CHAPITRE YI

Principe de la séparation du truck et de la caisse. — Comme nous Tavons dit, les premiers moteurs électriques appliqués à la propulsion des véhicules ont été simplement suspendus au plancher de la caisse, soit en entier, soit seulement par une de leurs extrémités, Tautre reposant sur Tessieu ; les voitures étaient d'anciens cars à chevaux dont on s'était contenté de changer les essieux et de renforcer le bâti inférieur. Mais les trépidations insupportables qui se transmettaient des engrenages à la caisse^ la détérioration rapide de celle-ci et des moteurs, et la nécessité de pouvoir visiter ou réparer facilement ces organes conduisirent à rendre l'appareil locomoteur complètement indépendant de la caisse en le logeant dans un châssis spécial porté par les roues et tout à fait distinct du reste de la voiture.

L'ensemble de ce châssis et de ses roues montées, le trucky pour employer l'expression américaine, constitue à lui seul un véhicule complet, sur lequel la caisse servant à renfermer les voyageurs est simplement posée et dentelle peut être enlevée à volonté.

Cette indépendance offre de telles facilités pour Tentretien et le remplacement des différentes parties du véhicule électrique, elle accroît à un tel point la durée du matériel que le principe du truck locomoteur séparé a été à peu près universellement adopté.

Il se retrouve avec les mêmes caractères généraux et les mêmes fonctions dans toutes les automobiles modernes, aussi bien celles de tramways que celles de chemins de fer. Mais c'est dans le matériel roulant des tramways que le changement du mode de traction a amené la transformation la plus profonde.

§ 1. — Trugks d'automobiles de tramways

Généralités. — Il n*y a aucune assimilation à faire entre le truck locomoteur des voitures de tramways électriques et le ch&ssis rigide analogue des automobiles à vapeur, à air comprimé ou à gaz : les conditions d'emploi des moteurs électriques comme moyen de propulsion sont trop différentes de celles des autres moteurs.

L'expérience déjà relativement longue acquise aux États-Unis dans la construction et l'exploitation des tramways électriques a d'ailleurs permis de fixer d'une manière à peu près certaine les meilleures dispositions à adopter pour satisfaire à ces conditions; le matériel roulant américain est ainsi parvenu aujourd'hui à un degré de perfection remarquable et peut servir de modèle aux constructeurs européens. C'est donc ce matériel que nous nous attacherons à décrire plus spécialement.

D'une manière générale, un truck de tramway électrique se compose de deux parties principales : le châssis et les trains de roues.

Le châssis est un cadre rigide rectangulaire formé de deux longerons reliés par des traverses. Les boùes à graisse^ dans lesquelles sont emprisonnées les fusées d'essieu, coulissent entre les branches de plaques de garde faisant corps avec les longerons, de façon à rendre les trains de roues solidaires du châssis; c'est par ces plaques de garde que le mouvement de translation de l'essieu moteur se transmet au véhicule.

Dans les premiers trucks électriques, qui ont fait leur apparition aux États-Unis en 1887, le châssis reposait directement sur les boites à graisse. Mais les secousses et les trépidations dues aux inégalités delà voie, qui se transmettaient ainsi intégralement au truck, modifiaient la structure du métal, détérioraient les moteurs, desserraient les boulons d'assemblage et disloquaient rapidement toute la charpente; la voie elle-même avait à souffrir du martelage répété produit par les réactions de cette masse non suspendue. On reconnut bien vite la nécessité d'interposer des ressorts entre le châssis et les boites à graisse.

Dans le même ordre d'idées, le moteur ne doit pas être fixé au truck d'une manière absolument rigide, et nous avons indiqué plus haut, avec détails, les procédés par lesquels les constructeurs s'efforcent de réduire la partie de son poids qui porte sur Tessieu sans intermédiaire élastique.

La caisse elle-même repose sur le châssis par d'autres ressorts, en sorte que la suspension de la voiture est double. Il en résulte une douceur de marche tout à fait remarquable et une réduction au minimum de Teffet de martellement résultant du passage des roues sur les irrégularités de la voie, puisqu'il n'y a guère que les essieux qui ne soient pas pourvus d'une suspension élastique.

C'est là le mode de construction exclusivement employé de l'autre côté de TAtlantique; s'il ne s'est pas encore absolument généralisé en Europe, c'est probablement qu'en. raison de l'état généralement meilleur de nos voies, l'attention de nos constructeurs n'a pas été aussi vivement appelée que celle de leurs confrères américains sur la nécessité d'une suspension aussi parfaite que possible, non seulement pour le confort des voyageurs, mais encore au point de vue de l'économie d'exploitation.

