Un boghiul sau boghiul este un vagon situat sub un vehicul feroviar, pe care sunt fixate axele (și, prin urmare, roțile ). Este mobil în raport cu șasiul vehiculului ( locomotivă , vagon sau mașină ) și este destinat să se orienteze corespunzător în curbe.
Cuvântul bogie este un cuvânt de origine engleză care înseamnă cabriolet , adică o echipă trasă de cai ghidată cu ușurință.
Funcția principală a boghiurilor este de a facilita înregistrarea în curbe. Într-adevăr, boghiurile vehiculului pot pivota independent unul de celălalt, ceea ce permite raze de curbură mai mici și o distanță mai mare între axe (fie că conduc sau transportă).
Încărcarea vehiculului se sprijină, în general, pe boghiu prin intermediul unui glisor central (pe boghiu) și al unui pivot (solid cu cadrul vagonului) fixat de un stâlp. La vehiculele actuale, boghiul poate aluneca liber sub corp, ceea ce îmbunătățește confortul; se vorbește în acest caz de „pivot fictiv” ca la antrenorii SNCF de tip „ Corail ”.
La locomotivele cu abur , numărul de boghiuri a fost astfel mărit pentru a distribui mai bine greutatea locomotivei fără a înmulți numărul axelor motoare și, prin urmare, un ampatament rigid prea mare: un bissel cu o axă, apoi un boghiul de transport cu două axe în față , un boghiu parțial (sub formă de bissel) sau chiar un boghiu în spate, în plus față de axele motorizate.
Înregistrarea în curbe cu rază mică a mașinilor din ce în ce mai lungi a fost foarte rapid o problemă pentru materialul feroviar. Soluțiile oferite au fost de două tipuri:
De fapt, această ultimă soluție implementată pe materialul american va rezista. Conceptul de boghi a fost înregistrat pe30 decembrie 1812în brevetul nr . 3632 al fraților William Chapman și Edward Walton Chapman. Boghii s-au răspândit rapid în Statele Unite începând cu 1830 , deoarece materialul rulant a trebuit să accepte o cale prost amenajată. În Franța și în majoritatea țărilor europene, echipamentele feroviare au rămas cu două sau trei osii care nu pot fi direcționate (puntea centrală era fixată pe o placă glisantă transversal sub vagon sau mașină) care era permisă de calitatea. Drumuri. Boghiul a apărut pentru prima dată în Franța în jurul anului 1840 sau 1841 pe linia (care va fi integrată în PLM) între St Etienne și Lyon. Acestea sunt boghiuri suspendate pe un arc lamelar (conform unui desen din Homme et Choses du PLM) cu un ampatament redus de 0,94 m și plasate sub mașini la o distanță centrală de 4,1 m, fixate pe șaibe unse pentru a asigura rotația în curbe de 45m raza.
Din 1863 au existat faimoasele boghiuri ale lui CF Allen, Pullman pentru 23 de mașini. Aceste boghiuri sunt 4 axe cu un ampatament de 4,5m. Acest exemplu a fost folosit pentru mașinile și restaurantele de lux din Burlington până în 1880. Deja în acel moment se preconiza o viteză care ar merge de la 80 km / h la 120 km / h.
Până în 1867, majoritatea boghiurilor produse aveau un ampatament cuprins între 1,5 și 1,8 m ; dar în 1877 ampatamentul era de 2,1 m . Mașina de luat masa nr . 151 a CIWL este prima mașină din Orient Express care a primit boghiuri în 1883. Astfel s-a născut boghiul WL. CIWL va utiliza, de asemenea, cinci tipuri de boghiuri pentru mașinile sale (a se vedea diagramele de la pagina 53). Ulterior , în 1888, pe materialul remorcat de cale ferată de Vest, răspândit în jurul valorii de 1900 la autoturisme, apoi din fuziunea dintre companiile de stat de rețea (1908) , iar ulterior vagoanele de marfă (generalizarea la sfârșitul XX - lea secol). În acest timp, boghiul Pennsylvania se stabilizează într-o definiție în jurul anului 1935. Boghiurile Y25 sunt încă fabricate în 2020.
În ceea ce privește suspensia, suntem surprinși să aflăm că perna de aer a fost inventată de Levi Bissell în New York și brevetată în 1841 pentru o suspensie pneumatică. Au fost numiți „izvoare atmosferice” și utilizate între 1842 și 1860 la calea ferată Schenectady și Troy. Acest mod de suspendare va rămâne necunoscut mult timp înainte de a reapărea în timpurile moderne.
