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Le PBL2
(Le Presse Bouton Locomotive 2)






GÉNÉRALITÉS
Les premiers robinets de frein disposaient de commande mécanique (Ex : H7A), encore en service sur certains engins moteurs, qui grâce à un distributeur tournant sur une table fixe mettaient en communication différentes canalisations d’air qui réalisaient les différentes fonctions nécessaires à la commande du frein.
 
Grâce au progrès et à la recherche d’une meilleure ergonomie de conduite, la commande mécanique a été remplacé par une commande électrique.
Le frein à commande électrique (PBL2) à la même fonction que le frein à commande mécanique (H7A), c'est-à-dire qu’il est conçu pour réaliser dans la conduite générale, les variations de pression nécessaires à la commande du frein pneumatique.
 
Cette commande électrique a plusieurs avantages :
• Simplifier l’équipement de frein présent en cabine de conduite,
• Améliorer la maniabilité et la finesse de réglage du frein,
• L’automatisation de certaines manœuvres qui facilite le travail du conducteur,
• Transférer les équipements nécessaires pour réaliser les différentes fonctions du frein dans le compartiment moteur et non plus dans la cabine de conduite. Cela offre au conducteur un plus grand confort en éliminant les nuisances sonores dues à l’alimentation et en vidangeant l’air par le robinet de frein,
• Adaptation facilitée pour la télécommande et la vitesse imposée,
• Le PBL2 peut également être facilement adapté pour la commande électropneumatique sur l’ensemble du train.
 
Bien sûr pour obtenir tous ces avantages, la commande du frein ne se résume pas uniquement à commander des montées ou des baisses de pression dans la conduite générale.
 
De même l’exploitation ferroviaire nécessite un certain nombre de fonctions pour permettre au conducteur de faire face à un certain nombre de situations.

Origine du nom PBL2
A l’origine les manœuvres de serrage et de desserrage étaient réalisées en agissant sur deux boutons différents d’où le nom de « Presse Bouton » donné au robinet de frein. Actuellement on utilise un manipulateur de frein (MPF).
 
PBA : Presse Bouton Autorail ou Automotrice pour le freinage des trains courts et homogènes, 
PBL : Presse Bouton Locomotive pour le freinage des trains longs de voyageurs ou de marchandises. 
 
2 : 2ième version du frein.
Les FONCTIONS du PBL2
Le PBL2 assure 7 fonctions :
1. Marche,
2. Serrage gradué,
3. Desserrage gradué,
4. Neutre,
5. Grand débit,
6. Surcharge,
7. Freinage d’urgence.
 
Pour assurer ces 7 fonctions le PBL2 a besoin d'un grand nombre d’appareillage.
COMPOSITION de l'APPAREILLAGE
L’appareillage du PBL2 comprend :
Un circuit de commande (électrique) présent en cabine de conduite comprenant :
• Un commutateur d’isolement : Z(IS)FPB,
• Un manipulateur de frein automatique : MP(FPB),
• Un bouton poussoir grand débit : BP(GD), 
• Un interrupteur de surcharge : Z(SUR),
• Une lampe de signalisation de la surcharge : LS(SUR),
• Un bouton poussoir d’urgence : BP(URG), 
• Un manipulateur de frein direct : MP(FD).
 
appareillage pbl2
Appareillage PBL2 sur le pupitre

Ce circuit de commande est associé à des manomètres pour contrôle :
• Un manomètre RE (Réservoir Egalisateur), combiné avec le contrôle de la Conduite Principale (CP: aiguille rouge),
• Un manomètre CG (Conduite Générale) (à droite),
• Un manomètre CF (Cylindre de Frein) pour les bogies 1 et 2 (au milieu).
 
manometres
Manomètres situés sur le pupitre

Un circuit d’exécution présent sur le bloc frein qui permet d’assurer les 7 fonctions du PBL2 :
• Un réservoir égalisateur RE,
• Un relais principal RP,
• Une électrovalve de desserrage VE (DG),
• Une électrovalve de serrage VE (SG),
• Un détendeur pilote DP,
• Une valve de coupure VC,
• Une valve d’isolement VI,
• Une électrovalve neutre VE (N),
• Un manostat de pression minimale MC (H),
• Un manostat de réarmement MC (G),
• Un réservoir de première dépression RPD,
• Une valve d’automaticité VA,
• Une électrovalve de grand débit VE (GD),
• Une électrovalve de surcharge VE (SUR),
• Un réservoir de grand débit RGD,
• Un réservoir de surcharge RS avec son échappement linéaire.

Nota : 
Pour simplifier l’étude du PBL2 nous n’aborderons que la partie pneumatique. La partie électrique sera laissée de côté.
partie electrique du pbl2
Partie électrique du PBL2
La CONDUITE GÉNÉRALE
Nous savons maintenant que pour obtenir le serrage ou le desserrage des freins d’un train, il faut agir sur la pression présente à la conduite générale, et qu’ensuite le distributeur réalise les mises en communication nécessaire pour obtenir le serrage ou le desserrage.
 
Qu’est-ce que la conduite générale?
Il s’agit d’une conduite d'air présente sur les véhicules, qui sont eux-mêmes reliés par des accouplements, et qui permet de commander en amont le système complet nécessaire au freinage du train.
 
la conduite generale (cg)
La CG court sur l'ensemble du train

Que représente le volume de la CG d’un train ?
Prenons comme base un train de marchandises de 750 m, en sachant que le diamètre de la CG pour ce type de train est de 34 mm, et calculons le volume de la CG.
 
