Brzdy a brzdová zařízení kolejových vozidel

Otázka: Brzdy a brzdová zařízení kolejových vozidel

Předmět: Doprava a logistika

Přidal(a): Tomáš

– U železničních kolejových vozidel se z hlediska vyvození vlastní brzdové síly vyvolávající brzdný účinek používají tyto druhy brzd:

– pneumatická

– mechanická

– elektrodynamická

– elektromagnetická

Pneumatická brzda:

– Je hlavním používaným druhem třecí brzdy, kde prvotní brzdový účinek je vyvozován pomocí stlačeného vzduchu v brzdovém válci a síla je přenášena na třecí elementy – brzdové zdrže mechanicky, pomocí brzdového táhloví a tyčoví.

– Tlakovzdušná brzda se z hlediska funkce rozlišuje na brzdu:

– přímočinnou

– nepřímočinnou (samočinnou)

Mechanická brzda:

– Jedná se o třecí brzdu, používá se pouze při posunu nebo pro zjištění vozidel proti ujetí

– Z konstrukčního hlediska se jedná o vřetenovou brzdu se šroubem a maticí, kde se vyvozená sílá přenáší na třecí elementy opět mechanicky, prostřednictvím táhloví a tyčoví

– Mechanická brzda může být:

– ruční

– pořádací

– Ruční brzda:

– slouží k zajištění stojících vozidel proti samovolnému pohybu, nebo při posunu s doprovodem, kde posunovač stojící na plošině, reguluje klikou ruční brzdy rychlost samostatné skupiny vagónů odražených posunující lokomotivou, nebo spuštěných ze svážného pahrbku.

– Pořádací brzda:

– není vybavena plošinou na čele vozu, ale je ovládána ručním kolem z boku vozu zaměstnancem stojícím mimo vůz v úrovni koleje. Ruční kolo pořádací brzdy může být umístěno na podélníku vozu nebo na bočnici podvozku.

Elektrodynamická brzda:

– Jedná se o druh brzdy, používaný u trakčních vozidel dopravních prostředků, poháněných stejnosměrnými elektromotory.

– Například u elektrických a dieselelektrických lokomotiv, tramvají, vozů metra a trolejbusů.

– Brzdový účinek není vyvozován na základě mechanického tření, ale přepólováním trakčních motorů na generátory – dynama. V těch se kinetická energie, pohybujícího se vozidla mění na energii elektrickou a připojením zatěžovacího odporu dochází ke snižování otáček- brzdění.

Elektromagnetická brzda:

– Obvykle se používá pro běžné provozní brzdění, ale pouze jako nouzová nebo zajišťovací brzda vozidel elektrické trakce.

– Brzdící síla elektromagnetické brzdy se vyvozována třením brzdových trámců o kolejnice. Brzdové trámce jsou přitahovány ke kolejnicím magnetickým polem, vyvolaným elektromagnety uvnitř brzdových trámců pomocí elektrického proudu z vozové baterie.

Pneumatická brzda

– Dopravní řád drah ( Vyhláška Ministerstva dopravy 173/1995 Sb.) stanoví:

Vlak, jehož stanovená rychlost je vyšší než 40 km/h, musí být brzděn průběžnou brzdou samočinnou.
Požadavek na průběžnou a samočinnost splňuje v současnosti používaná brzda tlaková.
Je-li brzda průběžná, potom umožňuje ovládat brzdy všech vozidel vlaku z jednoho místa (obvykle brzdič vedoucího hnacího vozidla) a umožňuje rovněž zabrzdit vlak z kteréhokoli místa vlaku pomocí záchranné brzdy.
Samočinná brzda uvede brzdu do provozu samočinně po roztržení vlaku, nebo poškození hlavního potrubí.
Stlačený vzduch slouží jednak k vyvození brzdící síly v brzdových válcích jednotlivých vozidel a rovněž k ovládání funkce brzdy všech vozidel vlaku pomocí změny tlaku v hlavním potrubí.
Po naplnění všech prostor brzdy (hlavní potrubí a všechny jímky tlakové brzdy všech vozidel) na provozní tlak 5 bar je průběžná brzda odbrzděna a připravena k použití.
K zabrzdění dojde snížením tlaku v hlavním potrubí. Snížením tlaku o 1,5 bar na 3,5 bar dojde k úplnému provoznímu zabrzdění, maximální tlak v brzdovém válci může být 3,7 až 3,9 baru. Při dalším snižování tlaku v hlavním potrubí není už dále zvyšován brzdící účinek, pouze při náhlém úplném vypuštění hlavního potrubí reaguje průběžná brzda rychleji, je zavedeno rychlo-činné brzdění.

