Westinghouse légfék a vasúti fékrendszerek elnevezése , amelyek működéséhez sűrített levegőt használnak .
Az első megbízható ( automata ) légfékrendszert George Westinghouse szabadalmaztatta 1872. március 5- én . Westinghouse találmánya valóban forradalmi volt a vasutak számára, megbízható fékezést biztosítva, ami viszont kibővítette a sebességtartományt, amellyel az akkori vonatok közlekedni tudtak. Westinghouse számos kiegészítést javasolt a találmányához, amelyek lehetővé tették annak alkalmazását számos automatikus fékrendszerben. 1893- ban az Egyesült Államok Kongresszusa még egy speciális vasútbiztonsági törvényt is elfogadott , amely kötelezővé tette az ilyen rendszerek használatát. Csak az Egyesült Államokban 1905 - re több mint 2 millió teher-, személy-, posta- és poggyászkocsit , valamint körülbelül 89 000 mozdonyt szereltek fel automata Westinghouse-fékekkel.
A legegyszerűbb légfékrendszerben, amelyet közvetlen működésű rendszernek (vagy közvetlen működésű féknek ) neveznek, a sűrített levegő egy hengerben lévő dugattyúhoz nyomódik . A dugattyú egy fékpofához van csatlakoztatva , amely a kocsi vagy a mozdony kerekéhez dörzsölődik, aminek következtében az megáll. A sűrített levegőt a mozdonykompresszor szállítja kocsiról kocsira egy speciális fékvezetéken (csőrendszeren) keresztül, amely áthalad a teljes vonaton, és rugalmas betétekkel rendelkezik a kocsik között . Egy ilyen rendszer alapvető problémája, hogy a vezeték vagy csatlakozásai tömítettségének megsértése esetén a rendszerben leesik a nyomás, és ez nem biztos, hogy elegendő a megbízható fékezéshez, ami balesethez vezethet. A közvetlen működésű rendszereket csak mozdonyokon alkalmazzák, kétkörös sémájuk van, amikor minden forgóváznak saját független áramköre van.
A közvetlen működésű rendszerek e hiányosságainak orvoslására a Westinghouse azt javasolta, hogy minden autót légtartállyal, valamint egy speciális "hármas szeleppel", más néven vezérlőszeleppel szereljenek fel.
Gyakran mondják, hogy a "hármas" szelepet azért nevezték el, mert három funkciót lát el. Valójában ez egy mítosz, mert csak két funkciója van: erőt fejt ki a fékekre, és kioldja azokat. Természetesen ezzel párhuzamosan egyéb kapcsolódó műveleteket is végez, például fenntartja az erőt, vagy engedi, hogy elengedéskor megteljen a légtartály. Mesterszabadalmában Westinghouse a "hármas szelepes elrendezésre" hivatkozik, mivel az három részből áll: egy szeleppel, amely levegőt szállít a tartályból a fékhengerekbe, egy tartálytöltő szelepből és egy szelepből, amely kioldja a fékhengereket.
A rendszer működési elve a következő:
A közvetlen hatású rendszerekkel ellentétben a Westinghouse rendszer a vezeték nyomásának csökkenését használja a fékezés elindításához. Amikor a mozdonyvezetőnek le kell lassítania, kinyitja a vonat légvezetékét a légkörrel összekötő fékszelepet, a vezetékben lecsökken a nyomás, működésbe lépnek a kocsik fékhengerei. Ha a szelep zárva van, a vezetékben a nyomást a mozdonykompresszor helyreállítja, a nyomás megemelkedik, a kocsik fékhengerei kinyílnak a légkör felé, kiengedik a fékeket és újratöltik a tartályokat.
Így a Westinghouse rendszer megbízhatóvá válik - elvégre a légvonal bármely szakaszán bekövetkezett sérülése, beleértve az olyan súlyos sérüléseket is, mint a vonatszakadás, az egész vonat azonnali leállását okozza. Ezért a Westinghouse féket automatikusnak nevezik .
A modern légfékrendszerek két részből állnak:
Normál üzemmódban a vezető bizonyos mértékben csökkenti a vezetékben lévő nyomást. Néhány másodpercbe telik, amíg a vezetékben lecsökken a nyomás, és még néhány másodpercre van szükség ahhoz, hogy a fékek működjenek az egész vonaton. De a vészfékezéshez a vezeték közvetlenül kapcsolódik a légkörhöz, ami az összes fékhenger azonnali működéséhez vezet. Ugyanebben az üzemmódban a rendszer az autópálya integritásának megsértése vagy más baleset esetén működik.
A rendszer vészhelyzeti használatának problémájának beállítása még egy komponenst ad hozzá. A hármas szelep két részre oszlik: normál, normál üzemmódban és vészhelyzetben, amely a légvezeték nyomásának éles csökkenésére reagál. A légtartály is két részre oszlik - standard és vészhelyzetre. Az ilyen tartályt "kétrekeszes"-nek nevezik. Normál üzemben a fékhengerek nyomása csak a normál rekeszből érkezik, vészfékezéskor pedig mindkettő bekapcsol, és a fékezőerő 20-30%-kal nő.
A hármas szelep vészhelyzeti részét a vezeték rendkívül gyors nyomásesése váltja ki. Mivel a vonatok általában hosszúak és a vonalátmérő viszonylag kicsi, a fékezőerő a vonat elején (a vezető által kezdeményezett vészfékezés esetén) vagy vonalszakadás környékén észrevehetően nagyobb lesz. A fékek egyenetlen működésének elkerülése érdekében a vonat hosszában minden egyes kocsi gyorsítója aktiválva további nyomáscsökkenést eredményez a vezetékben.