Le volume est donné par la formule : V = πR²h
 
Application numérique.
V = 3.14*(0.017*0.017)*750 ≈ 0.680 m³
 
Soit 680 litres.

La CG est alimentée en fonction "MARCHE" à 5 bars cela fait : 680 * 5 =  3400 litres.
 
Que se passe-t'il si on réalise une dépression dans la conduite générale ?

Comme le volume de la CG est important et que l’évacuation de l’air se fait par un seul point, à savoir le robinet de frein présent sur l’engin moteur :
• Dans un premier temps lorsque le conducteur commande une dépression, le manomètre CG indique une chute importante de la pression CG,
• Dans un deuxième temps lors de l’arrêt de la dépression, le manomètre CG indique une pression nettement plus importante qu’au moment de la dépression.
 
Pourquoi :
Comme l’évacuation de l’air se fait par un seul point au niveau de robinet de frein la pression diminue fortement et comme le manomètre est branché à ce niveau il répercute immédiatement cette baisse importante de la pression CG. 

Il faut bien avoir à l’esprit que comme la CG est très longue, lorsque le CRL crée une dépression, la pression baisse immédiatement au niveau de la tête du train (c'est-à-dire, l’EM et les premiers véhicules) et ensuite au fur et à mesure que l’on s’éloigne du point d’évacuation de l’air la pression baisse progressivement.
 
Si bien que lors du début de la dépression au niveau des derniers véhicules, la pression CG n’a pas diminuée.
 
Il faut un certain temps pour que cette baisse de pression ne parvienne à la queue du train et inversement.
Si bien que le freinage s’établit progressivement, de la tête du train vers la queue du train.
 
Ce phénomène posera problème lorsque l’on voudra circuler à des vitesses élevées (A partir de 160 km/h). 
 
La baisse de pression n’étant pas instantanée sur l’ensemble du train, lorsque le CRL interrompt la dépression, le volume d’air restant se stabilise à l’intérieur dans la CG, et la pression résultante se trouve à un niveau nettement moins important que celle indiquée par le manomètre. 
 
Il faut donc pour obtenir une dépression précise s’y reprendre à plusieurs reprises, ce qui compte tenu de la vitesse à laquelle circule le train, n’est pas acceptable.  
 
En effet le temps d’obtenir la dépression voulue et le train circulant toujours, la distance d’arrêt ou de ralentissement s’en trouve nettement augmentée ce qui est inacceptable pour la sécurité des circulations. 

Pour s’affranchir de ce problème la dépression commandée par le conducteur n’est pas réalisée dans la conduite générale, mais dans un réservoir beaucoup plus petit appelé Réservoir Egalisateur (RE).
 
La faible capacité du RE (3.9 litres) permet d’obtenir des variations de pression rapides et précises.
 
La pression du RE est ensuite répercutée à la CG.
 
Nota : Le freinage s’établit toujours de la même manière, de la tête du train vers la queue du train.
Pour s’affranchir de ce phénomène et permettre la circulation des trains à des vitesses supérieures ou égales à 160 km/h il faudra avoir recours au freinage à commande électropneumatique (FEP).
 
Conclusion.
Les variations de pression seront réalisées dans le RE et ensuite répercutées dans la CG par l’intermédiaire d’un relais principal (RP).
CONSTRUCTION du PBL2
          
            

           
            

              
                     

                 
                      

                  

Nous allons maintenant construire le frein.
L’étude du PBL2 est assez complexe c’est pourquoi de nombreux points ne seront pas abordés. Malgré tout j’ai essayé d’être assez complet et simple à la fois. J’espère que tout le monde y trouvera son compte.
 
partie pneumatique du pbl2
Schéma de principe de la partie pneumatique du PBL2

Le RÉSERVOIR ÉGALISATEUR (RE) et le RELAIS PRINCIPAL (RP)
Le réservoir égalisateur (RE)
Sa pression sert de référence pour réaliser les variations de pression dans conduite la générale. Elles sont commandées par le conducteur.
Sa capacité est de 3.9 litres.
 
Le relais principal (RP)
Il est chargé de répercuter dans la conduite générale les variations de pression réalisées dans le réservoir égalisateur par le conducteur.

Le RE est relié au relais principal pour servir de référence. La pression du RE agit sous la membrane déformable du relais principal et grâce à la tige creuse solidaire alimente la CG par le soulèvement du clapet supérieur de relais principal.
le reservoir egalisateur et le relais principal
Le RE et le relais principal

La SOURCE d'ALIMENTATION
Le relais principal (RP) est chargé de répercuter les différences de pression réalisées par le conducteur dans le réservoir égalisateur (RE).

La source d'air chargé d'alimenter la conduite générale (CG) est celle présente sur l'engin moteur : La CONDUITE PRINCIPALE.

La conduite principale (CP) agit sur la face supérieure du clapet du relais principal (RP).
la source d'alimentation la cp
La source d'alimentation : La CP
                                                                                                                                                                                                                                                           
L'ÉLECTROVALVE de DESSERRAGE et de SERRAGE
Les électrovalves de desserrage (VEDG) et de serrage (VESG), commandées par le conducteur, sont chargées de faire varier la pression dans le réservoir égalisateur (RE).

