Westinghouse luftbremse er navnet på jernbanebremsesystemer , der bruger trykluft til at fungere .
Det første pålidelige ( automatiske ) luftbremsesystem blev patenteret af George Westinghouse den 5. marts 1872 . Westinghouses opfindelse var virkelig revolutionerende for jernbaner og gav pålidelig bremsning, hvilket igen udvidede rækkevidden af hastigheder, som togene fra disse år kunne bevæge sig med. Westinghouse foreslog også mange tilføjelser til sin opfindelse, som gjorde det muligt at anvende den i en lang række automatiske bremsesystemer. I 1893 vedtog den amerikanske kongres endda en særlig Railroad Safety Appliance Act , som gjorde brugen af sådanne systemer obligatorisk. Kun iUSA i 1905 var mere end 2 millioner fragt-, passager-, post- og bagagevogne samt omkring 89 tusinde lokomotiver udstyret med automatiske Westinghouse-bremser.
I det enkleste luftbremsesystem, som kaldes et direkte virkende system (eller direkte virkende bremse ), presser trykluft mod et stempel i en cylinder. Stemplet er forbundet med en bremsesko , som gnider mod hjulet på vognen eller lokomotivet og får det til at stoppe. Trykluft tilføres af lokomotivkompressoren fra vogn til vogn gennem en speciel bremseledning (rørsystem), der går gennem hele toget og har fleksible indsatser mellem vognene . Det grundlæggende problem med et sådant system er, at i tilfælde af en krænkelse af ledningens tæthed eller dens forbindelser, vil trykket i systemet falde, og det er muligvis ikke nok til pålidelig bremsning, hvilket kan føre til en ulykke. Direkte virkende systemer bruges kun på lokomotiver, de har en to-kredsløbsordning, når hver bogie har sit eget uafhængige kredsløb.
For at afhjælpe denne mangel ved direkte virkende systemer foreslog Westinghouse, at hver bil blev udstyret med et luftreservoir samt en speciel "tredobbelt ventil", også kaldet en kontrolventil.
Det siges ofte, at den "tredobbelte" ventil er navngivet, fordi den udfører tre funktioner. Faktisk er dette en myte, fordi den kun har to funktioner: den anvender kraft på bremserne og slipper dem. Selvfølgelig udfører den parallelt andre relaterede operationer, for eksempel at opretholde kraften eller lade luftbeholderen fyldes, når den frigives. I sit masterpatent refererer Westinghouse til "trippelventilarrangementet", fordi det består af tre komponenter: en tallerkenventil, der tilfører luft fra reservoiret til bremsecylindrene, en reservoirpåfyldningsventil og en ventil, der frigiver bremsecylindrene.
Princippet for driften af systemet er som følger:
I modsætning til direkte virkende systemer bruger Westinghouse-systemet et fald i linjetrykket til at starte opbremsning. Når chaufføren skal sænke farten, åbner han bremseventilen, der forbinder togets luftledning med atmosfæren, trykket i linjen falder, og vognenes bremsecylindre aktiveres. Hvis ventilen er lukket, genoprettes trykket i ledningen af lokomotivkompressoren, trykket stiger, vognenes bremsecylindre åbner til atmosfæren, slipper bremserne og genoplader tankene.
Dermed bliver Westinghouse-systemet pålideligt - trods alt vil enhver skade på luftledningen i nogen af dens sektioner, inklusive en så alvorlig en som et togbrud, forårsage et øjeblikkeligt stop af hele toget. Derfor kaldes Westinghouse-bremsen automatisk .
Moderne luftbremsesystemer består af to dele:
I normal tilstand reducerer føreren trykket i ledningen med en vis mængde. Det tager et par sekunder, før trykket i ledningen falder, og et par sekunder mere, før bremserne virker i hele toget. Men for nødbremsning er ledningen direkte forbundet med atmosfæren, hvilket fører til øjeblikkelig drift af alle bremsecylindre. I samme tilstand fungerer systemet i tilfælde af krænkelse af motorvejens integritet eller anden ulykke.
Indstilling af problemet med nødbrug af systemet tilføjer endnu en komponent til det. Den tredobbelte ventil er opdelt i to dele: standard, brugt i normal tilstand, og nødsituation, som reagerer på et kraftigt fald i trykket i luftledningen. Lufttanken er også opdelt i to dele - standard og nødsituation. Et sådant reservoir kaldes et "to-rum". Ved normal drift tilføres bremsecylindrene kun tryk fra det almindelige rum, mens begge under nødbremsning er slået til, og bremsekraften øges med 20-30%.
Den tredobbelte ventils nøddel udløses af et ekstremt hurtigt trykfald i ledningen. Da togene normalt er lange, og strækningens diameter er relativt lille, vil bremsekraften være mærkbart højere ved togets hoved (i tilfælde af en lokomotivfører-initieret nødbremsning) eller i området for et linjebrud. For at undgå ujævn betjening af bremserne langs togets længde, frembringer speederen på hver vogn, når den er aktiveret, en yderligere trykreduktion i linjen.
