A sebességfüggés mint fékhengernyomást befolyásoló tényező figyelembe vételének indoka logikusnak tűnhet: hagyományos (valamilyen öntöttvas) féktuskók esetében a fék hatásosságának nem a hideg, vagy a víz az ellensége, hanem a nagy sebesség. Magasabb sebességtartományban a féktuskó és az abroncs közötti csúszósurlódási tényező értéke meredekebben csökken, mint az alacsonyabb sebességtartományban, a fék tehát azonos fékhengernyomás mellett kevésbé hatásos, mint alacsonyabb sebességnél. A sebességfüggéssel is rendelkező, nyomásmódosítós fékek (gyorsvonati fékek) működésének alapelve tehát az a gondolat, hogy ha a sebességet is figyelembe vesszük azok között a tényezők között, melyek a kialakuló fékhengernyomást befolyásolják, a csúszósurlódási tényező értékének csökkenését – bizonyos mértékig – megnövelt fékhengernyomással lehet kompenzálni.
Ezek a fékek azért bonyolultabbak, mint sebességfüggéssel nem rendelkező társaik, mert minél több szempontot „vetetünk” figyelembe a nyomásmódosítóval (és ezáltal a kormányszeleppel), annál bonyolultabb lesz a szerkezetek levegős (és elektromos) hálózata. Mivel lehetőség van két, vagy három (adott esetben akár négy) különböző legnagyobb fékhengernyomás beállítására, ezeknél a fékeknél a vonatnemváltó állásaihoz nem statikus fékhengernyomási értékek tartoznak, hanem ezek alacsonyabb és magasabb sebességtartományban – valamilyen közbeiktatott berendezés segítségével – még egyazon álláson belül is változhatnak.
Az ilyen fékrendszerek hatásvázlata a következőképpen írható le: a nyomásmódosítóra három tényező hat. Az egyik a fővezeték nyomásának csökkenése, valamint a kormányszelep erre adott reakciója, vagyis a fékezési parancs kiadása. A nyomásmódosító működésbe lépésére végül is ez a körülmény az, amely elsősorban és legfontosabban hat. A nyomásmódosító fiktív fékhenger-terében (tereiben) mérhető nyomásviszonyokra másik tényezőként a vonatnemváltó állása hat, a legmagasabb fékhengernyomást ugyanis – részben – ez alapján állítja be. Emellett harmadik tényezőként az ún. centrifugálszabályozó által adott sebességinformáció is közrehatással bír (R-állásban). A nem önműködő (mozdony)fék fékezőszelepe a fékhengerre közvetlenül hat, a nyomásmódosítót tehát megkerüli.
A rendszer fő része tehát a nyomásmódosító, a fent leírtak a Dü 23b típus működésének felel meg, ilyen berendezés a 628 (M62) 140-es pályaszámtól felfelé, valamint a 431 (V43) 145 pályaszámtól lefelé eső mozdonyokon található. A 628-as sorozatú mozdonyokon elérhető fékhengernyomások az önműködő fék esetében: 2,4 bar (GG), 4,5 bar (G, P). A 431-es sorozaton az önműködő fék esetében: 3,8 bar (G, P, Ralacsony) és 8 bar (Rmagas). A kiegészítő fék esetében a legnagyobb fékhengernyomás mindig 3,7 bar.
A sebességinformáció közlésében a leginkább kézenfekvő megoldás a centrifugálszabályozó alkalmazása. Legegyszerűbb kivitelében (AR 12-es típus) a centrifugálszabályozóban található rugó ereje a forgó röpsúlyokat összehúzva tartja, magasabb sebességtartományban viszont a röpsúlyok legyőzik a rugóerőt, az átkapcsolási szelep légvezetéke egy csőszelepen keresztül kinyílik, és egyúttal olyan levegős kapcsolatokat hoz létre, melyek miatt a magasabb fékhengernyomás fog kialakulni. Az átkapcsolás sebessége gyorsuláskor kb. 80–85 km/h, a visszakapcsolás sebessége lassításkor 60–65 km/h.