Conditions à remplir. — Les conditions à remplir par un truck électrique sont d'abord la solidité et Yindéformabilité. Les efforts imposés à la charpente par les réactions de la voie, notamment au passage des courbes, sont en effet beaucoup plus grands avec la traction électrique qu'avec la traction animale, par suite du poids et de la vitesse bien plus considérables du véhicule, qui, d'autre part, ne se trouve plus guidé par son attelage. A ces efforts extérieurs viennent se joindre les tensions intérieures produites par les moteurs et notamment l'effort de torsion qui résulte de l'attaque en deux points diagonalement opposés des deux essieux d'un truck à deux moteurs. Le châssis doit être assez robuste pour résister à ces efforts tout en conservant l'invariabilité de forme indispensable pour maintenir l'alignement parfait des engrenages. C'est une condition difficile à réaliser, car l'obligation de réserver la place des moteurs empêche tout entretoisement diagonal du châssis et ne permet que la consolidation des angles au moyen d'équerres ou de goussets ; en tout cas, l'indéformabililé doit être obtenue

indépendamment de la caisse , qui doit rester complètement distincte du truck.

En second lieu, le truck doit être facilement accessible dans toutes ses parties : le moteur et ses transmissions, les essieux et les roues, les coussinets de friction, en un mot tous les organes sujets à Tusure et à la détérioration doivent pouvoir être aisément visités et remplacés, sans qu'on ait besoin de démonter complètement le châssis.

Une autre condition essentielle, c'est que les ressorts de suspension soient disposés de façon à empêcher les mouvements de tangage et de roulis de la voiture, aussi bien à vide qu'en charge. Cette condition, importante pour les voyageurs, Test peut-être plus encore pour le matériel, que le martellement et les chocs ainsi occasionnés fatiguent excessivement. Le tangage surtout est nuisible, car il a pour effet de reporter alternativement la plus grande partie du poids du véhicule d'un essieu sur l'autre et produit ainsi les patinages partiels des roues et les inégalités de charge des moteurs dont les inconvénients seront analysés plus loin dans l'étude de la Traction. Il faut noter d'ailleurs que la tendance à osciller longitudinalement est forcément plus grande dans les voitures électriques que dans les voitures à chevaux, dont la longueur et la vitesse sont moindres et qui sont jusqu'à un certain point appuyées sur Tessieu d'avant par la traction de Tattelage.

Les trucks que fabriquent actuellement les bonnes maisons américaines satisfont convenablement à ces divers desiderata. Ils ne diffèrent guère d'ailleurs les uns des autres comme principe et se distinguent surtout par des détails de construction. Il est à noter que les formes tendent à se simplifier; les fabricants s'efforcent avec raison de réduire au minimum le nombre des parties de leurs trucks.

Suivant les cas, on emploie des trucks à deux, trois ou quatre essieux ; ces essieux peuvent être parallèles ou convergents. Nous allons passer en revue successivement ces divers types.

Trucks à deux essieux parallèles. — La forme de truck la plus simple et de beaucoup la plus répandue est celle à deux essieux fixés d'une manière invariable dans le châssis.

Le parallélisine qui en résulte est évidemment une gène pour rinscription du matériel dans les courbes. Pour atténuer cet inconvénienty on a soin de donner aux essieux, dans le sens longitudinal et dans le sens transversal, un certain jeu grâce auquel ils peuvent réaliser une minime convergence. Malgré cela, Técartement des essieux doit nécessairement rester assez faible pour permettre la circulation dans les courbes raides qu'on rencontre sur les tramways, et il en résulte des porte à faux souvent considérables.

Les véhicules à essieux parallèles circulant sur les tramways ordinaires, qui présentent des courbes de 20 m. de rayon et moins, peuvent difficilement avoir plus de 2 m. d'empattement. Comme, d*autre peurt, les voitures de tramvays fermées à deux essieux ne mesurent guère moins de 6 m. de longueur totale et que cette longueur atteint couramment 8 et même 9 m. dans les voitures d*été ouvertes, le rapport entre Técartement des essieux et la longueur de la caisse se trouve généralement compris entre 0,30 et 0,25 et s'abaisse parfois jusqu'à 0,20, alors que pour les véhicules de chemins de fer on recommande de ne pas descendre au-dessous de 0,50 \ Avec un porte à faux aussi grand, les véhicules ont une tendance extrême à donner du nez, surtout lorsque, comme cela arrive souvent, la charge n'est pas uniformément répartie^.

Aussi tous les efforts des constructeurs américains ont-ils tendu dès Forigine à combattre cet effet de balancement longitudinal.

Matériel américain. — Le problème était difficile, étant donné les surcharges excessives et les vitesses de 25 km. à Theure, et davantage, admises sur les tramways des Etats-Unis. Pour le résoudre , on a eu l'idée de prolonger les longerons du châssis au delà des plaques de garde et de placer aux extrémités de ces prolongements des ressorts amortisseurs spéciaux qui n'entrent en action que lorsque le véhicule tend à donner du nez. Il a fallu, en même temps, donner aux deux poutres ainsi formées une résis-

* Voir les ConTentions techniques relatlTes au matériel roulant de TUnion des chemins de fer allemands.