Elektroneumatiske bremser (EPB'er) er en ny type luftbremser, der sikrer, at alle bremsesystemer aktiveres samtidigt langs hele toget, i modsætning til konventionelle bremser, der fungerer sekventielt, når bremse- eller feriebølgen passerer langs strækningen. I øjeblikket kører EPT'er på passagertog fra landene i det tidligere USSR , pendlertog i mange lande, bliver testet i Nordamerika og Sydafrika på tog, der transporterer malm og kul. Der er også bevis for, at sådanne bremser blev brugt i slutningen af 1980'erne på højhastigheds- ICE-tog i Tyskland.
Sovjetiske EPT'er er af en ikke-automatisk type, deres elektriske luftfordeler (EVR) af type 305 er samlet i en enkelt enhed med en luftfordeler af type 292 (en moderniseret tredobbelt Westinghouse-ventil), en skifteventil er installeret mellem dem, der forbinder til bremsecylinderen den luftfordeler der giver mere tryk. Dette gør det muligt, i tilfælde af fejl i EPT, at standse toget med en konventionel automatisk bremse. EPT-kredsløbet er to-leder: den første ledning er den vigtigste, EVR 305 er forbundet til den, og den anden er styringen, den er forbundet til den vigtigste på den sidste bil, og styrestrømmen returneres til lokomotivet gennem det, hvilket bekræfter EPT-kredsløbets integritet. Den anden udgang på EVR-s er jordet (forbundet til kroppen), og den fungerende bremsestrøm returneres til lokomotivet langs skinnerne.
I lang tid i udlandet havde persontogene en tretrådsversion af elektropneumatiske bremser, som gjorde det muligt at indstille bremsekraften til et af syv niveauer. I de fleste tilfælde har et sådant system utilstrækkelig pålidelighed, da der skal påføres spænding på ledningerne for at påføre en bremsekraft, men i de fleste tilfælde kan et sådant system i en ulykke også fungere som en konventionel luftbremse. I senere systemer foregik styringen på en ledning, hvorpå der konstant blev holdt en konstant spænding for at udløse bremserne.
På det seneste er der brugt elektronisk styrede bremsesystemer, hvor alle biler er forbundet via et lokalt netværk, som gør det muligt for lokomotivcomputeren at styre hver bremse individuelt, samt separat modtage information om tilstanden af hver systemkomponent.
Luftbremsen fungerer muligvis ikke, hvis luftledningsventilen er lukket i en af bilerne. Dette vil føre til, at bremserne på bilerne bag den lukkede ventil ikke vil være i stand til at reagere på ændringer i trykket i ledningen. Der var tilfælde, hvor dette førte til alvorlige ulykker ( katastrofen på Kamenskaya-stationen , jernbaneulykken på Lyon-banegården , styrtet i Chelyabinsk-regionen den 11. august 2011 ).
Der træffes særlige beskyttelsesforanstaltninger for at forhindre sådanne hændelser. Alle jernbaner har strenge regler, reguleret af særlig lovgivning, for kontrol af tog inden en tur. Disse foranstaltninger anvendes på alle stadier - fra sammenkobling af luftledninger i biler og ladetanke til kontrol af driften og derefter udløsning af hver bremse langs hele toget. Der lægges særlig vægt på den sidste bil, linjens åbenhed fra lokomotivet kontrolleres ved hjælp af en speciel anordning eller manuelt ved at åbne endeventilen på den sidste bil, mens føreren skal bekræfte, at han ser et trykfald på trykmåleren , og en skarp lyd af speederne høres i kompositionen og nogle gange kan det endda ses, hvordan luften, der kommer ud af speederen, blæser støv ind under bilen.
Hvis luften strømmer langs hele togets længde, men bremserne på en individuel bil ikke virker, er dens tredobbelte ventil defekt. Afhængigt af tilgængeligheden af værksteder, samt lovgivningen om antallet af ikke-fungerende bremser i et tog, kan en sådan vogn tages ud af drift med det samme eller sendes til reparation på det nærmeste tilgængelige sted. Ligeledes kontrolleres ledningens integritet før afgang ved kortvarigt at sætte hanehåndtaget til overladningspositionen (først), mens hastigheden af trykstigningen i ledningen kan bruges til at bedømme dens volumen - jo hurtigere trykket stiger, jo kortere linjen. I lange godstog stiger trykket næsten ikke, men hvis stigningen er for hurtig (trykket stiger til grænsen på få sekunder), så er bremseledningen kort - et kort tog eller lukning af endeventilen i den første del af toget.
En anden mulig fejl er det forkerte valg af bremseklodser, som kan overophedes og stoppe med at arbejde på en lang skråning. En sådan hændelse fandt sted på en 30 kilometer lang nedstigning mellem byen Katoomba og Sydney - forstaden Emu Plains i Australien . Toget mistede herredømmet, og styrtet skete ikke kun ved et heldigt tilfælde.
Den moderne luftbremse adskiller sig fra originalen på grund af forskellige ændringer i designet af den tredobbelte ventil, som ikke er fuldt kompatible med hinanden. Men det grundlæggende princip for luftbremser er det samme over hele verden.
| Bremser af rullende jernbanemateriel | |
|---|---|
| Elementer i bremsesystemet | |
| Terminologi | |
| bremser | |
| Opfindere af bremsesystemer | |