El sistema Arnoux es un sistema de articulación ferroviaria, para girar sobre vías férreas, inventado por Jean-Claude-Républicain Arnoux y patentado en Francia en 1838. Arnoux fue el ingeniero jefe de la Línea de Sceaux , que originalmente se construyó con radios muy estrechos en la zona de Sceaux, Hauts-de-Seine .
Con el apoyo de la Academia Francesa de Ciencias , Arnoux ideó un nuevo sistema de articulación que permitía girar las ruedas del tren, el système ferroviaire dit Arnoux ("sistema ferroviario de Arnoux"), y se construyó la Ligne de Sceaux para probar sus prototipos. La línea comenzó a utilizarse comercialmente en 1846, pero el coste de operación y el uso de un ancho de vía de 1.750 mm ( 5 pies 8 pulgadas)+7 ⁄ 8 in) hizo que no se utilizara más ampliamente. La invención delbogielo hizo redundante. Fue abandonado por completo en 1893.
Cuando los ferrocarriles de vapor estaban en sus inicios, los trenes estaban compuestos por una locomotora de vapor y uno o más vagones de ferrocarril con dos ejes fijos. A medida que aumentaba la velocidad, este diseño causaba un desgaste significativo de las vías y una inestabilidad en el balasto de las mismas .
Para paliar estos defectos, Arnoux propuso un sistema de ejes articulados , en el que el ángulo de giro de las ruedas se reducía prácticamente a cero. Arnoux adaptó el sistema utilizado en los carros tirados por caballos, en el que cada eje giraba en su centro, para que se aplicara de forma uniforme sobre los dos ejes juntos.
Arnoux ideó un sistema de cadenas y poleas para que cada una de las ruedas se ajustara correctamente en su giro a través de la curva: tan pronto como el eje delantero comenzaba a girar, todos los demás ejes también giraban en la misma cantidad. En realidad, esto era un error de diseño fatal ya que en un tren largo no todos los vagones están en la misma parte de la curva. Un compromiso fue utilizar poleas de diferentes diámetros, con ruedas guía en la locomotora para controlar su movimiento. Además, se utilizó un ancho de vía de 1.750 mm ( 5 pies 8 pulgadas)+Se esperaba que 7 ⁄ 8 pulgadas) brindara mayor estabilidad.
Este sistema no era adecuado para las locomotoras de vapor , por lo que Arnoux inventó un sistema independiente para ellas. Las locomotoras tenían una disposición de ruedas 2-4-2 y las ruedas motrices no tenían bridas . Las ruedas de apoyo estaban dispuestas para pivotar y estaban controladas por ruedas guía casi horizontales. [1]
Arnoux solicitó su patente, número 8342, el 28 de marzo de 1838.
Entre 1839 y 1840 se realizaron pruebas en Saint-Mandé en un circuito de 1 km construido por Alexis Dulong. Estas pruebas demostraron con éxito la estabilidad y seguridad del sistema. Organismos públicos, el duque de Aumale y numerosos miembros de la Academia Francesa de Ciencias , [2] entre ellos François Arago . Todos elogiaron unánimemente el sistema.
Después de esta experiencia, Arnoux recibió el Grand Prix de Mécanique ("Gran Premio de Ingeniería Mecánica") otorgado por el Instituto. [2]
Por sugerencia de François Arago , el sistema Arnoux se puso en marcha en la línea de Sceaux, que unía París con Sceaux, en Hauts-de-Seine . El 5 de septiembre de 1844, Arnoux y el ministro de Obras Públicas firmaron un contrato para construir y explotar la línea.
La línea comenzó a funcionar en 1846, partiendo de la Barrière d'enfer ("Puerta del Infierno") (ver estación Denfert-Rochereau ) con un edificio de pasajeros en curva de 25 metros de radio (82 pies) sobre un bucle de globo para permitir que los trenes invirtieran la dirección. La ruta tenía entonces su primera parada en Arcueil , luego Bourg-la-Reine en una curva de 30 metros de radio (98 pies). La pendiente hacia Sceaux era recta hasta la estación de Fontenay-aux-Roses , luego tenía una sucesión de curvas en radios de 63, 70 y 50 metros (207, 230 y 164 pies); el gradiente era de hasta 11 mm/m (1,1%, 1:91), lo que era significativo. En total, la línea tenía una longitud de 10,5 km (6,5 mi).
De hecho, el problema se solucionó gracias al bogie , inventado en EE.UU. poco después de su inauguración, pero desconocido en Europa por aquel entonces.
El sistema Arnoux guarda cierta similitud con el sistema patentado por Cleminson . Ambos están diseñados para mantener los ejes radiales respecto de la curvatura de la vía.
Talgo utiliza ruedas independientes montadas en un "rodal" entre los vagones. Las barras de unión mantienen el "rodal" alineado tangencialmente con la vía. Al igual que Arnoux, este sistema utilizaba originalmente vías de ancho de vía ancho (ibérico), pero las versiones recientes se utilizan en ancho estándar o utilizan ancho variable.
Las investigaciones actuales pueden redimir el sistema Arnoux reemplazando sus articulaciones de dirección mecánica con sistemas electrónicos modernos. El enfoque más prometedor coloca motores de tracción independientes en cada rueda que no solo impulsan el vehículo sino que también dirigen el juego de ruedas individual mediante vectorización de par, lo que promete un peso y una complejidad reducidos en comparación con los bogies actuales, al tiempo que reduce el desgaste tanto del tren como de la vía. [3] [4] Algunos ejemplos incluyen Actiwheel y su tren de rodaje propuesto para el tren de próxima generación.
El uso del sistema Arnoux desde París a Limours fue abandonado en 1883 durante las negociaciones con el gobierno y la Compagnie du Chemin de Fer d'Orléans à Rouen para la construcción de nuevas líneas. [5] y la Ligne de Sceaux fue la única construida según su diseño, con su ancho de vía inusual y construcción específica de vagones y locomotoras. [6] La vía fue reemplazada de la noche a la mañana por una de ancho estándar en mayo de 1891.