' n est à remarquer en effet que, sur les Toitares à plates- formes ouvertes, le séjour de la plate-forme d'avant est peu agréable par les mauvais temps et que les voyageurs ont dans ce cas une tendance à se concentrer sur la plate*forme d'arrière en désertant l'autre.

lance proportionnée à la longueur et au poids des nouvelles voitures, sans pour cela augmenter la hauteur totale du truck, car les Américains, estimant avec raison que Taccës des voitures de tramways doit être aussi commode que possible, veulent Tassurer

BI<Sva(ioD.

Plan.

Coupe transTenale.

Fig. 231. — Truck Taylor.

au moyen d'une seule marche, ce qui force à tenir la plate-forme à 0,70 m. au maximum du niveau des rails.

On trouvera ci-après quelques types de trucks modernes ; il suffît, pour voir combien ils diffèrent des anciens, de se reporter à la figure 108, page 141, qui représente un des premiers trucks de Sprague.

Dans le truck Taylor (fig. 231), que nous prendrons comme premier exemple.

262 LA TRACTION ÉLECTBIQUE

les longerons du chAssis sont formés chacun de deux barres plates placées de champ et maintenues ensemble par des boulons. Des plaques de garde en fonte sont boulonnées sur ces longerons, qui sont armés au moyen de tirants d'acier

passant sous les plaques de garde. Le ch&ssis est entretoisé par deux poutres armées légères, placées à chaque extrémité, et par deux traverses intermédiaires en fer plat, qui servent de support aux moteurs (ces entretoises ont été supprimées sur la figure). Des ressorts à lames sont interposés entre

les bolles à graisse et le chAssis. La caisse repose sur deux autres paires de ressorts elliptiques doubles appuyés sur les entretoises eitrimes ; elle est mainteoue eu place par deux bouloas traversant ces eutretoises et eutourés de ressorts en spirale destinés & amortir les mouvements de tangage. Rien de plus facile, avec cette disposition, que d'enlever la caisse du truck, car il snfllt pour la rendre libre de desserrer deux écrous.

Flg. 234, — Truck Brill.

Ce truck se construit en trois grandeurs, correspondant k trois écartementa d'essieux différents. La distance entre les axes des ressorts de suspension extrêmes est de

3°>,35 avec l'écartemenl de l<°,83,

et 3 ,66 — 2 ,U.

Fig. 235. — Chissia du truck Brill.

Avec des roues de 0,76 m., le dessous des brancards de la caisse se trouve è 0,69 m. des rails lorsque la voiture est vide.

Un grand nombre de trucks européens sont imités du truck Taylor, notamment ceux de la plupart des voitures équipées par la C* française Tbomson- Bouston.

Le truck Peckham, un des plus en faveur aux Etats-Unis ', est caractérisé par ses longerons en forme de poutre à consoles, dite " cantilever». La ligure 232 montre l'un des modèles de ce truck. Le longeron, représenté séparément sur la flgure 233, est constitué par des barres d'acier plat, rivées sur les plaques de garde ; la membrure inférieure de la poutre est complétée par des entretoises

I Europe sur les lignes de Bristol, Dublin,

amovibles en fonte, qui relient les extrémités des branches de la plaque et sont maintenues en place par des boulons. Pour sortir les essieux du chftssis, il suffît de démonter ces pièces et de lever le truck. Les boites à graisse ne jouent pas, comme à Tordinaire, entre des glissières ; elles reposent simplement sur un pivot venu de fonte avec Tentretoise qui ferme Touverture des fourches. Les ressorts interposés entre les boites à graisse et le chftssis sont des ressorts à boudin gradués, composés de deux hélices concentriques, enroulées en sens contraire pour annuler Teffet de torsion résultant du raccourcissement du ressort ; ils reposent sur les boites à huile par Fintermédiaire de rotules. La caisse est boulonnée sur deux semelles longitudinales, distinctes du chftssis

BléTation.

Fig. 236. — Truck Demis.

Vae par bout.

proprement dit, dont elles sont séparées par un jeu de ressorts. On a adopté, pour la suspension de ces semelles, une combinaison de doubles ressorts ft lames et de ressorts en hélice, bien gradués de manière à entrer en jeu les uns après les autres : les premiers agissent seuls sous les faibles charges ; lorsque le poids augmente, ils sont renforcés par les ressorts à boudin ; de cette manière, la marche de la voiture est aussi douce à pleine charge qu*à vide, avantage qui a son importance sur les mauvaises voies. D'autres ressorts spiraux sont disposés aux extrémités du chftssis pour empêcher la voiture de donner du nez, et sont eux-mêmes complétés par des ressorts du même genre renversés, qui s*opposent aux mouvements de soulèvement de la caisse.

Le système de suspension du truck Peckham permet aux essieux d'osciller dans de larges limites sans qu'il se produise de mouvements périodiques de la voiture. On notera, en outre, que le constructeur a réduit au minimum le

VOITUnES AUTOMOBILES 265

nombre des boulons, toujours sujets k se desserrer sous l'intluence des vibrations ; tous les assembl&ges du ch&ssis sont rires à chaud.

Les principaux modèles de trucks à S essieux fabriqués par la compagnie Peckbam sont indiqués ci-dessous, avec leurs dimensioDS, poids et prix :