L'électrovalve de desserrage (VEDG) est chargée d'alimenter le réservoir égalisateur (RE) par l'intermédiaire d'un détendeur.

L'électrovalve de serrage (VESG) est chargée d'abaisser la pression du réservoir égalisateur (RE), en envoyant l'air du réservoir égalisateur (RE) à l'atmosphère.
les electrovalves vedg et vesg
La VEDG et la VESG et leurs liaisons avec le RE

Le DÉTENDEUR, la CRÉATION de la CONDUITE GÉNÉRALE
Le DÉTENDEUR
Le réservoir égalisateur (RE) est alimentée par l'air provenant de la conduite principale (CP).

Il est donc nécessaire d'alimenter à une pression identique la conduite générale (CG) et le réservoir égalisateur (RE).

La pression d'alimentation de la conduite générale (CG) est fixée à 5 bars.

Le relais principal (RP) répercute à la CG les variations de pression du réservoir égalisateur (RE).

Comme la pression de la conduite principale (CP) pour un engin moteur est comprise entre 8 et 9 bars il faut intercaler un détendeur (DET) afin d'abaisser la pression envoyée au réservoir égalisateur (RE).
 
La création de la CG
La conduite générale (CG) prend naissance au niveau du relais principal (RP).

Résumé :
1. L'air de la CP :
    • Alimente le RE par le haut du relais principal, qui arrive au détendeur, et abaisse la pression de la CP à 5 bars pour alimenter le RE,
2. Le conducteur commande ensuite la VEDG ou la VESG, qui lui permettent de régler la pression à l'intérieur du réservoir égalisateur (RE),
3. La pression du RE est acheminée sous la membrane souple du relais principal et en fonction de la pression présente dans la CG :
    • La membrane se déforme vers le haut pour mettre en communication la CP et la CG par le soulèvement du clapet et alimenter la CG pour la fonction desserrage,
    • Ferme le clapet lorsque les pressions CG et CP sont égalisées à 5 bars,
    • La membrane se déplace vers le bas en mettant, en communication la CG avec l'atmosphère pour abaisser la pression CG pour la fonction serrage.
creation de la cg
Le détendeur et la création de la CG

                                                                                                                                                                                                                                                            
La FONCTION DESSERRAGE
Mettons sous pression notre montage.
La CP est alimentée par les réservoirs principaux, cela provoque l'arrivée de l'air :
• Jusqu'à la VEDG,
• La chambre supérieure du relais est alimentée.
mise sous pression du circuit
Alimentation du montage, l'air arrive à la VEDG

Le conducteur place le manipulateur de frein (MPF) sur la position desserrage, cela provoque :
• L'ouverture de la VEDG et laisse passer l'air,
• Le réservoir égalisateur est alimenté, tant que le manipulateur de frein est sur la position desserrage,
• La pression au réservoir égalisateur augmente.
alimentation du re
Le RE se remplit
                                                                                                                                                                                                                                                           
La pression du RE parvient au relais principal, cela provoque :
• La déformation vers le haut de la membrane souple du relais,
• La tige creuse solidaire de la membrane souple se déplace vers le haut et soulève le clapet,
• La CP est mise en communication avec la CG : la pression CG augmente.
la cg est alimentée
La CG est alimentée

Lorsque le conducteur relâche le manipulateur de frein (MPF) cela provoque :
• L'arrêt de l'alimentation du réservoir égalisateur : la pression se stabilise au RE,

Lorsque la pression présente sur la surface supérieure de la membrane souple égalise la pression du RE cela provoque :
   • La déformation vers le bas de la membrane souple du relais,
   • La tige creuse solidaire de la membrane souple se déplace vers le bas et le clapet revient sur son siège,
   • L'alimentation de la CG est interrompue : la pression CG se stabilise,
   • L'on a réalisé un palier de desserrage.

Si l'on agit à nouveau sur le manipulateur de frein (MPF) les mêmes opérations se reproduisent et l'on obtient un nouveau palier de desserrage.

Lorsque la pression au RE atteint 5 bars, la pression n'augmente plus et la CG est alimentée à sa pression de régime : 5 bars.

Nota : La VEDG permet toujours l'alimentation du RE pour compenser les éventuelles petites fuites qui pourraient se trouver sur le circuit de frein. Les mêmes opérations se déroulent avec des amplitudes du relais moins importantes. On appelle cela : La fonction MARCHE.
palier de desserrage
Palier de desserrage
                                                                                                                                                                                                                                                           
La FONCTION SERRAGE
Le conducteur place le manipulateur de frein (MPF) sur la position serrage, cela provoque :
• L'arrêt de l'alimentation du RE par la VEDG (compensation de fuite),
• La VESG s'ouvre et laisse s'échapper l'air,
• Le réservoir égalisateur est mis à l'atmosphère tant que le manipulateur de frein (MPF) est sur la position serrage,
• La pression au réservoir égalisateur diminue.
la pression au re diminue
La pression au RE diminue

La baisse de pression au RE parvient au relais principal, cela provoque :
• La déformation vers le bas de la membrane souple du relais, puisque la pression présente à la CG (dessus de la membrane) est supérieure à celle présente au RE (dessous de la membrane),
• La tige creuse solidaire de la membrane souple se déplace vers le bas et vient se décoller du clapet supérieur,
• La CG est mise en communication avec l'atmosphère : la pression CG diminue.
la pression diminue à la CG
La pression CG diminue

Lorsque le conducteur relâche le manipulateur de frein (MPF) cela provoque :
• L'arrêt de la mise à l'atmosphère du réservoir égalisateur : la pression se stabilise au RE.

