Le FEP
(Frein ÉlectroPneumatique)






PROBLÉMATIQUE
Lorsque l'on désire augmenter la vitesse des trains, le temps de mise en action des freins devient problématique.

En effet le retard à la mise en action des freins, vis-à-vis de la vitesse, dûs à la longueur des trains devient un handicap.

Pour un train de voyageur et pour un véhicule pris isolément :
• Le serrage complet est obtenu en 3 à 5s,
• Le desserrage est obtenu en 15 à 20s.

Pour un train de 700m en freinage d'urgence :
• Le début de serrage du dernier véhicule commence 2.5s après le premier véhicule,
• Dans la conduite générale la pression de 3.5 bars (correspondant au freinage d'urgence) est obtenue en queue du train 14.5s après celle de tête.

Ce retard à la mise en action des freins est dû :
• A la vitesse de propagation de l'air dans la conduite générale : 280 m/s,
• Au débit limité de la conduite générale dont le diamètre est de 26 mm pour un train de voyageur.

Le rôle de la commande électrique (FEP) est :
• D'obtenir la simultanéité dans la mise en action des freins en s'affranchissant de la vitesse de propagation de l'air dans la conduite générale qui est de 280 m/s.
• D'augmenter la maniabilité du frein au serrage et au desserrage,
• De diminuer les réactions longitudinales du train grâce à la simultanéité du freinage,
• D'obtenir l'inépuisabilité du frein.

Le gain obtenu est d'environ 180 mètres pour un train de 20 voitures circulant à 160 km/h.

Le FEP est obligatoire pour les trains circulant à 200 km/h et plus ainsi que sur les trains à 160 km/h et dépassant 470m.
PRINCIPE de RÉALISATION
La commande électropneumatique du frein (FEP).
Le fonctionnement du frein continu automatique reste inchangé mais la commande électrique vient compléter la commande pneumatique.
La commande électrique vient se superposer à la commande pneumatique qui se produit de toute façon.

Dans le cas ou la commande électrique n'est pas utilisée ou ne fonctionne pas, le frein continu automatique revient à son fonctionnement normal.

Ainsi les locomotives ou le matériel remorqué peuvent être incorporés dans tous les types de train. 

PRINCIPE de FONCTIONNEMENT
Rappel :
Lors d'un serrage l'air de la conduite générale est évacué par le robinet de frein situé sur l'engin moteur en un seul point, cela provoque :
Les véhicules de tête serrent en premier,
• Les véhicules suivant serrent au fur et à mesure jusqu'au dernier véhicule du train.

La vitesse de mise en action des freins dépend du temps nécessaire pour abaisser la pression dans la conduite générale sur l'ensemble du train.

evacuation de l'air de la cg par l'engin moteur
Evacuation de l'air de la CG par l'engin moteur

Lors d'un desserrage la conduite générale est alimentée par le robinet de frein situé sur l'engin moteur cela provoque :
Les véhicules de tête desserrent en premier,
• Les véhicules suivant desserrent au fur et à mesure jusqu'au dernier véhicule du train.

La vitesse de desserrage des freins dépend du temps nécessaire pour remonter la pression dans la conduite générale sur l'ensemble du train.

alimentation de la CG par l'engin moteur
Alimentation de la CG par l'engin moteur

Les problèmes de vitesse dans le serrage ou le desserrage sont dûs au fait que l'évacuation ou l'admission de l'air dans la conduite générale ne s'effectue que par un seul point, l'engin moteur. 

Pour s'affranchir de ce problème la solution consiste :
• A augmenter les points de remplissage de la conduite générale,
• A augmenter les points de mise à l'atmosphère de la conduite générale.

Principe de fonctionnement du FEP.
Le bût étant de s'affranchir de la vitesse de propagation de l'air tout en gardant le fonctionnement du frein inchangé, il est nécessaire d'adapter l'équipement existant.

Le serrage ou le desserrage s'effectuant en faisant varier la pression dans la conduite générale, il ne faut plus un point d'alimentation ou d'évacuation de l'air, mais multiplier les points d'alimentation ou de vidange de la conduite générale.
Cela est obtenu en incorporant sur chaque véhicule des électrovalves de serrage (EV (S)) ou de desserrage (EV (D))  montées sur la conduite générale, qui vont permettrent d'obtenir une simultanéité dans le remplissage ou la vidange de la conduite générale.

electrovalves montees sur la conduite generale
Electrovalves montées sur la conduite générale
ÉQUIPEMENT NÉCESSAIRE
La réalisation de la commande électropneumatique (FEP) nécessite des équipements supplémentaires.

Sur le bloc frein :
• Une modification sur le relais principal,
• Une commande électrique.