Az elektropneumatikus fékek (EPB) egy új típusú légfékek, amelyek biztosítják, hogy az összes fékrendszer egyidejűleg működjön a teljes vonaton, ellentétben a hagyományos fékekkel, amelyek szekvenciálisan működnek, amikor a fékezési vagy vakációs hullám elhalad a vonalon. Jelenleg az EPT-k a volt Szovjetunió országainak személyszállító vonatain közlekednek, számos ország elővárosi vonatain, Észak-Amerikában és Dél-Afrikában érc- és szenet szállító vonatokon tesztelik. Arra is van bizonyíték, hogy az 1980-as évek végén Németországban használtak ilyen fékeket a nagysebességű ICE vonatokon .
A szovjet EPT-k nem automata típusúak, 305-ös típusú elektromos légelosztójuk (EVR) 292-es típusú légelosztóval (korszerűsített hármas Westinghouse szelep) egyetlen egységbe van összeszerelve, közéjük kapcsolószelep van beépítve, amely összeköti. a fékhengerhez az a légelosztó, amely nagyobb nyomást ad. Ez lehetővé teszi az EPT meghibásodása esetén a vonat megállítását hagyományos automatikus fékkel. Az EPT áramkör kétvezetékes: az első vezeték a fő, az EVR 305 csatlakozik hozzá, a második a vezérlő, az utolsó autón csatlakozik a fő vezetékhez, és a vezérlő áram visszakerül a mozdony rajta keresztül, megerősítve az EPT áramkör integritását. Az EVR-ek második kimenete földelve van (a karosszériához kötve), és a működő fékáramot a sínek mentén visszavezetik a mozdonyba.
Külföldön sokáig a személyvonatok három vezetékes elektro-pneumatikus fékváltozattal rendelkeztek, amely lehetővé tette a fékezőerő hét szint valamelyikére történő beállítását. A legtöbb esetben egy ilyen rendszer nem megbízható, mivel a fékezőerő kifejtéséhez feszültséget kell adni a vezetékekre, de a legtöbb esetben baleset esetén egy ilyen rendszer a hagyományos légfékként is működhet. A későbbi rendszerekben a vezérlés vezetéken történt, amelyen folyamatosan állandó feszültséget tartottak a fékek kioldásához.
A közelmúltban olyan elektronikus vezérlésű fékrendszereket alkalmaznak, amelyekben az összes kocsit helyi hálózat köti össze, ami lehetővé teszi, hogy a mozdony számítógépe minden féket külön-külön vezéreljen, valamint külön-külön kapjon információt az egyes rendszerelemek állapotáról.
Előfordulhat, hogy a légfék nem működik, ha a légvezeték szelepe zárva van az egyik autóban. Ez azt eredményezi, hogy a zárt szelep mögötti autók fékjei nem fognak tudni reagálni a vezeték nyomásváltozásaira. Voltak esetek, amikor ez súlyos balesetekhez vezetett ( Kamenszkaja pályaudvar katasztrófája , vasúti baleset a lyoni pályaudvaron , baleset a cseljabinszki régióban 2011. augusztus 11-én ).
Különleges óvintézkedéseket tesznek az ilyen események megelőzése érdekében. Valamennyi vasútnál szigorú, külön jogszabályokban szabályozott szabályok vonatkoznak a vonatok utazás előtti ellenőrzésére. Ezeket az intézkedéseket minden szakaszban alkalmazzák - a kocsik légvezetékeinek és a töltőtartályok összekapcsolásától a működés ellenőrzéséig, majd az egyes fékek kioldásáig a teljes vonat mentén. Különös figyelmet fordítanak az utolsó kocsira, a mozdony vezetékének átjárhatóságát egy speciális eszközzel vagy manuálisan ellenőrzik az utolsó kocsi végszelepének kinyitásával, miközben a vezetőnek meg kell erősítenie, hogy nyomásesést lát a nyomásmérőn , és a gázpedálok éles hangja hallatszik a kompozícióban és néha még az is látható, ahogy a gázpedálból kiáramló levegő befújja a port az autó alá.
Ha a vonat teljes hosszában levegő áramlik, de az egyes kocsik fékjei nem működnek, akkor a hármas szelepe hibás. A javítóműhelyek rendelkezésre állásától, valamint a vonaton lévő nem működő fékek számát szabályozó jogszabályoktól függően az ilyen kocsit azonnal ki lehet vonni a forgalomból, vagy a legközelebbi elérhető helyre küldeni javításra. Ezenkívül a vezeték sértetlenségét indulás előtt ellenőrizzük a csap fogantyújának rövid időre történő túltöltési helyzetbe állításával (először), miközben a vezetékben a nyomásnövekedés mértéke alapján lehet megítélni a térfogatát - minél gyorsabban nő a nyomás, annál rövidebb a vonal. A hosszú tehervonatoknál a nyomás szinte nem növekszik, de ha a növekedés túl gyors (a nyomás néhány másodperc alatt a határértékre emelkedik), akkor a fékvezeték rövid - egy rövid vonat vagy a végszelep zárása az első a vonat része.
Egy másik lehetséges meghibásodás a fékbetétek helytelen megválasztása, amely túlmelegedhet és hosszú lejtőn leállhat. Ilyen eset történt egy 30 kilométeres ereszkedésen Katoomba városa és Sydney külvárosa , az ausztráliai Emu Plains között . A vonat elvesztette az irányítást, és a baleset nem csak szerencsésen történt.
A modern légfék különbözik az eredetitől a hármas szelep kialakításában bekövetkezett különféle változások miatt, amelyek nem teljesen kompatibilisek egymással. A légfékek alapelve azonban az egész világon ugyanaz.
| Vasúti gördülőállomány fékjei | |
|---|---|
| A fékrendszer elemei | |
| Terminológia |
|
| fékek | |
| A fékrendszerek feltalálói | |