Lorsque la pression présente sur la surface supérieure (pression CG) de la membrane souple égalise la pression de la surface inférieure (pression RE) cela provoque :
 • La déformation vers le haut de la membrane souple du relais,
 • La tige creuse solidaire de la membrane souple se déplace vers le haut et vient en contact avec le clapet supérieur,
 • La vidange de la CG est interrompu : la pression CG se stabilise,
 • L'on a réalisé un palier de serrage.

Si l'on agit à nouveau sur le manipulateur de frein (MPF) les mêmes opérations se reproduisent et l'on obtient un nouveau palier de serrage.
palier de serrage
Palier de serrage
                                                                                                                                                                                                                                                            
La FONCTION NEUTRE
La fonction "NEUTRE" sert à vérifier l'étanchéité de la conduite générale (CG) pour connaître la valeur des fuites.

Cette fonction est utilisée, entre autre lors de l'essai des freins.

La fuite éventuelle à la CG ne doit pas excéder 0.3 bar à la minute. Cela correspond au seuil de sensibilité du distributeur.

Pour réaliser cette fonction, il est nécessaire de compléter notre schéma par :
• Une électrovalve "NEUTRE" (EVN),
• Une valve de "COUPURE" (VC),
• Une valve "d'ISOLEMENT" (VI).

Pour effectuer l'étanchéité de la CG, il faut :
• D'une part empêcher la CP d’alimenter la CG, c’est le rôle de la valve de coupure (VC), 
• D’autre part, empêcher la fuite de la CG à l’atmosphère, c’est le rôle de la valve d’isolement (VI). 
 
Ces deux valves sont commandées par l’électrovalve « NEUTRE ».
equipements nécessires pour la fonction neutre
Équipements nécessaires pour la fonction "NEUTRE"

Incorporons ces équipements supplémentaires et faisons les fonctionner.

Nous partirons avec la conduite générale (CG) à sa pression de régime, 5 bars.

Dans un premier temps l'électrovalve "NEUTRE" n'est pas alimentée. Nous sommes donc sur la position "MARCHE".
ven désexcitée
Électrovalve "NEUTRE" désexcitée

Fonctionnement :
• L'air de la conduite principale (CP) arrive simultanément au niveau de la valve de coupure (VC) et passe en même temps par l'électrovalve "NEUTRE",
• L'air de la conduite principale (CP) par l'intermédiaire de l'électrovalve "NEUTRE", arrive au niveau des deux valves, et vient exercer une pression sous la plus grande surface de l'équipement mobile de ces valves, ce qui a pour conséquence :
   • La valve de coupure se soulève et permet l'alimentation de la CG, si besoin, fonction "DESSERRAGE", et du RE par l'intermédiaire du détendeur,
   • La valve d'isolement se soulève et permet, si besoin la vidange de la CG pour la réalisation de la fonction "SERRAGE".

Le fonctionnement du frein pour les fonctions "SERRAGE" et "DESSERRAGE" n'est pas influencé.
                                                                                                                                                                                                                                                                 
Dans un deuxième temps l'électrovalve "NEUTRE" est alimentée électriquement. Nous sommes sur la position "NEUTRE".

Fonctionnement :
L'électrovalve "NEUTRE" est excitée et bascule cela provoque : 
• La mise en communication de la valve de coupure (VC) et de la valve d’isolement (VI) et l’atmosphère à travers l’électrovalve « NEUTRE »,
• La pression sous la grande membrane des deux valves diminue,
• Les ressorts présents à l'intérieur des deux valves poussent progressivement l’équipage mobile des deux valves vers le bas.
la pression baisse à l'interieur des valves
La pression baisse à l'intérieur des valves

Lorsque la pression à l'intérieur des deux valves est entièrement évacuée, l’équipage mobile, par l’action des ressorts présents à l’intérieur des valves, vient obstruer complètement :
• La valve de coupure, qui empêche maintenant l’alimentation de la CG. En cas de baisse de pression à la CG, elle ne peut plus être alimentée par la conduite principale (CP),
• La valve d’isolement, pour éviter une baisse de pression à la CG en cas de baisse de pression au RE.

Conclusion :
La conduite générale (CG) se trouve complètement isolée de son alimentation et de son évacuation.

A partir de ce moment le conducteur peut lire sur le manomètre CG, la valeur de l'étanchéité de la conduite générale (CG).
position neutre du frein
Position "NEUTRE" du frein
                                                                                                                                                                                                                                                                 
Les MANOSTATS G et H
Le PBL2 est conçu pour réaliser d’autres fonctions.
Ainsi pour la recherche de fuite, le frein doit pouvoir être alimenté, pour permettre la détection d'une fuite (bruit d’échappement) et en même temps assurer l’immobilisation du train.
 