Sur chaque véhicule :
• Une conduite principale,
• Une ligne train,
• Une électrovalve de serrage,
• Une électrovalve de desserrage,
• Un détendeur d'alimentation

Sur le bloc frein :

Le relais principal :
Une tête électrique montée sur la tige creuse du relais principal permet de commander les électrovalves de serrage et de desserrage présents sur les véhicules du train.

Une commande électrique :
La commande électrique assez complexe, sera laissée de côté.

commande electrique fep
Commande électrique du FEP
Sur chaque véhicule :
Une conduite principale :
Pour obtenir un desserrage plus rapide des véhicules il faut multiplier les points d'alimentation de la conduite générale, afin de réaliser une simultanéité dans la remontée de pression sur toute la longueur de la conduite générale (CG).
A cet effet il faut disposer d'une source d'air qui coure sur toute la longueur du train.
Cette source d'air provient du réservoir principal (RP) de l'engin moteur qui est relié à une conduite d'air : la conduite principale (CP).

conduite principale
Conduite principale


Une électrovalve de desserrage :
Elle permet lorsqu'elle est excitée l'alimentation de la conduite générale (CG).

electrovalve de desserrage
Electrovalve de desserrage


Une électrovalve de serrage :
Elle permet lorsqu'elle est excitée la vidange de la conduite générale (CG).

electrovalve de serrage
Electrovalve de serrage


Un détendeur d'alimentation :

Le détendeur permet d'abaisser le pression de la conduite principale (CP) de 9 bars à la pression d'alimentation de la conduite générale (CG).

Le détendeur est piloté par le réservoir de commande (RC) du distributeur et permet d'alimenter la conduite générale (CG) entre 5 et 5.4 bars.

detendeur vers vedg
Le détendeur abaisse la pression CP et alimente la CG via la VEDG

Le détendeur alimente également le réservoir auxiliaire et permet d'obtenir l'inépuisabilité du frein. Cette fonction complète la réserve d'air du réservoir auxiliaire (RA) immédiatement lors d'un serrage sans attendre une remontée de pression dans la conduite générale (CG).

detendeur vers ra
Le détendeur abaisse la pression CP et alimente le RA
Une tête électrique.
Des contacts électriques sont montés sur la partie inférieure de l'équipage mobile du relais dans un boîtier appelé "tête électrique". Ces contacts électriques sont utilisés pour alimenter une ligne électrique qui court tout le long du train, et permet d'agir sur les électrovalves qui aident le relais dans la réalisation des variations de pression dans la conduite générale.

contacts electriques montes sur le relais principal
Contacts électriques montés sur le relais principal

FONCTIONNEMENT du FEP

Dans le fonctionnement du PBL2 l'équipage mobile du relais monte et descend pour permettre le remplissage ou la vidange de la conduite générale (CG).

Comme la commande électropneumatique complète la commande normale, les mouvements de la tige creuse du relais principal sont utilisés pour alimenter les lignes de serrage et de desserrage du FEP.

Lors d'un serrage.
La conduite générale le réservoir auxiliaire et le réservoir de commande sont à la pression de régime 5 bars. 

Le conducteur effectue une manoeuvre de serrage par le manipulateur de frein (MP FPB) cela provoque :
• Une baisse de pression dans le réservoir égalisateur (RE),
• La descente de la tige creuse du relais principal (échappement de l'air de la CG par le relais principal),
• Dans sa descente la tige creuse du relais principal alimente par sa tête électrique la ligne serrage :
    • La ligne serrage est alimentée,
    • La ligne retour serrage est alimentée par un contact situé en queue du train (montage sécuritaire),
    • Les électrovalves sont excitées,
    • Les électrovalves permettent une mise à l'atmosphère de la CG sur chaque véhicule,
    • Dès la baisse de pression au RA, l'alimentation par la CP permet de compléter la réserve d'air.

commande serrage fep
Serrage en FEP

serrage fep sur un vehicule
Serrage FEP sur un véhicule
Lors d'un desserrage.
 
Le conducteur effectue une manoeuvre de desserrage par le manipulateur de frein (MP FPB) cela provoque :
• Une remontée de pression dans le réservoir égalisateur (RE),
• La montée de la tige creuse du relais principal (alimentation de la CG par le relais principal),
• Dans sa montée la tige creuse du relais principal alimente par sa tête électrique la ligne desserrage :
    • La ligne desserrage est alimentée,
    • Les électrovalves sont excitées,
    • Les électrovalves permettent une alimentation de la CG sur chaque véhicule.

desserrage en fep
Desserrage en FEP
desserrage fep sur un vehicule
Desserrage FEP sur un véhicule