favorisent un débattement plus réaliste que s'ils étaient montés sur les bogies.
Du coup, ça diminue les risques de décrochage, ou autre, sur les passages d'appareils de voie et les suites d'éventuelles courbes/contre-courbes.
C'est bien ça, André ?  ;)

Maintenant, le profil d'une roue prévue pour bandage, n'est pas le même que celui d'une roue de captage (dixit, la gorge profilée).
La suppression du bandage ne va-t-il pas créer un manque de captage ou d'adhérence et un déséquilibre, sur la voie?

Pas certain d'avoir été clair, sur ce coup là, désolé  ;D

Guy
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: doomslu le 09 Février 2013, 10:02:55 AM
Intéressant sujet.

Juste une remarque:
Prenons le cas d'une loco pesant 100 tonnes à 6 essieux (donc 12 roues) et tenons compte que la surface de contact roue/rail n'est que de 1 cm² par roue ! Il s'ensuit que la pression que chaque roue exerce sur le rail est de 8,33 kg/cm².

100 tonnes dévisé pas 12 = 8.330 kg à mon avis.  ::)
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Tonga le 09 Février 2013, 10:39:00 AM
Non, non: le calcul d'André est correct, il s'agit bien de kg/cm2 puisqu'il part de l'hypothèse que le contact rail-roue est de 1 cm2. Là où je crois qu'il se trompe est que le contact rail-roue est en fait beaucoup plus petit que 1 cm2. Un autre facteur qui détermine la tenue sur voie des trains réels est l'inclinaison de la table de roulement des rails et la forme conique de la surface de roulement des roues. Rien de tel sur nos modèles, ce qui contribue aussi à changer la donne.
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: dgrr57 le 09 Février 2013, 12:31:50 PM
Moi, je pense comme Luc. Parce 8,3 kg/cm², c'est vraiment pas grand chose   ;)
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: André S le 09 Février 2013, 14:46:53 PM
Jusqu'à présent, pas de détracteurs ! Tant mieux, c'est que mon raisonnement semble correct.

A Eric :
Merci pour ton appréciation flatteuse  :) et je me doutais bien que tu serais d'accord avec mon opinion sur les bandages. Tu en avais parlé ailleurs mais je ne sais plus où.

A Claude :
Pour reprendre ta remarque concernant la surface de contact rail roue, certains disent qu'elle est de l'ordre du cm², d'autres de la taille d'une pièce de monnaie. Les sites spécialisés mentionnent que le calcul fait appel à la théorie de Herz pour un corps (l'acier) supposé élastique (ce qui expliquerait une certaine augmentation de la surface de contact) et les résultats varient. Donc, même les spécialistes n'ont pas de certitude absolue !
Quoiqu'il en soit, il est bien possible que la surface soit inférieure au cm² mais finalement peu importe car ça ne change rien au fait que, à l'échelle 1/87, la pression de la roue sur le rail est de l'ordre de 10 % de celle à l'échelle 1/1, en tout cas bien inférieure. Et la conclusion reste la même : augmenter le poids de la locomotive.
Mes nombreuses expériences dans ce domaine m'ont prouvé le bien-fondé de cette conclusion.

A Guy et Arnaud :
Les attelages fixés sur la caisse n'exercent aucune contrainte sur les bogies et c'est le but recherché. Ceux-ci sont ainsi libres dans leur débattement pour épouser la voie au maximum. Toute contrainte mécanique exercée sur un bogie par un attelage solidaire de celui-ci est source de déraillements intempestifs. Ici aussi, je rappelle que le lestage du wagon (voiture) joue un rôle important dans le bon contact rail roue.
Un inconvénient cependant. Il faut bannir les petits rayons. Avec mes attelages Kadee, ça passe très bien sur la courbe de 60 cm de rayon qui est mon minimum. Pour être honnête, je signale quand même que mes voitures voyageurs que je compose en rames complètes et indéformables sont équipées en majorité d'attelages courts à élongation, surtout les voitures de 30 cm de longueur. Autant profiter de l'aspect esthétique de ces attelages courts à tampons et soufflets joints.