C’est le rôle du MANOSTAT H, (manostat de pression minimale)

Le manostat H agit sur l'électrovalve de desserrage gradué.
• Il provoque une montée de pression de 3 bars au RE lorsque le frein est mis en service,
• Il permet de maintenir une pression de 3 bars dans le RE, qui est ensuite répercutée à la CG.
 
Le MANOSTAT G (manostat de réarmement), agit sur l'électrovalve de desserrage gradué, et provoque le réarmement du frein lorsque la pression atteint 4.8 bars,  
• Au cours du desserrage, lorsque la pression atteint 4.8 bars, le manostat G en agissant sur l'électrovalve de desserrage gradué permet le remplissage à 5 bars du RE. Le manostat G permet le desserrage total des freins du train.
Pourquoi : A 4.8 b à la CG l’on atteint le seuil de sensibilité des distributeurs. On ne peut plus garantir si le distributeur assure encore la fonction serrage ou marche.
manostats g et h
Manostats G et H

Le RÉSERVOIR de PREMIÈRE DÉPRESSION
Le réservoir de première dépression (RPD), assure une chute de pression minimale, lorsque le conducteur effectue un serrage alors que la pression de départ dans le RE est de 5 bars.

Si lors d'un serrage, le RE est à une pression inférieure à 5 bars, le RPD n'agit pas.

Cette chute de pression minimale et automatique est de 0.6 bars.

Rôle :
Le RPD permet d'obtenir une chute de pression minimale (0.6 bar) dans le RE répercutée à la CG, pour assurer le basculement des distributeurs (mise en action des freins) sur les véhicules situés en queue des trains longs.

Le fonctionnement du PBL2 est ensuite exactement le même que pour la fonction serrage.
le reservoir de premiere depression
Le réservoir de première dépression
                                                                                                                                                                                                                                                                 
RETOUR sur le RELAIS PRINCIPAL
Rappel : Le relais principal est chargé d'alimenter la conduite générale (CG), en fonction de la pression présente au réservoir égalisateur (RE).
Pour garantir 
l'automaticité 
du frein, le relais assure une alimentation à petit débit.

L'alimentation à petit débit est utilisée :
• Pour le maintien de la pression de régime à 5 bars lorsque le frein est en position : MARCHE,
• Pour la réalimentation de la CG lors de desserrage partiel.
alimentation à petit debit
Alimentation à petit débit

Lorsque l'on veut alimenter la conduite générale (CG), alors que celle-ci est à une pression de 0 bars, il est utile de pouvoir alimenter la CG avec un débit plus grand pour diminuer le temps de remplissage du train (CG et équipement de frein de chaque véhicule).

Pour réaliser cela le relais est constitué de deux clapets au lieu d'un seul.

Le clapet grand débit sera ouvert notamment pour les fonctions "GRAND DÉBIT" et "SURCHARGE".
relais grand debit
Alimentation grand débit

Modification du relais principal :
Pour obtenir l'ouverture à "GRAND DÉBIT" ou à "PETIT DÉBIT", il est nécessaire à l'intérieur du relais principal de :
• Séparer la chambre B en deux chambres B et B',
• Une cloison munie d'un orifice calibré sépare les deux chambres B et B', 
• Cette chambre B' est reliée à la conduite générale (CG).
                                                                                                                                                                                                                                                                 

relais petit debit
                     
                                                                                                Relais "PETIT DÉBIT"                           Relais "GRAND DÉBIT"

Fonctionnement :
1er temps.
Lorsque la différence de pression entre la conduite générale (CG) chambre B, et le réservoir égalisateur (RE) chambre C, est importante, la membrane souple se déplace largement vers le haut, et permet l'ouverture du relais à "GRAND DEBIT" (les deux clapets sont levés).
• La conduite principale (CP) chambre A, alimente la conduite générale (CG) chambre B, et la chambre B' par l'orifice calibré.
• Tant que l'appel d'air dans la conduite générale (CG) est important, il entre peu d'air dans la chambre B', de plus, il se crée une aspiration au point J qui s'oppose à l'entrée de l'air dans chambre B'.
• La pression dans la chambre B' étant très faible la tige creuse se lève en "GRAND DÉBIT".

2ième temps.
Au fur et à mesure que la CG se remplit, l'écart de pression entre la conduite générale (CG) et le réservoir égalisateur (RE) diminue cela provoque :
• Une diminution de l'écoulement entre la conduite principale (CP) chambre A, et la conduite générale (CG) chambre B,
• L'aspiration au point J diminue, la chambre B' commence à se remplir,
• Lorsque la pression à l'intérieure de la chambre B' est suffisante, la tige creuse commence à redescendre, et le clapet "GRAND DÉBIT" se ferme, la conduite générale (CG), se trouve alimentée en "PETIT DÉBIT",
• Lorsque la pression à la CG atteint la pression désirée, la tige creuse descend à nouveau et le clapet "PETIT DÉBIT" se ferme.
ouverture grand debit
                   
ouverture petit debit
                     
fermeture relais principal
                                         Ouverture "GRAND DÉBIT"                                          Ouverture "PETIT DÉBIT"                                             Fermeture du relais principal

La VALVE d'AUTOMATICITÉ
Lorsque le frein est en position "MARCHE", les petites fuites à la conduite générale (CG) sont compensées.

