Le frein, pierre angulaire du chemin de fer, sans lui, rien n’est possible.
Pas de grande vitesse, pas de possibilité de ralentir ou d'arrêter les trains sur des distances maitrisées, entraînant un non-respect de la signalisation ou des arrêts, donc pas de sécurité.
En effet, le freinage, qui consiste à détruire l’énergie cinétique d’un train, principalement par une transformation en chaleur, constitue une limite pour les matériels roulant tant la difficulté pour y parvenir est grande.
De plus le contact roue-rail (acier sur acier) offre un coefficient de frottement faible qui autorise la remorque de trains lourds (1800t ou 2400t).
A l'inverse, l'inconvénient d'un coefficient de frottement faible, par rapport à un contact roue caoutchoutée et sol bitumé pour un véhicule routier, est de limiter les possibilités de freinage.
Ainsi, la distance d'arrêt pour un train est nettement plus importante que pour une voiture.
Exemple :
Pour une vitesse de 130 km/h la distance d'arrêt nécessaire est :
• Pour une voiture : 170m,
• Pour un train : 630m.
On voit ici la raison pour laquelle un train ne peut circuler à vue, comme une voiture, et la justification de la signalisation d'annonce d'arrêt ou de ralentissement.
Les types de freinage utilisés sur un train sont nombreux, on peut citer :
• Le frein pneumatique :
• Le frein direct,
• Le frein continu automatique avec différents robinets de frein.
• Plusieurs types de robinets de frein existent ou ont existé :
• H7,
• H7A,
• H7A modifié,
• PBL1,
• PBL2,
• PBL2 modifié,
• Manométrique,
• Linéaire,
• PBA,
• PBA 2 H,
• PBA 2 SH,
• …
• Le frein électrique :
• Par récupération,
• Rhéostatique,
• Le frein magnétique,
• …
Ces différents types de frein peuvent se retrouver simultanément sur un train, sur un élément automoteur, ou sur un engin moteur, et fonctionner individuellement ou simultanément.
Le frein le plus répandu en chemin de fer est le frein pneumatique.
Il consiste à appliquer des semelles de frein, sur le bandage des roues, ou sur des disques, pour obtenir en effort retardateur.
Ce type de frein est utilisé, aussi bien, pour freiner les engins moteurs que les trains de voyageurs ou de marchandises.
Pour ce faire l’on doit disposer d’un cylindre de frein qui, lorsqu’il sera alimenté en air permettra l’application de la semelle de frein sur la roue.
La pression envoyée au cylindre de frein par le conducteur permettra d’obtenir un effort retardateur plus ou moins important.
