La PRODUCTION D'AIR






GÉNÉRALITÉS
Les circuits pneumatiques sur les engins moteurs sont très nombreux. Leurs présences se justifient par le fait que sans eux, la demande en électricité serait beaucoup plus importante, il faudrait donc disposer de batteries de plus grandes capacités.

Sur les engins moteurs, l'air est utilisé pour faire fonctionner un grand nombre de circuits :

Pour la remise en service des engins moteurs :
• Montée des pantographes,
• Fermeture et ouverture des disjoncteurs,
• Démarrage des moteurs diesels,
• ...

Pour des fonctions annexes : 
• Avertisseur sonore,
• Essuie-glaces, lave-glaces,
• Graisseurs de rail,
• Sablières,
• Suspension,
• Fonctionnement du graduateur,
• Fermeture des portes,
• ...

Pour différents appareillages :
• Electrovalve,
• Contacteur,
• Sectionneur,
• Inverseur,
• ...

Pour le freinage :
L'air est utilisé pour faire fonctionner les freins des engins moteurs et des matériels remorqués, voyageurs ou marchandises :
(présent uniquement sur les engins moteurs),
qui agit aussi bien sur les engins moteurs que sur le train lui-même. 
Les ÉLÉMENTS NÉCESSAIRES
La production d'air nécessite un certains nombres d'éléments qui vont permettrent d'obtenir de l'air à une pression définie et dépourvu d'impuretés, et ensuite la stocker en vue d'une utilisation ultérieure.

Il est également nécessaire de compléter cette réserve au fur et à mesure de son utilisation.

Pour réaliser tout cela un certain nombre d'éléments, mécaniques et électriques, sont indispensables :

Parties mécaniques :

• Un filtre,
• Un compresseur,
• Un circuit de régulation,
• Une soupape de sûreté (réglée à 9.5 bars),
• Un réfrigérant,
• Un déshuileur (avec purge) ou un sécheur d'air,
• Un clapet anti retour,
• Des réservoirs principaux (avec purge),
• Un manomètre.

Parties électriques :
• Un dispositif de protection (fusible) (CCBA : Coupe Circuit BAtterie),
• Un interrupteur du compresseur automatique,
• Un interrupteur du compresseur direct,
• Un contact du RGCP (régulateur du compresseur),
• Un moteur électrique qui entraîne le compresseur.
PARTIES MÉCANIQUES
Le filtre.
Le bût du filtre est de s'assurer qu'aucunes impuretés contenues dans l'air ne parviennent aux circuits pneumatiques et ne viennent perturber le fonctionnement des différents appareils.

filtre à air
Filtre à air du compresseur

Un compresseur.
Le compresseur aspire l'air extérieur et le comprime dans des réservoirs appelés "réservoirs principaux (RP)".

Le compresseur est mis en mouvement :
• Par un moteur électrique en traction électrique
• Par le moteur diesel par l'intermédiaire de poulies et courroie en traction thermique.

compresseur principal entraine par moteur electrique
           
compresseur entrainé par courroies
                          
Compresseur Principal entraîné par moteur électrique
                                                                         
Compresseur Principal entraîné par courroies

Un circuit de régulation.
L'air stocké dans les réservoirs principaux, est utilisés par les différents circuits d'air présent sur les engins moteurs :
• Alimentation des équipements de frein du train,
• Alimentation des servitudes (suspension, fermeture portes, essuie-glaces, lave glace...),
• Fonctionnement de l'engin moteur (Commande du pantographe, du disjoncteur, contacteurs...).

Les réservoirs principaux étant beaucoup sollicités, la pression dans les RP diminue de ce fait régulièrement. Il est donc nécessaire de compenser ces pertes afin de compléter la réserve d'air et de permettrent aux équipements de fonctionner normalement.

Un régulateur de pression RGCP (Régulateur du compresseur) surveille la pression d'air (comprise entre 8 et 9 bars sur les engins moteurs, 7 et 9 bars sur le matériel spécialisés) et permet par son contact électrique la mise en marche ou l'arrêt du moteur du compresseur sur les locomotives électriques.

L'interrupteur ZCPR A (Interrupteur du compresseur Automatique) doit être sur la position marche.

En cas d’avarie de la commande automatique du compresseur, l’interrupteur ZC101D permet d’alimenter le compresseur en mode Direct, c’est à dire sans utiliser la régulation de pression.
Le conducteur doit alors se substituer au régulateur de pression et ouvrir l’interrupteur dès que la pression atteint 9 bars.
ZC101D : Interrupteur compresseur Direct,
ZC101A : Interrupteur compresseur Automatique,
C101 : Bobine de commande du contacteur du compresseur.

regulateur du compresseur
                                 
circuit du regulateur du compresseur
                                                        
Régulateur du compresseur (RGCP)
                                                                                    
Circuit du régulateur du compresseur

interrupteurs compresseur
                                                                    Interrupteurs compresseur :   Automatique (ZC101A)  et  direct  (ZC101D)  

Une soupape de sûreté.
• La soupape de sûreté protège le circuit d’air des engins moteurs contre toute élévation de pression supérieure à celle de réglage.
• Quand la pression de l’air comprimé dépasse la valeur de réglage, la force de pression sous le clapet piston devient prépondérante à la force du ressort. Le clapet piston se lève et l’air s’échappe à l’atmosphère. 
• Quand la pression de l’air comprimé redevient normale, le clapet piston sous l’action du ressort retombe sur son siège.

soupape de surete
                            
soupape de surete
                                                                                       
Soupape de sûreté
                                                                          
Soupape de sûreté
Un réfrigérant.
Lorsque l'on comprime de l'air la température de celui-ci augmente.

