airbrakecompressorŽelezniční vzduchové brzdy i kamionové vzduchové brzdy jsou pneumatické systémy postavené na stejném bezpečnostním principu: při ztrátě vzduchu se brzdy sepnou samy. Liší se ale mechanismus. U vlaku je pokles tlaku v hlavním potrubí povelem, který řídicímu ventilu každého vozu říká, aby vypustil vzduch ze svého zásobníku do brzdového válce. U kamionu funguje provozní brzda opačně – nožní ventil přidává tlak do brzdových komor, aby brzdil – takže bezpečnostní funkci přebírají mechanické pružinové brzdy, které sepnou při poklesu systémového tlaku.
Dva systémy, jeden předek
George Westinghouse patentoval přímočarou vzduchovou brzdu pro vlaky v roce 1869, poté o pár let později vyřešil její osudovou vadu automatickou vzduchovou brzdou a trojcestným ventilem. Přímočará verze vedla tlak z lokomotivy ke každému vozu pro sepnutí brzd; pokud se vlak roztrhl nebo praskla hadice, vozy ztratily tlak a neměly žádné brzdy. Automatická konstrukce logiku obrátila – nabít potrubí znamená uvolnit, snížit tlak znamená brzdit – a na každý vůz umístila zásobník a ventil, takže si každé vozidlo neslo vlastní prostředek k zastavení.
Těžká silniční vozidla si o desítky let později vypůjčila slovník komponent: kompresor, regulátor, zásobníky, řídicí ventily a komoru, která přeměňuje tlak na sílu na tlačné tyči. Silniční technika si ale nevypůjčila signál „snížením k brzdění“. Kamiony si zachovaly přímý, odstupňovaný provozní okruh a problém roztržení vyřešily mechanicky. Celou historii najdete v článku historie Westinghousovy vzduchové brzdy.
Jak sepne železniční vzduchová brzda
Kompresor lokomotivy plní hlavní zásobníky a napájecí ventil nabíjí hlavní potrubí, které vede po celé délce vlaku přes hadice a rohové kohouty. Severoamerická nákladní praxe obvykle udržuje hlavní potrubí okolo 90 psi; osobní vozy často jezdí výše, kolem 110 psi. Dokud je potrubí nabité, řídicí ventil každého vozu udržuje pomocný zásobník plný a brzdový válec vyprázdněný.
Když strojvedoucí provede provozní snížení, tlak v hlavním potrubí klesne o pár liber. Každý řídicí ventil zaznamená rozdíl mezi klesajícím tlakem v potrubí a stále plným zásobníkem a vpustí vzduch ze zásobníku do brzdového válce. Hlavní potrubí je tedy signální vedení, ne pracovní – vzduch, který skutečně přitlačuje špalíky, byl uložen přímo na voze. Rychlé, hluboké snížení, ať už z brzdiče, přetrženého spřáhla, roztržené hadice nebo nouzového ventilu průvodčího, uvede každý ventil do nouzového režimu a sepne plný dostupný tlak.
Uvolnění znamená opětovné nabití. V severoamerickém nákladním provozu je uvolnění obvykle přímé – brzdy se uvolní najednou po obnovení tlaku v potrubí – zatímco osobní a mnoho evropských systémů umožňuje odstupňované uvolnění. To má význam ve svazích: opakovaná sepnutí vyprazdňují zásobníky vozů rychleji, než se hlavní potrubí stihne doplnit, a vlaku může dojít brzdný účinek.
Jak sepne kamionová vzduchová brzda
Kompresor poháněný motorem plní mokrou nádrž a poté primární a sekundární zásobníky. Regulátor vypíná kompresor okolo 120–135 psi a znovu zapíná okolo 100–110 psi, takže zdravý systém při plném nabití drží okolo 120 psi. Sešlápnutím pedálu je vzduch dávkován do brzdových komor, obvykle přes reléové ventily, aby vzdálený konec vozidla nečekal na dlouhé vedení hadice. Uvolněním pedálu se vzduch z komory vypustí. Podrobnosti najdete v přehledu jak fungují vzduchové brzdové systémy.