A sebességfüggésű nyomásmódosítóval felszerelt rendszerek korszerűbb, magasabb sebességre alkalmas változatát képviselik azok a nyomásmódosítós megoldások, amelyek hatásmechanizmusa a fentiekkel azonos, de a nem önműködő fék fékezőszelepe is a nyomásmódosítóra hat, működése tehát közvetett jellegű. A nyomásmódosítóban három membrándugattyú, valamint egy további, K-gyűrűs dugattyú található, a kisebb dugattyúk a nyomásmódosító működését teszik lehetővé (az ún. F-tér és Rs-tér töltésével, vagy ürítésével). Az ilyen nyomásmódosítók elviekben négy, általában csak három különböző fékhengernyomás előállítására képesek.
A fenti működési módra az alábbi, a MÁV-nál is használatban lévő nyomásmódosítók alkalmasak:
A sebességinformáció közlésében a leginkább kézenfekvő megoldás a centrifugálszabályozó alkalmazása. Legegyszerűbb kivitelében (AR 12-es típus) a centrifugálszabályozóban található rugó ereje a forgó röpsúlyokat összehúzva tartja, magasabb sebességtartományban viszont a röpsúlyok legyőzik a rugóerőt, az átkapcsolási szelep légvezetéke egy csőszelepen keresztül kinyílik, és egyúttal olyan levegős kapcsolatokat hoz létre, melyek miatt a magasabb fékhengernyomás fog kialakulni. Az átkapcsolás sebessége gyorsuláskor kb. 80–85 km/h, a visszakapcsolás sebessége lassításkor 60–65 km/h.
A sebességfüggésű nyomásmódosítóval felszerelt rendszerek korszerűbb, magasabb sebességre alkalmas változatát képviselik azok a nyomásmódosítós megoldások, amelyek hatásmechanizmusa a fentiekkel azonos, de a nem önműködő fék fékezőszelepe is a nyomásmódosítóra hat, működése tehát közvetett jellegű. A nyomásmódosítóban három membrándugattyú, valamint egy további, K-gyűrűs dugattyú található, a kisebb dugattyúk a nyomásmódosító működését teszik lehetővé (az ún. F-tér és Rs-tér töltésével, vagy ürítésével). Az ilyen nyomásmódosítók elviekben négy, általában csak három különböző fékhengernyomás előállítására képesek.
A fenti működési módra az alábbi, a MÁV-nál is használatban lévő nyomásmódosítók alkalmasak:
- Dü 24e nyomásmódosító található a 431 (V43) 146 pályaszámtól felfelé eső mozdonyokon. Az elérhető legmagasabb fékhengernyomások itt a következőképpen alakulnak (önműködő fék): 2,5 bar (GG), 3,8 bar (G, P, Ralacsony), 8 bar (Rmagas); kiegészítő fék: 2,5 bar (GG), 3,8 bar (G, P, Ralacsony), 8 bar (Rmagas).
- Dü 24g nyomásmódosító található a 630 (V63) sorozatú mozdonyokon. Az elérhető legmagasabb fékhengernyomások (önműködő fék): 2 bar (GG), 3,8 bar (G, P, Ralacsony), 8 bar (Rmagas); kiegészítő fék: 3,7 bar (GG, G, P, Ralacsony), 8 bar (Rmagas). Az önműködő fék maximális fékhengernyomása villamos fékezéskor, valamint 15 km/h alatt minden esetben 2 bar.
- Dü 111h típusú nyomásmódosító a 470 sorozatú mozdonyokra került beépítésre, ennek egyik különlegessége a magas átkapcsolási sebesség: növekvő sebességnél 165 km/h, csökkenőnél pedig 160 km/h. Az első esetben a legmagasabb fékhengernyomás (átmenő fékezésnél) 1,6 bar, az utóbbinál 3,1 bar; a mozdonyon GG-állás nincs.
Az ábrák forrása: Heller–Rosta — Vasúti fékberendezések szerkezete, üzeme, Budapest, 1983
Nánási Zoltán
Sorozatunk további részei ide kattintva olvashatók.