En cas de fuite importante à la conduite générale (CG) (fonctionnement d'un automatisme, trou dans la conduite générale (CG)), il se produit une baisse franche de la pression CG.

Cette baisse franche crée une aspiration au niveau du point J, entraînant l'ouverture à grand débit du relais principal.

Suivant l'importance de cette fuite elle pourrait être éventuellement compensée, par la conduite principale (CP), ou être difficile à détecter.

Il faut donc empêcher l'aspiration au point J.

C'est le rôle de la valve d'automaticité. (Elle garantit l’automaticité du frein en cas de freinage si les fonctions grand débit ou surcharge sont activées).

Pour éviter cette aspiration, il faut l'intercaler entre la chambre B' et le point J.
                                                                                                                                                                                                                                                                 

valve d'automaticite
Valve d'automaticité

branchement de la valve d'automaticite
Branchement de la valve d'automaticité
La FONCTION "GRAND DÉBIT"
La fonction "GRAND DÉBIT" est utilisée pour obtenir le desserrage des freins plus rapidement (alimentation de la CG), notamment pour les trains longs.

Il faut donc permettre la levée des deux clapets du relais principal.

Complétons le schéma en ajoutant :
• Une électrovalve de "GRAND DÉBIT",
• Un réservoir de "GRAND DÉBIT".
                                                                                                                                                                                                                                                                 

branchement de la vedg et du reservoir grand debit
Branchement de l'électrovalve et du réservoir "GRAND DÉBIT"

Fonctionnement :
Le conducteur appui sur le BPGD (Bouton Poussoir Grand Débit) cela provoque :
• L'ouverture de l'électrovalve de "GRAND DÉBIT",
• L'alimentation à la pression CP :
   • Du réservoir égalisateur, par un orifice calibré (le RE ne se remplit pas entièrement à la pression CP),
   • L'alimentation du réservoir "GRAND DÉBIT",
   • L'alimentation de la chambre inférieure de la valve d'automaticité,
   • L'alimentation de la chambre inférieure du relais principal.

Cela a pour conséquences :
• La pression de la chambre RE (chambre C) du relais principal est prépondérante à celle de la chambre CG (Chambre B et B'), la tige creuse se soulève,
• La chambre inférieure de la valve d'automaticité est alimentée à la pression CP, qui est prépondérante à la pression CG (chambre B') et du ressort de la chambre supérieure de la valve d'automaticité, la valve d'automaticité s'ouvre,
• L'ouverture de la valve d'automaticité autorise l'aspiration de l'air présent dans la chambre B' du relais principal,
• L'ouverture de la valve d'automaticité permet l'aspiration au point J, l'air présent dans la chambre B' est aspirée dans la CG,
• La vidange de la chambre B' du relais principal, permet la levée des deux clapets du relais principal.

Conclusion : La CG est alimentée en "GRAND DÉBIT".

appui sur bpgd
Appui sur le BPGD (Bouton Poussoir Grand Débit)
                                                                                                                                                                                                                                                                 
Le réservoir "GRAND DÉBIT" est alimentée en même temps que la chambre inférieure de la valve d'automaticité, Le RGD se remplit.

Lorsque la pression à la CG arrive à 4.8 bars, l'électrovalve "GRAND DÉBIT" cesse d'être alimentée, ce qui provoque :
• Le réservoir "GRAND DÉBIT" se vidange à travers l'électrovalve "GRAND DÉBIT" sur une durée de 50 secondes,
• La pression diminue progressivement dans la chambre inférieure de la valve d'automaticité,
fin d'alimentation de la vedg
Fin d'alimentation de la VEDG

• La valve d'automaticité finie par se fermer, son clapet revient sur son siège,
• La chambre B' commence à se remplir,
• La pression présente dans la chambre C diminue car elle se vide dans le RE.
fermeture de la valve d'automaticite
Fermeture de la valve d'automaticité
                                                                                                                                                                                                                                                                 
• La montée progressive de la pression dans la chambre B' et la baisse de pression dans la chambre C, provoque l'abaissement de la tige creuse, le clapet "GRAND DEBIT" se ferme. La CG est alimentée à petit débit.
le relais passe en petit debit
Le relais principal passe en "PETIT DÉBIT"

• Lorsque la CG arrive à sa pression de régime (5 bars), la pression de la chambre B s'ajoute à la chambre B' le relais principal se ferme. Retour à la normale.
cg a la pression de regime
La CG est à la pression de régime, le relais principal se ferme

La FONCTION "SURCHARGE"
Rôle de la "SURCHARGE" :
Rappels :
• L'alimentation de la conduite générale (CG) est nécessaire pour obtenir le desserrage des freins,
• Pour cela on met sous pression la conduite générale (5 bars).

L'air, lorsqu'il est envoyé à l'intérieur de la CG est soumis à des pertes de charge : il se comporte comme un fluide.

Ces pertes de charges sont le résultat de la dissipation de l'énergie mécanique du fluide, elles sont constituées par :
• Des pertes linéaires qui sont dues aux frottements de l'air contre les parois de la conduite générale (CG),
• Des pertes singulières qui sont dues aux modifications de la continuité de la conduite générale (CG) provoquées par les accouplements reliant les véhicules entres eux.
• ...

Plus la longueur d'un train est importante, et plus ces pertes de charge sont importantes.

