Bezpečné zastavování ve velkých výškách - Vakuum brzdí vlaky dokonce i v zimě nebo na svahu

Bezpečné zastavování ve velkých výškách - Vakuum brzdí vlaky dokonce i v zimě nebo na svahu

V moderní železniční dopravě se využívá na brzdění stlačený vzduch, který má nicméně při nízkých teplotách svá omezení. Na úzkorozchodné dráze v horských úsecích jsou proto využívány osvědčené vakuové brzdové systémy.
Vacuum-brakes-trains-1.jpg

Když se zastaví pohon vozidla, nelze pokračovat v jízdě. To může být nepříjemné, ale obvykle ne nebezpečné. Jsou-li na druhou stranu vadné brzdy, musí se ihned rozeznít alarm, jelikož brzdy jsou nejdůležitější součástí jakéhokoli vozidla. To platí zejména o vlacích, které mohou přepravovat několik set cestujících.

Od ručních brzd k moderní technologii brzdění

Na začátku 19. století se na prvních železničních drahách brzdilo ručně a každý vagon samostatně. V průběhu času se osvědčily centrálně ovládané brzdové systémy, které působí na vlakovou soupravu po celé její délce. Dříve byly běžné vakuové brzdy, zatímco dnes se používá hlavně stlačený vzduch.

Tyto dva brzdové procesy jsou v podstatě velmi podobné: brzdové písty na nápravách jsou ovládány brzdovými válci. Válce jsou připojeny k řídicí jednotce pomocí rozvodů vedoucích od trakční jednotky až na konec vlaku. Strojvůdce pro zahájení brzdění aktivuje ventil. V případě pneumatických brzd je do brzdových rozvodů zaveden přetlak, který pochází z kompresoru a dodává energii pro celý proces brzdění. V případě vakuových nebo sacích vzduchových brzd slouží ventil pro snížení stávajícího záporného tlaku, který udržuje brzdové písty během jízdy mimo dosah náprav. Jakmile je ventil aktivován, začne se projevovat přicházející atmosférický tlak a je zahájeno brzdění.

Výhody vakuových brzd

Pneumatické brzdy mají jednu nevýhodu s ohledem na konstrukci: pro brzdění vyžadují stlačení okolního vzduchu. Při chladném počasí se může ve vzduchu srážet vlhkost, což má za následek pokles tlaku a snížení brzdného výkonu. Je-li počasí skutečně mrazivé, může zkondenzovaná vlhkost zmrznout a ucpat brzdové rozvody.

Toto riziko u vakuových brzd nehrozí. Pro vytvoření vhodného provozního stavu vytvoří vakuové čerpadlo v brzdových rozvodech vakuum poté, co se zapne řídící jednotka. To zamezí tomu, aby se do brzdového systému dostávala vlhkost zvenku. Rozdíl v tlaku přibližně 690 milibarů mezi brzdovým systémem a atmosférický tlakem udržuje brzdy v uvolněné poloze. Brzdění se spustí, když strojvůdce otevře ventil ( nebo v automaticky v případě závady systému).

Je tak zajištěna provozní bezpečnost, a to nejen v minusových teplotních hodnotách. Vakuový brzdový systém lze navíc snadno ovládat. Zachovává si svojí plnou účinnost i po opakovaném použití v rychlém sledu po sobě – důležitá výhoda pro provoz na dlouhých klesajících úsecích a při manévrování. Vakuové brzdové systémy jsou proto využívány i dnes, například na mnoha úzkorozchodných dráhách a v malých vlacích, dieselových lokomotivách pro manévrovací provoz nebo v tunelech, vysokohorských drahách ve Švýcarsku a v Rakousku a také ve vlacích z Jižní Afriky a indických železničních sítích.

Zabrzdění dlouhého monstra sestávajícího z lokomotivy a mnoha připojených vagonů představuje komplexní technickou výzvu. Z pohledu zrychlující se hmoty je nutné vzít v potaz dlouhou brzdnou dráhu. V závislosti na délce vlaku je nutné zastavit na sadu kol hmotnost od 5 do 25 tun (pro porovnání: u osobního vlaku se jedná o průměrných 0,7 tun na sadu kol). Brzdy na sadě kol, ať již pneumatické nebo vakuové, jsou nejdůležitější součástí, byť stále pouze jednou z několika. Brzda motoru přemění elektromotor lokomotivy na generátor, a tak kromě brzdícího účinku generuje elektřinu. Při nouzovém brzdění se používají kolejové brzdy: brzdové čelisti jsou spuštěny pod podvozek a přitlačeny na koleje pomocí integrovaných elektromagnetů.

Nejmodernější brzdovou technologii představují vířivé brzdy. Jejich účinek je založen na elektromagnetickém víření v kolejích. Brzdná síla je vytvářena bezkontaktně a je přesně dávkována mezi brzdu a hlavu kolejnice. Celý proces je nicméně závislý na rychlosti, a proto se tato technologie používá pouze jako doplněk.

Při brzdění vlaku je také důležité mít na paměti, že brzdná síla je nerovnoměrná, přičemž po celé délce vlaku může dojít ke stlačování a namáhání. Tak se děje například u pneumatických brzd, jelikož přetlak v kompresoru se vzhledem k dlouhé vzduchové trajektorii projevuje se zpožděním v zadním vagonu. Ty poté tlačí proti již zabrzděné části vlaku. Pokud by došlo na druhou stranu k zabrzdění zadní části vlaku dříve nebo později než přední části, hrozilo by riziko, že by se vlak podélně roztrhl. Pro zabránění takovému účinku je použití a doba uvolnění jednotlivých brzd vozidla přizpůsobena rychlosti vlaku a požadovanému brzdovému účinku pomocí přepínacích zařízení.


Přihlaste se k odběru zpravodaje ‘World of Vacuum'!
Přihlaste se nyní k odběru a budete neustále seznamováni s posledními fascinujícími novinkami ve světě vakua.

PŘIHLÁSIT K ODBĚRU