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Le frein au chemin de fer. |
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Le frein au chemin de fer. |
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Comment tout ca fonctionne. Bref historique. Un train n'est jamais facile à arreter, du fait de son poids, les risques d'emballement sont bien réels même encore de nos jours. Au siècle dernier, il fallait mettre des préposés au freinage appellés gardes frein, tout les x wagons. Ceux-ci réagissaient sur ordre du machiniste qui sifflait au freins. On comprend aisément les risques que cela comprenais, et, les accidents n'étaient pas rares loin de là. Un homme va pourtant changer cela, et, son invention fera sa fortune: c'est Georges Westinghouse qui invente le frein continu automatique. Son invention va révolutionner le monde du rail au point que le principe de base du système est toujours d'application aujourd'hui! Le principe. Deux petites définitions sont à retenir : - Frein continu : Tous les freins sont commandés d'un endroit. - Frein automatique : Le frein se met en action des que quelque chose s'oppose à son fonctionnement. De la tête à la queue du convoi se trouve une conduite à air comprimé dont la pression varie de 0 à 5 bars... Quand cette pression est à 5 bars, les freins sont lachés, si cette pression diminue les freins s'appliquent! Cela veut dire que si il-y-a une rupture d'attelage, un fonctionnement du signal d'alarme, d'une ouverture de la valve d'urgence (veille automatique, prise en charge du conducteur par la machine), automatiquement les freins s'appliquent et le convoi s'arrete. Mais comment - me direz-vous - cela fonctionne ? Description. On rencontre sur les véhicules ferroviaires deux sortes de freins actionnés pneumatiquement : - Le frein à bloc, ou des semelles en fonte ou composite agissent sur les bandages des roues. - Le frein à disque ou des garnitures s'appliquent sur les disques de freins, ces derniers étant disposés entre les roues ou dans le cas d'un essieu moteur, flasqués des deux cotés des roues.
Deux cas de presentent : L'ancien systeme ou sous le wagon ou la voiture, on trouve une série de barres, axes, ressorts qui servent à transmettre le mouvement du cylindre de frein ou du frein à vis aux blocs de frein ; Ces organes sont appellés timonerie. Le systeme moderne ou les cylindres de freins sont disposés sur chaque bloc de frein, ou par roue. A la SNCB, nous disposons aussi d'un système ou l'on trouve un cylindre de frein par bogie, et, sur chaque roue une ou plusieurs unités de frein composées des blocs, des regleurs de timonerie pour rattraper le jeu dans les blocs de freins à cause de l'usure.
C'est ici qu'intervient l'organe le plus important : le distributeur : C'est lui qui fait fonctionner les freins selon la pression dans la conduite du frein automatique. A l'origine les dispositifs de freins étaient composés de valves, mais le système s'est perfectionné.
Dans le schéma supérieur, les freins sont serrés, la pression d'air du réservoir auxilliaire (bleu) est envoyé vers le cylindre de frein (vert) par le distributeur. Bien entendu, la pression du réservoir auxilliaire est maintenue. Dans le schéma inférieur, la pression dans le cylindre de frein (vert) part à l'atmosphere, le cylindre se contracte et les freins se relachent. Dans le dispositif de freinage moderne, les freins sont modérables au serrage et au désserage, càd que l'on peut faire varier l'effort de freinage en plus ou en moins sans aucun probleme, ce qui n'était pas forcément le cas dans les premiers systèmes de freins automatiques.
Ici, nous voyons deux robinets différents, le petit est le robinet de frein direct, et le grand en dessous est le robinet de frein automatique. Les deux manomètres sont à gauche, le manomètre de la pression dans le cylindre de frein, et à droite (Grand manomètre) le manomètre de la pression dans la conduite de frein. Attention, il existe bien entendu d'autre types de robinets de frein, tel que des robinets à impulsion, ou, sous forme de sticks (SNCF)...
A noter comme spécifié en bas de page, que le frein direct peut aussi fonctionner sur plusieurs locomotives simultanément si ces dernieres roulent en unité multiple. A la seconde photo, les deux freins sont lachés, la pression dans le cylindre de frein est nulle. Il va de soi que l'on peut effectuer un serrage partiel avec le frein direct (2 bars au cylindre par exemple). Voyons maintenant grace aux deux photos qui suivent le serrage a l'aide du frein automatique.
Quelques autres types de freins. Le frein à vis. Lorsque un véhicule doit etre garé un certain temps, les cylindres de freins n'étant pas étanches à 100%, l'air s'échappe et au bout de quelques jours (parfois moins) les freins se relachent. Pour éviter cela, on immobilise le véhicule à l'aide du frein à vis, celui ci étant purement mécanique, le véhicule ne risque pas de repartir à la dérive. Actuellement, on met en service un nouveau type de frein d'immobilisation : Le frein de parking. Le frein éléctro-pneumatique. Appliqué aux trains de voyageurs et à certaines automotrices, ce système permet des variations plus rapides de pression de la conduite de frein. Simplement, l'échappement à l'atmosphere et l'alimentation se fait outre par le robinet de frein, également par un dispositif installé sous les véhicules remorqués pourvu qu'ils en soient pourvus. Ce dispositif est composé de deux éléctrovalves, l'une pour la vidange de la conduite et l'autre pour l'alimentation. Le fonctionnement des deux éléctrovalves est assuré par un cablot depuis la tête du train jusqu'à la queue. Le frein à récupération. Ce type de freinage disposé sur certains engins de traction fait fonctionner les moteurs de traction en génératrices, ce qui ralentit la vitesse. Le courant est envoyé dans la caténaire. Le frein rhéostatique. Le principe est le même sauf que l'intensité issue des moteurs de traction est dissipée dans des résistances ventilées. Le frein éléctromagnétique. Celui-ci n'agit qu'en cas de freinage d'urgence. Un bloc métallique est disposé entre les essieux du bogie à quelques centimetres du rail. En cas de forte chute de pression, le bloc se met sous tension et se pose sur le rail ce qui implique un frottement important et un freinage tout aussi important.
Ce frein équipe les locomotives et certaines automotrices. D'un usage plus rapide et plus souple, il ne fonctionne qu'au niveau de l'engin ou le freinage à été commandé sauf pour certaines automotrices et les locomotives fonctionnant en unité multiple ou le robinet de frein direct permet l'application du freinage au niveau de toutes les roues des engins.
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