Lorsque l'on alimente la conduite générale (CG) d'un train long (750 m) à sa pression de régime (5 bars), alors :
• La pression en tête du train est de 5 bars,
• La pression à l'intérieur de la conduite générale (CG) diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la source, due aux pertes de charge,
• La pression en queue du train est de 4.7 bars.
                                                                                                                                                                                                                                                                 

pertes en charge
Pertes en charge

Problématique :
Lorsqu'un train arrive à destination, le conducteur immobilise son train par une dépression dans la CG de 1 bar, l'engin moteur est alors dételé du train.

La pression à l'intérieur de la conduite générale (CG) s'établit avec une différence de 0.3 bar entre la tête et la queue.
immobilisation et retrait d e l'engin moteur
Immobilisation et retrait de l'engin moteur

Lorsqu'un autre engin moteur vient se mettre en tête du train mais à l'autre extrémité, voila ce qui se passe :
• La queue du train devient la tête et inversement, c'est à dire :
  • La pression en queue du train qui était de 3.7 bars, revient à 5 bars, puisqu'elle se situe maintenant en tête du train,
  • La pression en tête du train qui était de 4 bars est maintenant de 4.7 bars.
changement d'extremite de l'engin moteur
Etablissement des pressions dans la CG après changement d'extrémité de l'engin moteur

Conséquences :
Lorsque la pression de la conduite générale (CG), a été abaissée de 1 bar, les distributeurs sont passés en position serrage.
Lors de leurs passages en position serrage, les dispositifs de verrouillage se sont fermés, et les réservoirs de commande ont été isolés de la CG,

La pression présente à l'intérieur des réservoirs de commande des distributeurs avant le serrage est de :
• 5 bars pour la tête de train,
• 4.7 bars pour la queue du train.
                                                                                                                                                                                                                                                                 

pression reservoir de commande avant serrage
Pression au réservoir de commande avant serrage

La pression présente à l'intérieur des réservoirs de commande des distributeurs après le serrage est de :
• 5 bars pour la tête de train,
• 4.7 bars pour la queue du train.
pression reservoir de commande apres serrage
Pression au réservoir de commande après serrage

On constate donc que la pression, avant et après serrage, est la même dans les réservoirs de commande des distributeurs.
Lors du changement d'extrémité de l'engin moteur les pressions deviennent :
• 5 bars pour la tête de train et 4.7 bars pour le réservoir de commande du distributeur de tête,
• 4.7 bars pour la queue du train et 5 bars pour le réservoir de commande du distributeur de queue.
pression reservoir de commande apres changement extremite
Établissement des pressions lors du changement d'extrémité
                                                                                                                                                                                                                                                                  
On voit donc que :
• Pour obtenir le desserrage des véhicules situés en tête du train cela ne pose pas de problème, puisque la pression à la conduite générale (CG) est supérieure à la pression emmagasinée dans le réservoir de commande du distributeur : Le desserrage du véhicule peut être obtenu.
• Par contre pour les véhicules situés en queue du train, comme la pression à la conduite générale (CG) est inférieure à la pression emmagasinée dans le réservoir de commande du distributeur : Le desserrage du véhicule ne peut être obtenu.

Conclusion :
Pour obtenir le desserrage des véhicules situés en queue du train, il faut augmenter la pression à la conduite générale (CG) de manière à ce que celle-ci soit au moins équivalente à la pression présente dans le réservoir de commande des distributeurs des véhicules.

Pour obtenir ce résultat, le conducteur utilisera la fonction "SURCHARGE", qui permet d'augmenter la valeur de la pression de la conduite générale (CG) de 5 bars à 5.4 bars.

La pression de la conduite générale (CG) en queue du train, passe de 4.7 bars à 5.1 bars.

La pression de la conduite générale (CG), devient supérieure à la pression au réservoir de commande du distributeur : le desserrage peut être obtenu.

remplissage de la cg en surcharge
Remplissage de la CG en "SURCHARGE"

Complément :
La fonction "SURCHARGE" permet également de palier à un réglage différent du détendeur du frein d'un engin moteur à un autre.

Comme pour la fonction "GRAND DÉBIT", la fonction "SURCHARGE" permet l'alimentation à grand débit de la conduite générale (CG) mais à une pression de 5.4 bars.

Il faut donc permettre la levée des deux clapets du relais principal.

Complétons le schéma en ajoutant :
• Une électrovalve de "SURCHARGE" (EVS),
• Un réservoir de "SURCHARGE" (RS), avec un échappement linéaire.
branchement de la ves et du reservoir de surcharge
Branchement de la VES et du réservoir de surcharge avec échappement linéaire

Fonctionnement :
Le conducteur place l'interrupteur Z(SUR) sur marche cela provoque :
• L'ouverture de l'électrovalve de "SURCHARGE",
• L'alimentation à la pression CG :
   • Du réservoir "GRAND DÉBIT",
   • De la chambre inférieure de la valve d'automaticité,
   • Du réservoir de "SURCHARGE"

Cela a pour conséquences :
• Le réservoir de "SURCHARGE" va tarer le détendeur à une pression de 5.4 bars, le réservoir égalisateur est alimenté à 5.4 bars,
• La pression dans la chambre C du relais principal est prépondérante sur la pression chambre B et B', la tige creuse soulève les deux clapets, la CG est alimentée à 5.4 bars,
• La chambre inférieure de la valve d'automaticité est alimentée à la pression CG, la valve d'automaticité s'ouvre,
• L'ouverture de la valve d'automaticité autorise l'aspiration de l'air présent dans la chambre B' du relais principal,
• La vidange de la chambre B' du relais principal permet la levée des deux clapets du relais principal.

