ZF présente l'accouplement en fibres composites EcoFlex pour automotrices électriques (EMU)

ZF élargit sa gamme de composants de propulsion ferroviaire avec EcoFlex, un accouplement en fibres composites développé pour les rames automotrices électriques (EMU) et le matériel roulant de métro. Installé sur la chaîne cinématique entre le moteur de traction électrique et le réducteur suspendu à l'essieu, l'ensemble réunit en un seul sous-ensemble intégré la transmission de couple sans lubrification, l'amortissement dynamique de la torsion et une isolation électrique inhérente. Le composant répond aux exigences d'exploitation induites par l'augmentation de l'utilisation des parcs et la haute fréquence des services de transport de passagers, dans le but de réduire les coûts de maintenance du cycle de vie du véhicule et de prévenir les immobilisations imprévues en atelier.

Architecture élastomère-fibre et caractéristiques de performance
Le cœur mécanique de l'accouplement repose sur un disque composite flexible comprenant des faisceaux de fibres continues disposés circonférentiellement et intégrés dans une matrice élastomère. Les faisceaux de fibres à haute résistance à la traction transmettent le couple de fonctionnement tout en compensant simultanément les désalignements dynamiques angulaires, axiaux et radiaux entre le moteur de traction et le réducteur de transmission. La formulation élastomère offre une encapsulation environnementale, amortit les impacts mécaniques et respecte les normes d'inflammabilité et de toxicité des fumées spécifiques au secteur ferroviaire.

Les propriétés diélectriques inhérentes au disque élastomère-fibre garantissent une résistance électrique supérieure à 1 000 MΩ. Cette isolation à haute impédance empêche les courants de palier du moteur de traction de se propager vers le réducteur, éliminant ainsi les couches d'isolation auxiliaires ou les modifications de mise à la terre requises par les accouplements métalliques conventionnels. Dans sa variante de production initiale, la configuration EcoFlex transmet des couples nominaux allant jusqu'à 2 100 Nm et fonctionne à des régimes moteur atteignant 6 000 tr/min, des développements étant en cours pour des couples plus élevés.

Réduction de la maintenance et amortissement de la chaîne cinématique
Contrairement aux accouplements à denture bombée lubrifiés à la graisse conventionnels, l'ensemble non métallique élimine les réapprovisionnements périodiques en lubrifiant, prévenant les risques de dégradation de la graisse et espaçant les cycles de maintenance dus à l'usure. Les protocoles de maintenance opérationnelle n'exigent que des inspections visuelles périodiques, avec un remplacement complet de l'ensemble de disque flexible planifié à des intervalles de maintenance d'environ huit ans, selon les paramètres du cycle de service.

Les composants de la chaîne cinématique sont protégés par l'interaction de la matrice élastomère, des faisceaux de fibres internes et d'une bague de glissement intégrée, qui sert à amortir les pointes de couple dynamique et à atténuer les fluctuations de charge mécanique. Cette capacité d'amortissement atténue le transfert de chocs vers les engrenages et les roulements tout en améliorant le confort de roulement des passagers.

Rénovations de véhicules et essais de validation sur le terrain
La conception de l'accouplement prend en charge des moyeux d'arbre et des interfaces de montage adaptables, facilitant son intégration aussi bien dans les plates-formes de trains nouvellement construites que dans les programmes de rétrofit de parcs existants visant à remplacer les accouplements mécaniques exigeants en entretien.

À la suite des premiers essais de validation sur banc, ZF collabore avec un constructeur ferroviaire pour déployer l'accouplement EcoFlex dans le cadre d'essais opérationnels en service commercial de métro, afin d'évaluer les performances mécaniques sous conditions réelles d'exploitation et de générer des données pour le déploiement en série.

Édité par Romila DSilva, rédactrice à Induportals, avec l'aide de l'IA.