Tiens, puisque j'ai parlé aussi de la qualité du contact électrique rail roue qui joue également un rôle important, j'ai oublié de rappeler que l'encrassement des rails est aussi dû aux mini arcs électriques en exploitation DC. L'adoption de l'exploitation DCC résout ce problème et concourt à maintenir les rails plus propres.
Titre: Re : Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Polo le Belge le 09 Février 2013, 17:21:06 PM
Citation de: André S le 09 Février 2013, 00:29:36 AM
Une petite définition ne fera pas de tort, histoire de s'entendre sur les termes. L'adhérence est en fait la force de frottement qui se développe entre les rails et les roues motrices d'une locomotive en action. En réalité, c'est la résistance au glissement !

Oui. Très précisément c'est la force de "frottement sec" qui s'oppose d'abord au glissement. C'est donc la force qu'il faut vaincre pour commencer à glisser (on parle alors de frottement statique). Dès que le glissement commence, la valeur du frottement "sec" se réduit brutalement : c'est le frottement cinétique. Il est lui aussi indépendant de la vitesse (et ne doit pas être confondu avec le frottement "visqueux" qui, lui, est proportionnel à la vitesse par définition).
Le frottement sec dépend essentiellement de la force exercée (perpendiculairement à la surface) entre les corps, donc le poids pour ce qui nous occupe, et de l'état de surface (le papier de verre procure une bien meilleure force d'adhérence, un bien meilleur frottement sec, que la plaque de verre de surface très lisse). A contrario, il ne dépend finalement pas (ou peu) de la surface de contact ce qui est logique puisqu' augmenter la surface diminue la pression (à poids total égal), donc l'un compense l'autre ... Et il me semble que c'est bien dans ce sens que vont vos interventions ...
Titre: Re : Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Polo le Belge le 09 Février 2013, 18:10:36 PM
Citation de: André S le 09 Février 2013, 00:29:36 AM
Prenons le cas d'une loco pesant 100 tonnes à 6 essieux (donc 12 roues) et tenons compte que la surface de contact roue/rail n'est que de 1 cm² par roue ! Il s'ensuit que la pression que chaque roue exerce sur le rail est de 8,33 kg/cm².
A l'échelle 1/87, on aura toutes proportions gardées une loco pesant théoriquement 150 g pour une surface de contact entre roue et rail avoisinant 1,32 mm². La pression de chaque roue sur le rail serait donc de 0,15 kg divisé par 12 (dans le meilleur des cas) et ensuite divisé par 87, soit 0,0014 kg pour une surface de contact roue/rail de 0,0132 cm², soit en finale une pression de 0,83 kg/cm² c'est-à-dire 10 % de la valeur à l'échelle 1/1. L'adhérence serait dérisoire et cela en supposant que toutes les roues exercent une pression sur le rail.

Bon, les chiffres sont les chiffres comme le pense Luc :
100 tonnes, 6 essieux soit 12 roues, 1 cm² par roue ... cela fait 12 cm² et 8.3 tonnes par cm² soit 83 kg par mm² (tout de même !)
En HO, je prend un cas un peu plus favorable (exprès  ;) : Une Fleischmann de 300 grammes sur 2 bogies (8 roues) et avec 1,32 mm² par contact nous amène à 28 grammes par mm²  ou 2,8 kg/cm² ... à pleurer ... :'(
On est loin du rapport 1/87 dont je parlais puisque le rapport est en fait de près de 3000 !
Sauf erreur de calcul ... ?!

Ceci dit, une surface de contact de 1,32 mm² en HO comparée à 1 cm² en vrai c'est un rapport dans les 1/75 au lieu de 1/87*87 (pour une surface) soit 100 fois plus ...
Et si le contact était aussi petit, la pression redeviendrait plus raisonnable ... Il ne reste plus qu'à tenter de vérifier la surface de contact rour-rail d'un modèle réduit HO  ;D
Ceci dit, il ne m'étonnerait pas qu'elle soit plus petite car il ne faut pas oublier que le poids de la loco réelle "écrase" le métal qui subit une déformation élastique (contribution à l'effet de cheminement), alors qu'en HO la déformation doit être inexistante !