Conclusion : La CG est alimentée en "SURCHARGE" et à grand débit. 
                                                                                                                                                                                                                                   

alimentation en surcharge
Alimentation en "SURCHARGE"
Tant que l'interrupteur de "SURCHARGE" est sur marche, la conduite générale (CG) continue d'être alimentée en "SURCHARGE".

Lorsque la conduite générale (CG) est remplie à 5.4 bars, le conducteur place l'interrupteur Z(SUR) sur arrêt cela provoque :
• L'électrovalve de "SURCHARGE" est désexcitée,
• Le réservoir "GRAND DÉBIT" et le réservoir de "SURCHARGE", cessent d'être alimentés,
• Le réservoir "GRAND DÉBIT" et la chambre inférieure de la valve d’automaticité se vident par l'électrovalve de "GRAND DÉBIT",
   • Pour éviter un retour trop rapide au petit débit, la valve d'automaticité se ferme progressivement grâce au réservoir "GRAND DÉBIT". Ce retour à la normale prend environ 50s,  
• Le réservoir de "SURCHARGE" se vide progressivement à l’atmosphère par l'échappement linéaire en 3 mn environ,
  • L'élimination progressive de la pression au réservoir de "SURCHARGE", (0,4 bars en 3 mn) garantit de ne pas atteindre le seuil de sensibilité des RC,
  • Une élimination trop rapide de la "SURCHARGE" provoquerait le déclenchement des dispositifs de verrouillage des réservoirs de commande (RC) des distributeurs et donc le serrage des équipements de frein. 
les reservoirs rgd et rs se vident
Le RGD et le RS se vident à l'atmosphère

La pression dans le réservoir "GRAND DÉBIT" et dans le réservoir de "SURCHARGE" diminue, cela provoque :
• La fermeture de la valve d'automaticité,
• Le passage à petit débit du relais principal,
• La baisse de pression au réservoir égalisateur par le détendeur.
                                                                                                                                                                                                                                                                 

fermeture de la valve d'automaticité
La valve d'automaticité se ferme, le relais principal passe en petit débit

Lorsque la valve d'automaticité est fermée, cela permet :
• Le remplissage progressif de la chambre B' du relais principal,
• La fermeture du clapet petit débit du relais principal,
• La baisse de pression au réservoir égalisateur continue par le détendeur.
le relais principal revient à l'équilibre
Le relais principal revient à l'équilibre

L'augmentation de pression dans la chambre B' du relais principal permet :
• La pression de la chambre B' est supérieure à la chambre C,
• La tige creuse du relais descend,
• La conduite générale (CG) est mis en communication avec l’atmosphère via la valve d’isolement,
• La baisse de pression au réservoir égalisateur continue, par le détendeur.

La pression CG diminue
                                                                                                                                                                                                                                                                 

La cg se vide à l'atmosphère
La CG se vide à l'atmosphère

Lorsque les pressions dans le relais principal s'équilibrent :
• La tige creuse revient en contact avec le clapet du relais principal,
• La pression au réservoir égalisateur (RE) est revenue à 5 bars.

Retour à la normale.
les pressions s'équilibrent
Les pressions s'équilibrent : Retour à la normale
                                                                                                                                                                                                                                                                 
FONCTION FREINAGE d'URGENCE
Certaines situations nécessitent de la part du conducteur un freinage d'urgence.

Pour cela le conducteur dispose sur le pupitre d'un Bouton Poussoir d'Urgence (BP Urg).
bouton poussoir d'urgence
Bouton poussoir d'urgence

Fonctionnement :
Le conducteur enfonce le Bouton Poussoir d'Urgence (BP Urg) cela provoque :
• L'ouverture de la valve d'urgence,
• La mise à l'atmosphère de la CG par la valve d'urgence.
la cg est mise à l'atmosphere
La CG est mise à l'atmosphère par la valve d'urgence

Cela a pour conséquences :
La conduite générale (CG) est mise à l'atmosphère par la valve d'urgence, cela provoque :
  • L'excitation de l'électrovalve "NEUTRE" qui entraîne :
      • La fermeture des valves de coupure et d'isolement : La conduite générale (CG) ne peut plus être alimentée par la CP,
  • La pression dans la chambre B du relais principal diminue,
  • La pression dans la chambre B' du relais principal diminue,
• La pression du réservoir égalisateur (RE) devient prépondérante dans le relais : La tige creuse du relais principal soulève les deux clapets.

Conclusion : La pression de la conduite générale (CG) diminue.
la pression cg diminue
La pression CG diminue

La pression de la conduite générale (CG) diminue :
• La fermeture de la valve de coupure empêche la CP de compenser la perte de pression à la CG,
• Le RE se vide à l'atmosphère par la VEDG et la VESG désexcitées.
le re se vide dans la cg
Le réservoir égalisateur (RE) se vide dans la conduite générale (CG)
                                                                                                                                                                                                                                                                

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