Funkce přímo činné brzdy:

– Stlačený vzduch nutný pro provoz tlakové brzdy je dodáván kompresorem hnacího vozidla (1), který přes zpětný ventil (2) naplní stlačeným vzduchem hlavní vzduchojem (3) na tlak až 11.bar. Z hlavního vzduchojemu je tlakový vzduch přiveden k ovladačům brzdy – brzdičům. Brzdičem přímočinné brzdy (4) je pouštěn stlačený vzduch z hlavního vzduchojemu před dvojitou záklopku (6), přímo do brzdového válce lokomotivy (7), jedná se o brzdu přímočinnou. Dvojitá záklopka na lokomotivě zajišťuje oddělení systému přímočinné samočinné brzdy.

Funkce nepřímočinné brzdy:

– Brzdičem samočinné brzdy (5) na stanovišti strojvedoucího je ovládána velikost tlaku v hlavním potrubí (14). Hlavní potrubí všech vozidel vlaku, propojené spojovacími hlavicemi brzdových spojek (13), umožňuje otevřenými brzdovými kohouty (12) nejprve vytvořit zásobu stlačeného vzduchu v pomocných vzduchojemech (8) na jednotlivých vozidlech včetně samotné lokomotivy a následně snižováním tlaku v hlavním potrubí dát impulz všem brzdovým rozvaděčům vlaku (9), které ba základě rozdílu tlaků v rozvodovém vzduchojemu vozidla (není kreslen) a v hlavním potrubí pustí příslušné množství tlakového vzduchu z pomocného vzduchojemu (8) do brzdového válce (7). Po následném zvýšení tlaku v hlavním potrubí (14) sníží brzdový rozvaděč tlak v brzdovém válci vypuštěním přebytečného tlaku do ovzduší.

Funkce záchranné brzdy:

– U osobních vozů a některých nákladních jsou na hlavním potrubí vytvořeny odbočky zakončené záklopkami záchranné brzdy (10), které je možno zatáhnutím za rukojeť záchranné brzdy (11) otevřít odvětrat všechen přetlak z hlavního potrubí do ovzduší a zavést tak rychločinné brzdění.

Adhezní brzdy:

– Špalíková brzda:

– Kinetická energie je zmařena třením brzdových špalíků o jízdní plochy kol vozidla.

– Používají se brzdové špalíky litinové, případně špalíky z kompozitních nekovových materiálů (nižší hlučnost a stabilnější součinitel třením mezi špalíkem a kolem.)

– Při intenzivním brzdění špalíkovou brzdou nebo při její poruše hrozí poškození kol nadměrným vyhřátím.

– K výhodám špalíkové brzdy patří jednoduchá konstrukce, snadná kontrola funkce a schopnost špalíků zdrsnit a čistit plochu kola.

– Kotoučová brzda:

– Třecí dvojici brzdový kotouč, nalisovaný na nápravě, a brzdové destičky přitlačované brzdovými čelistmi

– Proti špalíkové brzdě má brzda kotoučová výhody:

– nehrozí poškození kola přehřátím

– nízká hlučnost

– účinek brzdy při zvyšování rychlostí klesá jen minimálně

– delší životnost brzdového obložení

– Nevýhody kotoučové brzdy:

– funkce brzdy je při její zkoušce v provozu signalizována pouze na ukazateli zabrzděno/ odbrzděno

– obtížná vizuální kontrola technického ústavu

– nutná pravidelná prohlídka stavu ve specializovaných opravnách (osobní vozy běžně jednou za 2 měsíce)

Režim brzdění

Režim brzdění je u průběžné brzdy charakterizován dobou plnění, za kterou se po úplném provozním zabrzdění ( tlak 3,5 bar v hlavním potrubí) nebo rychločinném zabrzdění (odvětrávané hlavní potrubí) z provozní tlaku (tlak 5 bar v hlavním potrubí – odbrzděno) náplní brdového válce na 95% maximálního tlaku (maximální tlak v brzdovém válci 3,5 až 4 baru).

