Treni merci lunghi e pesanti in esercizio: analisi sulla resistenza dei ganci ed evidenze sperimentali sugli effetti termici in frenatura.

The so-called heavy freight trains (over 1600 t), sometimes even long (740-750 m), are now among the leaders of the future of rail transport of goods. The aim of this paper is to analyse, both theoretically and experimentally, the impact that this solution may have on the traction units (hooks with their traction castle or yoke) and the braking system. Concerning the traction units, the technical reference in Italy, no longer binding from 2021, is Tab. 20, art. 61, of the General Preface of the Timetable of Services (named PGOS) containing the correlations between the maximum towed mass and the plan-altimetric characteristics of the line (performance grade). This reference is questioned and compared with other foreign institutional sources and with analytical calculations referring to “quasistatic” conditions of the trainset, departing from a standstill, and again in “dynamic” conditions at high speeds. As far as the analysis in the braking phase is concerned, this was carried out by means of thermal evaluations on data collected from experimental observations compared with data available in the literature. Among the main results, considering a precautionary limit hook load of 400 kN, both in the quasi-static and dynamic conditions, it appears that the maximum load section or degree of performance on which a train of 2000 t can circulate is 15/16, corresponding approximately to an equivalent resistance deriving from the infrastructure (i.e. gradient and resistance in curves) of 15‰, without prejudice to the possibility of using thrust or booster locomotives at the rear, in compliance with the provisions of art. 60 of the mentioned PGOS. The thermal evaluations of the braking system confirmed that the maximum values reached are compatible with those in the literature and that the behaviour of the braking blocks is different according to their type. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

I treni merci cosiddetti pesanti (oltre 1600 t), talvolta anche lunghi (740-750 m), sono ormai tra i protagonisti del futuro del trasporto merci ferroviario. Il presente articolo ha l’obiettivo di analizzare dal punto di vista sia teorico sia sperimentale gli impatti che questa soluzione può avere sugli organi di trazione (ganci con relativo castello di trazione) e sull’impianto frenante. Per quanto riguarda gli organi di trazione, il riferimento tecnico di partenza, dal 2021 non più vincolante, è la Tab. 20, art. 61, della Prefazione Generale dell’Orario di Servizio (PGOS) contenente le correlazioni tra massima massa rimorchiata e le caratteristiche plano-altimetriche della linea (grado di prestazione): questo riferimento viene messo in discussione e comparato sia con altre fonti istituzionali straniere, sia con calcoli analitici riferiti a condizioni “quasi-statiche” del convoglio, in partenza da fermo, sia ancora in condizioni “dinamiche” a velocità sostenute. Per quel che concerne l’analisi in fase di frenatura essa è stata effettuata attraverso valutazioni di tipo termico sui dati raccolti con osservazioni sperimentali comparate con i dati disponibili in letteratura. Tra i principali risultati, considerando uno sforzo limite cautelativo al gancio pari a 400 kN, sia nella condizione quasi-statica che in quella dinamica, risulta che la sezione di carico o il grado di prestazione massimo sul quale un convoglio da 2000 t può circolare è pari a 15/16, corrispondente all’incirca ad una resistenza equivalente derivante dall’infrastruttura (alias pendenza e resistenza in curva) del 15‰ fatto salvo la possibilità di utilizzare locomotive di spinta in coda, nel rispetto di quanto previso dall’art.60 della PGOS. Le valutazioni termiche sull’impianto frenante hanno poi confermato sia che i valori massimi raggiunti sono compatibili con quelli in letteratura sia che il comportamento dei ceppi frenanti è differente in base alla loro tipologia. [ABSTRACT FROM AUTHOR]