Mais revenons à mon "post" précédent : ce n'est pas la surface qui compte mais le poids ... l'effet positif du lestage sur l'adhérence me semble donc évident.
Par contre cela va augmenter l'inertie :
- faudra pas démarrer trop vite sinon la force nécessaire sera aussi plus grande que dans le cas non lesté  ???
- et en côte, il va falloir monter ce poids ... ce qui demande plus d'énergie (stockée dans la masse, donc on la récupèrera en descente  ;D

Cordialement,
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: arnaud v le 09 Février 2013, 18:40:18 PM
Miam de la lecture (pour bientôt)...!
Pas assez de temps pour lire tout bien attentivement  :P mais j'y reviendrai volontiers  :)
Titre: Re : Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Polo le Belge le 09 Février 2013, 18:55:05 PM
Citation de: André S le 09 Février 2013, 14:46:53 PM
Jusqu'à présent, pas de détracteurs ! Tant mieux, c'est que mon raisonnement semble correct.
Aux chiffres près, ça se tient  ;)

Citation de: André S le 09 Février 2013, 14:46:53 PM
Tiens, puisque j'ai parlé aussi de la qualité du contact électrique rail roue qui joue également un rôle important, j'ai oublié de rappeler que l'encrassement des rails est aussi dû aux mini arcs électriques en exploitation DC. L'adoption de l'exploitation DCC résout ce problème et concourt à maintenir les rails plus propres.
Je pense que c'est à cause du fait qu'en analogique le moteur est directement alimenté par les voies; l'inductance du moteur (qui s'oppose à toute interruption de courant) peut, lors des pertes de contacts, développer des tensions telles qu'un arc électrique se crée (on voit d'ailleurs les petites étincelles bleues sous les roues) ce qui "pique" le rail et les roues ... Pour les roues c'est plus grave car elles n'ont qu'une longueur de roulement (circonférence) finie et elles vont donc en souffrir plus que le rail ... ce qui n'arrangera pas les contacts avec la voie  :o

Dans le cas du DCC, c'est un redresseur et un filtre capacitif qui se trouvent derrière le contact de voie ... c'est donc tout le contraire : le condensateur tend à maintenir la tension de voie pendant les coupures et les différences sont minimes.

Je vois certains d'entre vous penser "mais alors pourquoi ne pas ajouter un condensateur sur les moteurs des locos analogiques ?"  ::)
Cela peut se faire mais le problème est que la polarité dépend du sens de marche et qu'elle peut donc être positive ou négative ... ce qui exclu l'emploi de condensateurs électrochimiques (ceux qui ont les plus grosse capacités pour les plus petites tailles). On doit donc se limiter à des valeurs entre 100 nF (taille raisonnable) et quelques microfarads (quelques cm²  ;)
Un calcul grossier nous dit que 1 µF soumis à 0,5 A perd 1V en dt = C*dV/I = 2µs ... c'est pas beaucoup ...  :-\
Mais une autre approche est de se dire qu'il suffit de permettre au courant de continuer à circuler. Les électroniciens mettraient une "diode de roue libre" sur l'inductance ... mais nous ne pouvons pas : encore le problème de double possibilité de polarité ! Quant au condensateur, il peut aussi jouer ce rôle mais il faut qu'il puisse "avaler" l'énergie contenue dans l'inductance. Pour savoir si c'est possible il nous faut faire un petit calcul : ces inductances de moteur doivent être de l'odre du millihenry je pense; l'énergie est LI²/2 soit, pour 0.5A, une bonne centaine de microjoules. Sur une capacité de 100 nF cela ferait V=racine carrée (2*100 microjoules/C)=50 volts ... sauf erreur ...
C'est plus encourageant ! Et on trouve effectivement de petites capa sur certains moteurs ... A essayer !

