Emlékeztetőül álljon itt az előző részből már ismert összehasonlító táblázat, valamint az a tény, hogy a most tárgyalt kétnyomásos szelepek vezérlésében a fővezetéknyomás és a segédlégtartály-nyomás vesz részt. A kétnyomásos szelepek elvi működésének megértése rendkívüli módon megkönnyíti a háromnyomásos szerkezetek működésének megértését, később pedig a komplex, több típus- és nem típusalkatrészből (csapolóberendezés, nyomásmódosító, stb.) álló egyedi kormányszelepek pneumatikus sémájának átlátását.
A hagyományos típusú, egyszerű működésű kormányszelep
Ez a szeleptípus volt az első, melyet önműködő, légnyomásos fékberendezéseknél alkalmaztak, kivitele pedig lényegében azóta sem változott.
Az ábrán látható szelepházban található a vezérlődugattyú, melyet fémből készült (összecsiszolt) dugattyúgyűrű tömít. A tolattyúkeretben található síktolattyú úgy van elhelyezve, hogy az holtjátékkal mozoghat, ennek következtében a (3) fokozószelep a dugattyú elmozdulásakor kinyílik vagy bezárul. A síktolattyú a tolattyútükrön csúszik végig, melyen a fékhengerhez, valamint a szabadba vezető furatok találhatók, s a tolattyú az, amelyik összeköti a fékhengert a szabad levegővel (oldás), vagy a fokozószelepen keresztül a segédlégtartály légterével.
Az alábbi ábrán megfigyelhető az egyszerű működésű kormányszelep töltő-oldó, fékező és fékezést határoló állása.
Az igazán érdekes az egyszerű működésű kormányszeleppel kapcsolatban azonban az oldó állás. A szelep ugyanis fokozatos oldásra nem képes. A fővezeték nyomásának fokozatos emelése sem segít azon a körülményen, hogy ha a fékhenger nyomáscsökkenése egyszer megkezdődött, akkor be is fejeződik. Ennek magyarázata az, hogy a kormányszelep vezérlődugattyúját körülvevő terekben nyomásváltozás áll be, így a mozgó alkatrészek oldó állásba kerülnek, és az oldási folyamatot megszakítani sem lehet. Az oldást legfeljebb fékezési fokozat válthatja fel, azonban mivel az egyszerű működésű kormányszeleppel vezérelt fékberendezés dinamikusan kimeríthető, így a teljes oldás megvalósulása előtt bevezetett újabb fékezés alkalmával a szokott fékhatás – a segédlégtartály hiányos feltöltöttsége miatt – nem lesz tapasztalható.
Egyszerű működésű kormányszelep metszete (fordított állásban)
(fotó: Nánási Zoltán)
(forrás: bremsenbude.de)
Az egyszerű működésű kormányszelepet viszonylag korán felváltotta annak továbbfejlesztett változata, amely lényegileg megegyezik a hagyományos kormányszeleppel: az Fe115-ös szelep ugyanazt tudja, azonban alkatrészei korszerűbbek korábbi társáénál. Összecsiszolt alkatrészei nincsenek, tömítésként pedig gumiból készült K-gyűrűket használnak benne. Az ábrán megfigyelhető a kormányszelep szerkezete. A szelepet egyébként – kialakításának köszönhetően – ugyanarra a tartóra lehet felszerelni, mint a hagyományos kormányszelepet.
Ezek a szelepek a hagyományos felépítésű kétnyomásos kormányszelepek továbbfejlesztett változatát képviselik annyiban, hogy fokozatos oldásra továbbra sem képesek, a fékhatásterjedési sebességük azonban lényegesen kedvezőbb, így hosszabb vonatok fékezésére is alkalmasak. Ez azzal érhető el, hogy egyrészt gyorsfék állásban a vezérlődugattyú nagyobb löketet tesz és a tolattyú újabb összeköttetést létesít a fővezeték és a fékhenger között, másrészt fékezéskor nem csak a segédlégtartályból, hanem a fővezetékből is áramlik levegő a fékhengerbe. A fővezeték ilyen módon történő csapolása a fékhenger gyorsabb feltöltését eredményezi. Ilyen gyorsműködésű kormányszelepek üzemeltek pl. a MÁV 324 és 328 sorozatú gőzösein is.
Érdekességként megemlíthető a kétnyomásos szelepek között a Westinghouse W(LuV–1) típusú kormányszelep, melyet sík–lejtő-váltóval láttak el. Az ilyen váltók alkalmazására gyakorta került sor a fék dinamikus kimerülésének megakadályozása céljából. Sík állásban a kormányszelep működésében nem következik be változás, lejtő állásban azonban az oldási idő a normális oldási idő többszörösére növekszik, ezzel is segítve a segédlégtartályok feltöltődését.
