Pneumatická část brzdy kolejových vozidel

Dopravní řád drah¹⁾ stanoví: Vlak, jehož stanovená rychlost je vyšší než 40 km/h, musí být brzděn průběžnou brzdou samočinnou. Požadavek na průběžnost 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 barů 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 odvětrání hlavního potrubí reaguje průběžná brzda rychleji, je zavedeno rychločinné brzdění.

Schéma tlakové části brzdy

Stlačený vzduch nutný pro provoz tlakové brzdy je dodáván kompresorem hnacího vozidla (obr. 1 poz.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 neprůběžnou. Dvojitá záklopka na lokomotivě zajišťuje oddělení systému přímočinné a samočinné brzdy.

obr. 1: schéma samočinné tlakové 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 na 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 odvětráním přebytečného tlaku do ovzduší.

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 a odvětrat všechen přetlak z hlavního potrubí do ovzduší a zavést tak rychločinné brzdění.

Funkce samočinné tlakové brzdy

Důležitým parametrem pro konstrukci průběžné tlakové brzdy kolejových vozidel je její průrazná rychlost. Průrazná rychlost brzdy [m/s] je vypočítána jako poměr délky hlavního potrubí od brzdiče ze kterého je při ovládání brzdy potrubí odvětráváno po koncový spojkový kohout posledního vozidla zapojeného do průběžné brzdy [metr] k času za který se po započetí odvětrání potrubí začne plnit brzdový válec posledního vozidla [sekunda].

obr. 2: změny tlaků v prostorech samočinné brzdy při brzdění

Průrazná rychlost tlakové brzdy železničních vozidel se běžně pohybuje mezi 250 m/s a 280 m/s. Z hodnoty průrazné rychlosti lze vypočítat, s jakým zpoždění od zavedení brzdění zabrzdí vozidlo v dané části vlaku. Při délce hlavního potubí 700 m a průrazné rychlosti 280 m/s zabrzdí poslední vozidlo s prodlevou 2,5 sekundy

V grafu na obr. 2 je znázorněn průběh tlaku v brzdovém válci při rychločinném zabrzdění brzdičem lokomotivy a následném odbrzdění. Úsek křivky průběhu tlaku v hlavním potrubí označený číslem 1 znázorňuje stav, kdy je průběžná brzda odbrzděna (5 bar). Na téže křivce následuje úsek 2, kdy je pomocí brzdiče prudce snížen tlak v hlavním potrubí a zároveň dochází na křivce změny tlaku v brzdovém válci k nárůstu tlaku (úsek 3), který je v počáteční fázi rychlý. Počátečnímu rychlému nárůstu tlaku v brzdovém válci (P_N) se říká náskok brzdy. Regulaci tlaku v brzdovém válci v závislosti na změně tlaku v hlavním potrubí a následné opětovné plnění pomocného vzduchojemu zajišťuje na každém vozidle jeho brzdový rozváděč, který stlačený vzduch potřebný k plnění brzdového válce přepouští z pomocného vzduchojemu vozidla. Času t₁, za který se od okamžiku začátku plnění brzdový válec naplní na 95% svého maximálního tlaku, se říká doba plnění brzdového válce. Doba plnění brzdového válce odpovídá režimu brzdění na který je nastavena brzda na vozidle, viz tab. 1.

tab. 1: doby plnění a vyprázdnění brzdových válců s ohledem na nastavený režim brzdy

režim brzdění doba plnění (sekundy) doba vyprazdňování (sekundy) G - nákladní 18 až 30 45 až 60 P - osobní 6 až 10 15 až 20 R - rychlík 3 až 5 15 až 20

Každému režimu v tabulce 1 odpovídá vyprazdňovací doba brzdového válce, kterou v grafu 1 reprezentuje čas t₂. Čas t₂ je doba za kterou od začátku odbrzďování z úplného provozního zabrzdění poklesne tlak v brzdovém válci na 0,4 baru.

Režimy brzdy s rychlým vývinem brzdného účinku (P, R, R+Mg) zahrnujeme do I. způsobu brzdění. R+Mg je režim brzdy rychlík se zapnutou magnetickou kolejnicovou brzdou. II. způsob brzdění s pomalým vývinem brzdného účinku zahrnuje pouze režim G a je používán pro nákladní vlaky.