Cordialement,
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Guytoonet le 09 Février 2013, 19:04:07 PM
Ah, encore un sujet parallèle  :)

Les démarrages et arrêts, souples et réalistes!
Sans compter sur les décodeurs à compensation de charge, voila un autre avantage du DCC  ;D
Titre: Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: André S le 09 Février 2013, 20:49:50 PM
OK, j'ai eu mes détracteurs et pour cause ! :-[

A Luc, Patrick et les autres.
J'ai corrigé ma bourde :-[ ! J'ai toujours dit : attention à la virgule mal placée dans les calculs. Ben voilà, bien fait pour ma pomme. Merci pour la correction. :)
Reprenons, on a donc affaire à une pression de 8 333 kg/cm² et par roue, ce qui nous fait environ 16,7 tonnes par essieu (faible charge par essieu mais on est dans la norme ici). Et pour les 6 essieux de la locomotive, on retrouve les 100 T.

A Paul.
Oui, bien d'accord, la loco de 100 T exerce une pression de 8 333 kg/cm² ou 83,33 kg/mm². Vaut mieux ne pas mettre son pied sous la roue  ::) ! C'est énorme !
Et pour la Fleischmann de 300 g, une pression de 28 g/mm², c'est en effet à pleurer ! Ça pénalise vraiment l'effort de traction et le contact électrique avec les rails.
Et bien d'accord avec tes conclusions. Il faut donc une bonne motorisation mais je constate que la plupart des locos sont équipées de bons et puissants moteurs largement capables de tirer "du poids".

J'ai eu envie de peser quelques-unes de mes locos pour comparer.
Locos diesels à 4 essieux :
Roco série 59 B 390 g
Roco BR 215 DB 400 g
Trix BR 217 (= 215) DB 560 g
Trix V 80 DB (petite loco) 315 g

Locos diesels à 6 essieux :
Mehano type 200 B 610 g
Brawa BR 132 DR  510 g

Je ne parle pas des vapeurs parce qu'il y a trop de variantes (motorisation sur le tender ou sur la loco ou les 2 via arbre à cardans).

La première chose que je remarque c'est le poids nettement plus élevé de la Trix par rapport à la Roco (BR 215 et 217). Et là on retrouve une qualité chère à Maerklin et Trix, entre autres, le poids élevé souvent dû à la caisse en métal.
La Mehano est la championne ! On sent le poids quand on l'a en mains et elle "arrache" les convois. Et la pression qu'elle exerce sur le rail est quand même de 51 g/mm² pour chaque roue.
Il n'y a rien à faire, il faut lester au maximum les locomotives ! Le moteur suivra en général. Et bien sûr une lubrification des paliers de temps en temps serait souhaitable. A ce propos, vive Train Controller (ou similaire) qui  indique le nombre d'heures de fonctionnement des locos et qui rappelle quand il faut faire l'entretien.

Quant à ton post suivant, je me contente de lire avec intérêt tes explications vu que tu es mon maître dans ce domaine.


Titre: Re : Re : Déraillement bogies dans courbes serrées
Posté par: Polo le Belge le 09 Février 2013, 22:15:30 PM
Citation de: André S le 09 Février 2013, 20:49:50 PM
A Paul.
...
Quant à ton post suivant, je me contente de lire avec intérêt tes explications vu que tu es mon maître dans ce domaine.

André, si j'étais Japonais je te dirais que "le misérable lombric électronicien que je suis n'arrivera jamais à la cheville du maître modéliste incontesté que tu es !"
Comme je ne suis pas Japonais  ;) , je te remercie sincèrement mais je t'engage à ne pas avaler "tout cru" ce que j'écris et à me corriger ou à me poser toutes les questions utiles pour que tous comprennent ce que je veux dire et puissent réagir ...
Après tout, et surtout, c'est un forum !

PS: et tu verras, parfois je me plante royalement ...

Cordialement,