Mivel az egyszerű és gyorsműködésű kormányszelepeket alapvetően személyvonati közlekedési igényekhez fejlesztették ki, szükséges volt ezeket Gz–Pz-váltókkal (vonatnemváltókkal) felszerelni. Ezek gyakorlatilag a kormányszelepből a fékhenger felé vezető forgók, melyek egyik állásukban szűkebb („tehervonati állás”), a másikban bővebb keresztmetszetet („személyvonati állás”) biztosítanak a levegőáram számára. A gyorsműködésű kormányszelepeket többnyire G–P-váltóval szerelték fel, mely a Gz–Pz-váltó elsőfokozati szeleppel kiegészített változata. (A féknemekről bővebb leírás a XI. részben található.)
A máshogyan nem jelölt ábrák forrása: Heller–Rosta — Vasúti fékberendezések szerkezete, üzeme, Budapest, 1983
Az igazán érdekes az egyszerű működésű kormányszeleppel kapcsolatban azonban az oldó állás. A szelep ugyanis fokozatos oldásra nem képes. A fővezeték nyomásának fokozatos emelése sem segít azon a körülményen, hogy ha a fékhenger nyomáscsökkenése egyszer megkezdődött, akkor be is fejeződik. Ennek magyarázata az, hogy a kormányszelep vezérlődugattyúját körülvevő terekben nyomásváltozás áll be, így a mozgó alkatrészek oldó állásba kerülnek, és az oldási folyamatot megszakítani sem lehet. Az oldást legfeljebb fékezési fokozat válthatja fel, azonban mivel az egyszerű működésű kormányszeleppel vezérelt fékberendezés dinamikusan kimeríthető, így a teljes oldás megvalósulása előtt bevezetett újabb fékezés alkalmával a szokott fékhatás – a segédlégtartály hiányos feltöltöttsége miatt – nem lesz tapasztalható.
Egyszerű működésű kormányszelep metszete (fordított állásban)
(fotó: Nánási Zoltán)
A Knorr Fe115 típusú kormányszelep
Az egyszerű működésű kormányszelepet viszonylag korán felváltotta annak továbbfejlesztett változata, amely lényegileg megegyezik a hagyományos kormányszeleppel: az Fe115-ös szelep ugyanazt tudja, azonban alkatrészei korszerűbbek korábbi társáénál. Összecsiszolt alkatrészei nincsenek, tömítésként pedig gumiból készült K-gyűrűket használnak benne. Az ábrán megfigyelhető a kormányszelep szerkezete. A szelepet egyébként – kialakításának köszönhetően – ugyanarra a tartóra lehet felszerelni, mint a hagyományos kormányszelepet.
A gyorsműködésű kormányszelepek
Ezek a szelepek a hagyományos felépítésű kétnyomásos kormányszelepek továbbfejlesztett változatát képviselik annyiban, hogy fokozatos oldásra továbbra sem képesek, a fékhatásterjedési sebességük azonban lényegesen kedvezőbb, így hosszabb vonatok fékezésére is alkalmasak. Ez azzal érhető el, hogy egyrészt gyorsfék állásban a vezérlődugattyú nagyobb löketet tesz és a tolattyú újabb összeköttetést létesít a fővezeték és a fékhenger között, másrészt fékezéskor nem csak a segédlégtartályból, hanem a fővezetékből is áramlik levegő a fékhengerbe. A fővezeték ilyen módon történő csapolása a fékhenger gyorsabb feltöltését eredményezi. Ilyen gyorsműködésű kormányszelepek üzemeltek pl. a MÁV 324 és 328 sorozatú gőzösein is.
Érdekességként megemlíthető a kétnyomásos szelepek között a Westinghouse W(LuV–1) típusú kormányszelep, melyet sík–lejtő-váltóval láttak el. Az ilyen váltók alkalmazására gyakorta került sor a fék dinamikus kimerülésének megakadályozása céljából. Sík állásban a kormányszelep működésében nem következik be változás, lejtő állásban azonban az oldási idő a normális oldási idő többszörösére növekszik, ezzel is segítve a segédlégtartályok feltöltődését.
Mivel az egyszerű és gyorsműködésű kormányszelepeket alapvetően személyvonati közlekedési igényekhez fejlesztették ki, szükséges volt ezeket Gz–Pz-váltókkal (vonatnemváltókkal) felszerelni. Ezek gyakorlatilag a kormányszelepből a fékhenger felé vezető forgók, melyek egyik állásukban szűkebb („tehervonati állás”), a másikban bővebb keresztmetszetet („személyvonati állás”) biztosítanak a levegőáram számára. A gyorsműködésű kormányszelepeket többnyire G–P-váltóval szerelték fel, mely a Gz–Pz-váltó elsőfokozati szeleppel kiegészített változata. (A féknemekről bővebb leírás a XI. részben található.)
A máshogyan nem jelölt ábrák forrása: Heller–Rosta — Vasúti fékberendezések szerkezete, üzeme, Budapest, 1983
Nánási Zoltán
Sorozatunk további részei ide kattintva olvashatók.