Pe locomotivele cu aburi , bisselul (creat de Levi Bissell), apoi boghiul și-a făcut apariția încetul cu încetul, pe măsură ce locomotivele au devenit mai puternice și, prin urmare, mai lungi și mai grele. Aceste axe sunt atunci doar purtătoare și sunt destinate să distribuie sarcina pe cale. A existat, de asemenea, boghiul-bissel în care axa de transport este legată de prima axă motrice, dintre care cea mai cunoscută a fost bogia-bissel „ Zara ”. Un alt caz special a fost utilizarea unui bissel cu două axe în partea din spate a mașinii, la fel ca pe locomotivele Hudson .
Nomenclatura numerică a locomotivelor cu abur , este o serie de trei cifre care indică numărul de osii „purtătoare față“, apoi numărul de axe motoare, atunci numărul de osii „purtătoare spate“. Astfel , celebra locomotiva Pacific de acord roți 231 include două axe de conducere în boghiu, trei axe rutiere, ax dolly. O nomenclatură echivalentă care folosește litere pentru axele motoare este utilizată pentru locomotivele electrice și locomotivele diesel .
Abia în 1950 , odată cu dezvoltarea locomotivelor electrice și diesel, boghiul motor a devenit răspândit. Acestea sunt apoi denumite locomotive cu „aderență completă”, cu toate acestea, o excepție în cazul A1A A1A, unde între fiecare ax motor există o axă distribuitoare de sarcină.
Pe lângă rolul său de legătură între axe și caroserie, boghiul îndeplinește rolurile de frânare , interfața dintre semnalizarea pe cale și caroserie, suspendarea întregului tren și, uneori, tracțiunea. Prin urmare, există două familii principale de boghiuri:
Fiecare vehicul ( locomotivă , mașină , vagon ) are propriile sale boghiuri (în general două), sau boghiurile sunt amplasate pe două vehicule ( boghiuri Jacob utilizate la trenurile articulate, în special TGV și Talgo ).
Fiecare bogie are, în general, cel puțin două axe, cu excepția cazurilor speciale, cum ar fi:
În ultimele două cazuri, creșterea axelor este consecința înlocuirii roților din oțel cu anvelope.
De obicei, podeaua vehiculului este situată deasupra boghiurilor. Cu toate acestea, această regulă nu se aplică anumitor tipuri de material feroviar: trenuri pe două nivele sau vagoane coborâte pentru sarcini voluminoase: podeaua sau suprafața de încărcare este apoi coborâtă între boghiuri. Există tramvaie cu podea foarte joasă, fără boghiuri.
Îmbunătățirea performanței boghiurilor este un element important în creșterea fiabilității, siguranței și confortului materialului rulant.
În funcție de traseul pistei, boghiul este supus unor forțe verticale sau transversale, respectiv accelerația verticală a boghiului și accelerația transversală a boghiului.
Pentru pistele gestionate de SNCF , caroseria și valorile de accelerație ale boghiurilor sunt înregistrate în mod regulat de o mașină special echipată cu senzori , mașina Mauzin . Din aceste valori se pot determina intervențiile pentru întreținerea căii.
Șină axă este în mod inerent rigid. Cu excepția axelor motorizate moderne, nu există diferențial. Pentru a limita alunecarea roților în curbe, datorită diferenței de deplasare între linia ferată exterioară și linia ferată interioară, roțile feroviare sunt conice, iar șinele sunt înclinate spre interior (cu 1 ⁄ 20 pe linia convențională și LGV).
Forța centrifugă tinde să deplaseze axa spre exteriorul curbei, ceea ce are ca efect plasarea roții exterioare în contact cu șina pe cea mai mare circumferință a acesteia, în timp ce roata interioară este în contact pe cea mai mare circumferință a acesteia. Diferența dintre circumferințele de rulare corespunde mai mult sau mai puțin diferenței de viteză liniară.
Această adaptare naturală, care ia locul unui diferențial, este mai mult sau mai puțin împiedicată de o cantitate insuficientă sau excesivă, în funcție de viteza și masa trenului.
De asemenea, asigură o centrare naturală a osiei pe șină. Cu excepția curbelor cu rază mică, flanșa roții nu atinge niciodată șina. Pe șinele în linie, partea uzată a șinei are de obicei lățimea de unu până la doi centimetri.
Această centrare este, în realitate, un „reorientare” perpetuă, în special la ieșirea unei curbe cu un cant insuficient sau excesiv. De osii au o mișcare oscilantă care dă boghiul o mișcare de rotație, cunoscut sub numele de „cotitură“. Această mișcare este amortizată de plăci de frecare între corpuri și boghiuri, sau chiar de amortizoare hidraulice (pe TGV-uri).
Această mișcare de rotire poate, prin frecare sau „biciuire”, să miște lamele acului . Acesta este motivul pentru care acele susceptibile de a fi parcurse cu mai mult de 40 km / h trebuie să fie echipate cu un dispozitiv de blocare. Această încuietoare este un dispozitiv mecanic de tip nereversibil: poate fi independentă sau acționată de tija de control a acului, dar nu și de lama acului în sine.