Každému režimu brzdění odpovídá i doba vyprazňování, za kterou se při jednorázovém úplném odbrzdění z úplného provozního zabrzdění vyprázdní brzdový válec natolik, že tlak v něm není větší než 0,4 bar. Pro nově dodávané vozy jsou doby plnění a vyprazdňování předepsány vyhláškami UIC 540 až 549, viz tabulka

Režim brzdění doba plnění (s) doba vyprazdňování (s)

G 18 -30 45 – 60

P 6 až 10 15 až 20

R 3 až 5 15 až 20

S ohledem na použitý režim brzdění rozeznáváme dva způsoby brzdění:

– 1. Způsob brzdění:

– zahrnuje brzdy s rychlím vývinem brzdného účinku, jsou to režimy brdění:

– režim P – osobnní

– režim R – rychlík (má větší přítlak brzdových špalíků na kola)

– režim R + Mg – rychlík + magnetická kolejnicová brzda

– 2. Způsob brzdění:

– brzdy s pomalým vývinem brzdění

– režim G nákladní

Údaje nutné pro výpočet skutečného brzdícího procenta:

– Hmotnost vozidla v tunách – je u osobních vozů vyznačena tabulkou: 1 – celková hmotnost vozu. Sousední údaj v tabulce (43t) vyjadřuje hmotnost prázdného vozu včetně 50% objemu zásoby vody, popřípadě i 50% topné nafty (používá se u soupravových vlaků, tj. vlaků bez cestujících). Spodní řádek v tabulce udává počet míst k sezení.

Brzdící váha vyjadřuje schopnost (mohutnost) brzdy. Mimo přítlačné brzdící síly v sobě zahrnuje i doby plnění brzdových válců a další činitelé ovlivňující brzdnou dráhu. 2 – přestavovač režimu brzdy je nastaven na režim R (rychlík), platí teda 3 – hodnota brzdící váhy pro režim R 65t

Skutečné brzdící procento lamda:

Vzorec:

Lamda = (součet brzdících vah všech vozidel vlaku)/součet hmotností všech vozidel vlaku) * 100

Vypočítáte skutečné brzdící procento je následně porovnáno s předepsanou výměnou brzdících procent (potřebné brzdící procento.)

Je-li hodnota skutečného brzdícího procenta, vypočítaného pro daný vlak, nižší než hodnota potřebného brzdícího procenta, určená pro daný vlak tabelárním jízdním řádem, musí být s ohledem na zábrzdnou vzdálenost a rozhodný spád trati snížena nejvyšší povolená rychlost vlaku.

Zpráva o brzdění:

Strojvedoucí lokomotivy, ze které bude ovládána průběžná brzda, se o brzdícím účinku vlaku dozví ze zprávy o brzdění, která mu před jízdou musí být doručena na stanoviště.

Zpráva o brzdění strojvedoucího informuje o:

– režim brzdění vlaku

– vypočteném skutečném brzdícím procentu

– potřebném brzdícím procentu

– přítomnosti vozů s kotoučovou brzdou a nekovovými brzdovými špalíky

– počtu vozů se zapnutou brzdou v jednotlivých režimech brzdění

– vypnutých tlakových brzdách na jednotlivých vozech

– vozech s vyzkoušenou ruční brzdou

– nejvyšší rychlosti soupravy

Zkouška brzdy:

– Po sestavení vlaku musí být ještě před jeho vyjetím z výchozí stanice provedena úplná zkouška brzdy, kdy je nejprve tlak v hlavním potrubí snížen o 0,5 baru a vozmistr ověří:

– správné svěšení vlaku

– správné nastavení režimů brzdy

– technický stav zařízení brzdy

– funkci brzdy na všech vozidlech včetně přídavných zařízení brzdy

Následně je v brzdovém potrubí nastaven na provozní tlak 5 barů a vozmistr ověří odbrzdění tlakové brzdy všech vozidel vlaku. Vykonání úplné zkoušky vlaku následně vozmistr potvrdí svým podpisem ve zprávě o brzdění.