Si l'on envoi cet air dans les canalisations et les réservoirs de stockage, il va forcément se refroidir et la pression résultante sera plus faible dans les RP.

Le réfrigérant sert donc à refroidir l'air de manière plus efficace encore, pour un meilleur remplissage et va également permettre de condenser les vapeurs d'eau et d'huile contenues dans l'air qui pourront être éliminés grâce à une purge, manuelle ou automatique selon les engins.

refrigerant d'air
           
refrigerant d'air
                                                                       
Réfrigérant d'air
                                                                                                                                    
Réfrigérant d'air

Un déshuileur ou un sécheur d'air.
Le sécheur d'air.
Le dispositif sécheur d’air monté sur certains engins moteurs permet d’alimenter les réservoirs  principaux, et par suite les tuyauteries et les différents appareils pneumatiques et électropneumatiques avec de l’air exempt d’eau afin d’éliminer les risques dus au gel, le gommage et les corrosions. C'est un système très efficace. la purge est automatique.

Les engins moteurs qui ne sont pas équipés de dispositifs sécheur d’air sont néanmoins équipés de déshuileurs.

Le déshuileur.
Le déshuileur sert à éliminer les gouttelettes d’huile (la chaleur dégagée par la compression de l'air provoque la vaporisation d'une partie de l'huile de graissage du compresseur) et d’eau contenues dans l’air comprimé à la sortie du réfrigérant. 
Quand l’air pénètre dans le déshuileur, il heurte des parois sur lesquelles les gouttelettes d’huile et d’eau se déposent et s’écoulent dans la cuve inférieure. Un robinet permet de vidanger la cuve.

secheur d'air
Sécheur d'air

deshuileur
                              
deshuileur
                                                                                     
Principe du déshuileur
                                                                                                       
Déshuileur

Un clapet anti-retour
Le clapet empêche que les RP ne se vident par le circuit du compresseur.

clapet anti-retour
                      
schema position du clapet anti-retour
                                     
Clapet anti-retour
                                                                                                                         
Schéma production d'air 
Des réservoirs principaux.
• L'air comprimé par le compresseur est envoyé et stocké dans des réservoirs principaux et constitue une réserve d'air, disponible à tout moment pour les différents circuits d'air. 
• Cet air est stocké sur les engins moteurs à une pression comprise entre 8 et 9 bars. 
• La capacité du Réservoir Principal est suffisamment grande pour permettre l’alimentation rapide des conduites de tous les véhicules des trains les plus longs.
• Les engins puissant sont souvent munis de plusieurs Réservoirs Principaux reliés entre eux.

reservoir principal
          
reservoir principal
                                                      
Réservoir principal
                                                                                                                            
Réservoir principal

Un manomètre
Il permet au conducteur de connaître :
• La pression disponible aux réservoirs principaux,
• La pression au cylindre de frein,
     Le manomètre de cylindre de frein possède 2 aiguilles :
          • Une pour le bogie 1 repéré par une bande oblique noire,
          • Une autre pour le bogie 2 repéré par deux bandes obliques noires.
• Le manomètre des RP possède une aiguille rouge qui est généralement situé dans le même manomètre que pour le réservoir égalisateur (RE),
• La pression à la conduite générale (CG).

Un manomètre indique une pression effective. 
Pression effective : C’est la différence entre la pression du gaz et la pression atmosphérique. 
Pression absolue : C’est la somme de la pression effective et de la pression atmosphérique. 

manometre cf
             
manometres
                                                      
Manomètre CF
                                                               
Aiguille RP en rouge
                      
Manomètre CF
                        
Manomètre CG

PARTIES ÉLECTRIQUES
Un dispositif de protection (fusible)
Le circuit électrique est protégé des surintensités par le fusible CCBA (Coupe Circuit BAtterie).

ccba
        
ccba
       
ccba
                                                                   
CCBA
                                                                                   
Emplacement CCBA sur tableau BT
                                                  
CCBA
                        
Un interrupteur du compresseur automatique
• L'interrupteur ZCP A, permet la régulation automatique de la pression aux RP sans intervention du conducteur par le RGCP et le contact RGCP situé sur le circuit d'alimentation du moteur du compresseur.

Un contact du RGCP (régulateur du compresseur)
• Le contact du RGCP permet la régulation automatique de la pression d'air aux RP en permettant l'alimentation ou pas du moteur du compresseur en fonction de la pression d'air présente aux RP par l'intermédiaire du RGCP.
• L'interrupteur ZCPR A doit être sur la position marche.

circuit de regulation du compresseur
Circuit de régulation du compresseur

Un interrupteur du compresseur direct
• L'interrupteur ZCPR D, permet l'alimentation directe du moteur du compresseur en shuntant le circuit de régulation automatique. Dans ce cas la pression aux RP est limité par le conducteur et la soupape de sûreté.

circuit direct du compresseur
Circuit direct du compresseur

interrupteurs compresseur
                                                                    Interrupteurs compresseur :  Automatique (ZC101A)  et  direct  (ZC101D)  
Un moteur électrique
Le moteur électrique permet la mise en rotation du compresseur.

moteur electrique du compresseur
Moteur électrique du compresseur

SCHÉMA de la PRODUCTION et du STOCKAGE de l'AIR

schema de la production d'air
Schéma de la production et du stockage de l'air