Brzda nákladních vozů

Nákladní vozy jsou ve většině případů vybaveny špalíkovou brzdou provozovanou rychlostí do 120 km/h.

obr. 3: uspořádání nákladní brzdy DAKO

Rozvaděče

1	rozvaděč Dako-CV 1

Brzdění podle nákladu

2	přídavný ventil Dako D

Vzduchojemy

3	pomocný
4	rozvodový
5	řídící

Brzdové válce

6	brzdový válec

Potrubí brzdy

7	spojka hlavního potrubí

Přestavovače

8	vypínač tlakové brzdy
9	přestavovač Nákladní-Osobní
10	přestavovač prázdný-ložený

Odbrzďovace

11	táhlo odbrzďovace
12	odbrzďovač

Brzda osobních vozů

Osobní vozy bývají vybaveny, narozdíl od vozů nákladních kde je žádoucí pomalý účinek brzdy, zařízením pro zrychlení brzdového účinku. K zařízením brzdy osobních vozů patří protismyková ochrana a zařízení nutná pro provozu brzdy v režimu R nebo R+Mg.

obr. 8: rychlíková brzda DAKO

Zařízení rychlíkové brzdy 1 přídavný ventil DAKO R 2 přestavovač osobní - rychlík 3 zkušební tlačítko 4 odstředivý regulátor DAKO K Protismykové zařízení 5 protismykový regulátor DAKO F 6 vypouštěcí ventil DAKO N

Další zařízení 7 brzdový rozvaděč 8 pomocný vzduchojem 9 rozvodový vzduchojem 10 brzdový válec 11 odbrzďovač 12 záklopka záchranné brzdy

Zařízení pro zrychlení brzdícího účinku

Prodleva v zaúčinkováním průběžné brzdy, způsobená šířením poklesu tlaku v hlavním potrubí od brzdiče průraznou rychlostí, neúměrně prodlužuje zábrzdnou dráhu dlouhých vlakových souprav jedoucí vyšší rychlostí. Zkrátit reakční dobu průběžné brzdy je možné buď tak, že bude hlavní potrubí odvětráváno na více místech než pouze brzdičem na lokomotivě. Potrubní zrychlovač reaguje na prudký pokles tlaku v hlavním potrubí jeho dalším odvětráním.

obr. 4: označení EP brzdy

Elektropneumatická brzda

Elektropneumatická brzda, která je pouhou nadstavbou brzdy tlakové jejíž funkce zůstává plně zachována, zkracuje pomocí elektropneumatických ventilů na vozidlech, propojených vzájemně vedením UIC (obr. 5 poz. 8), plnící i vyprazdňovací doby brzdových válců. Pro funkci elektropneumatické průběžné brzdy musí být k lokomotivě vybavené brzdičem elektropneumatické (EP) brzdy připojeny vozy vystrojené funkčním zařízením EP brzdy, musí být propojeno kromě hlavního 1 i napájecí potrubí 2 a propojeno pomocí kabelů vedení UIC od lokomotivy až k poslednímu vozu. Vozy vystrojené elektropneumatickou brzdou jsou označeny žlutou značkou EP (obr. 4) dnes již bez symbolu průběžného vedení v orámování pod nápisem EP. Vozidlo vybavené pouze průběžným vedením EP brzdy má toto označení provedeno v barvě červené.

obr. 5: schéma EP brzdy

Při snižování tlaku v hlavním potrubí je pomocí elektrického signálu z brzdiče sepnut na vozech brzdící ventil 7, který vypustí potřebné množství stlačeného vzduchu, čímž urychlí reakci brzdového rozvaděče tlakové brzdy 3. Při odbrzďování je aktivován odbrzďovací ventil 6, který doplňuje hlavní potrubí z potrubí napájecího přes škrtící a zpětný ventil 9 a pomocný vzduchojem 4, který je přes škrtící a zpětný ventil neustále doplňován. Rychlejší plnění hlavního potrubí zajistí kratší vyprazdňovací dobu brzdového válce 5.

---

1) Vyhláška Ministerstva dopravy 173/1995 Sb. ze dne 22. června 1995, kterou se vydává dopravní řád drah

vagony. cz / pojezdy / brzda / pneumatická část