Tento okruh je otevřený selhání, ne uzavřený. Pokud se nádrže vyprázdní, nic netlačí na tlačné tyče. Kontrolka a bzučák nízkého tlaku se rozsvítí okolo 60 psi, aby dal řidiči čas zastavit pod kontrolou, a pružinové brzdy přebírají poslední pojistku: silná spirálová pružina držená stlačená vzduchem, která vytlačí tlačnou tyč, jakmile tlak klesne přibližně do pásma 20–45 psi. U soupravy tahač-návěs plní přívodní vedení návěsu podobnou funkci jako hlavní potrubí vlaku v jednom úzkém ohledu – při ztrátě přívodního tlaku se návěs automaticky zabrzdí z vlastního zásobníku.
Srovnání vedle sebe
| Aspekt | Automatická železniční vzduchová brzda | Kamionová vzduchová brzda |
|---|---|---|
| Typický provozní tlak | Hlavní potrubí okolo 90 psi u nákladních, cca 110 psi u osobních; hlavní zásobníky vyšší | Plně nabito okolo 120 psi; regulátor vypnutí 120–135 psi, zapnutí 100–110 psi |
| Signál sepnutí | Snížení tlaku v hlavním potrubí | Nárůst tlaku v komoře z nožního ventilu |
| Vzduch, který koná práci | Uložen v zásobníku na každém voze | Dodáván ze zásobníků tahače nebo návěsu přes reléové ventily |
| Uvolnění | Nabít hlavní potrubí; u nákladních vlaků často přímé, ne odstupňované | Vypustit komory; plně odstupňované oběma směry |
| Chování při úplné ztrátě vzduchu | Nouzové sepnutí ze zásobníků vozů | Provozní okruh nedělá nic; pružinové brzdy sepnou přibližně při 20–45 psi |
| Akční člen a mechanika | Brzdový válec přes tyče a páky na brzdové špalíky nebo kotouče | Brzdová komora, tlačná tyč, seřizovač vůle, S-vačka a buben, nebo vzduchový kotoučový třmen |
| Redundance | Každé vozidlo nezávisle ventilováno; ruční brzdy na vozech | Rozdělené primární a sekundární okruhy plus pružinové brzdy |
| Doplňkové zpomalení | Dynamická brzda na lokomotivě | Motorová, výfuková nebo hnací brzda-zpomalovač |
Proč obě jistí, ale jinak
Železniční řešení je pneumatické a samo-aktivní: signál „brzdit“ je nepřítomnost tlaku, takže jakékoli přerušení kdekoli ve vlaku vyvolá nejsilnější možné sepnutí. Kamionové řešení je mechanické: energie uložená v pružině se uvolní, jakmile ji vzduch už nedokáže udržet stlačenou. Obě splňují stejný požadavek, což je důvod, proč předpisy na obou stranách trvají na tom, že parkovací a nouzová funkce nesmí záviset na přítomnosti vzduchu.
Praktickým důsledkem pro silničního technika je, že pružinová brzda je zařízení s uloženou energií. Vlaková pojistka vám neublíží při rozpojení hadice; zajištěná nebo zkorodovaná pružinová brzda ano. Před demontáží komory ji řádně zajistěte a nikdy nepředpokládejte, že komora bez vzduchu je neaktivní.
Na co je která konstrukce optimalizována
Vlak je dlouhý a změny tlaku putují hlavním potrubím rychlostí, jakou se vzduch pohybuje, takže čelo sepne znatelně dříve než konec. Řízení vlaku – shlukování, natahování, postupné snížení – existuje z velké části kvůli zvládání tohoto zpoždění. Elektronicky řízené pneumatické systémy toto řeší tím, že posílají povel elektricky ke každému vozu naráz, přičemž vzduch stále vykonává vlastní sepnutí.
Kamion je krátký, takže zpoždění potrubí se měří ve zlomcích sekundy a dále se zkracuje reléovými a rychlouvolňovacími ventily. Kamion místo toho čelí kontaminaci: kompresor běží neustále, do nádrží se dostává vlhkost a olej a ventily žijí ve stříkající vodě a zimní soli. Proto na silničních vozidlech dominuje údržba vysoušeče vzduchu, vypouštění nádrží a kontrola zdvihu seřizovače vůle, zatímco řídicí ventil železničního vozu se generálkuje v dílně podle plánovaného cyklu. Stejná fyzika, jiný problém životnosti servisu.
Potřebujete díl, ne jen odpověď?
Kompresory vzduchových brzd a opravárenské sady kvality OE, vyrobené a testované podle standardů komerčních vozidel.
Nakupujte díly VADENPublikováno VADEN Original. Odkazy na produkty vedou do oficiálního katalogu výrobce. Specifikace jsou obecné - vždy si hodnoty ověřte v servisním manuálu vašeho vozidla.