A raksúlyfékezésről több alkalommal volt már szó, azonban ideje megvizsgálni azt is, hogy ez a gyakorlatban hogyan működik: melyek azok az eszközök, illetve megoldások, melyek lehetővé teszik azt, hogy a járművet a terhelésének megfelelő mértékben fékezzük.
Kezdésként egy idézet sorozatunk II. részéből, mely a kézifék használatával kapcsolatos pozitívumokra hívta fel a figyelmet: „A [kézifék] második, felbecsülhetetlen előny[e]a raksúlyfékezés képessége: a gyakorlott fékező aszerint fékezte kocsiját, hogy az rakott volt-e és ha igen, milyen mértékben. Az emberi agy számára a rakomány súlyához igazodó fékezés egyszerű feladat, nem így viszont a kezdetleges, „buta” légfékek számára: a fékberendezésnek sokáig csak két állapota volt – a fékezett és az oldott. Könnyen belátható azonban, hogy ez a biztonságos üzemeltetéshez akkoriban sem volt elégséges.”
Miről is van tehát szó – leegyszerűsítve – a raksúlyfékezés kapcsán? Állandó féksúly esetén az üres, részben rakott és rakott kocsik megfékezettsége széles skálán mozogna, mely természetesen nem engedhető meg. Ez a fékezési mód a rakomány tömegéhez igazodó fékezést jelenti, praktikusan tehát azt, hogy a rakomány tömegének változása esetén az adott fővezetéknyomás-csökkenés értékéhez tartozó féktuskóerő választható (beállítható) legyen. Ez történhet önműködően, vagy raksúlyváltó használatával, megvalósítására pedig a fékrudazat-áttétel megváltoztatásával (mechanikus raksúlyfékező berendezések), vagy a fékhengernyomás módosításával, esetleg további fékhengerek közbeiktatásával is van lehetőség (pneumatikus raksúlyfékező berendezések).
A történeti áttekintés során láthattuk, hogy viszonylag korán, az 1900-as évek elején felmerült igényként a raksúlyfékezés, mert az üzemi tapasztalatok során problémák merültek fel a fékberendezések hatásosságával kapcsolatban. Ugyanolyan mértékű megfékezettség nem bizonyult elegendőnek azoknál a szerelvényeknél, melyek nagyobb terheléssel közlekedtek, a probléma kezelése pedig amiatt is vált elsőrendű fontosságú kérdéssé, mert a tehervonatokban a vezetékes kocsik aránya még nagy volt, s ezek rakottan is fékezetlen terhet jelentettek. A nagyobb kocsiterhelés eredőjéből adódó nagyobb vonatterhelés (és kisebb effektív megfékezettség) miatt előtérbe került a fékberendezések hatásosságának vizsgálata, és egyfelől a kormányszelepek korszerűsítése (valamint raksúlyfékezésre alkalmassá tétele), másfelől az egyes kocsik fékberendezései működésének hatásosabbá tétele, akár a fékrudazat „megbütykölésével”, akár egyéb segédberendezések útján.
A raksúlyfékezés egyébként a közlekedési ágakon belül nem kifejezetten csak vasúti jellegzetesség: az Ikarus 415-ös városi autóbusz például terhelésfüggő automatikus fékberendezéssel van felszerelve, mely működési mechanizmusát tekintve utasszám-függő raksúlyfékezést jelent, ám az elnevezése sokkal kifejezőbben érzékelteti a raksúlyfékezés lényegét. Hasonló megoldások természetesen az összes korszerű vasúti és közúti járművön megtalálhatók.
Raksúlyváltó
(forrás: a szerző gyűjteménye)
(forrás: a szerző gyűjteménye)
Az egyszerűbb kivitelű, mechanikus raksúlyfékező berendezések annyit „tudnak”, hogy valamilyen megoldás segítségével (ez általában egy raksúlyváltó kart jelent, egy vagy több rakott állással) megváltoztatják a fékrudazat áttételét. Ezeknek általában üres illetve rakott állása van, s fel van rajtuk tüntetve az ún. átállítási elegytömeg is: ha ezt a határterhelést eléri a kocsi rakománytömege, a raksúlyváltót ekkor – és csak ekkor – szabad rakott állásba állítani.
A tengelyátszerelt illetve forgóvázcserével közlekedő széles nyomtávú kocsik ezen kívül félig rakott állással is rendelkeznek, de az átállítási szabályokat ebben az esetben nem csak a rakománytömeg, hanem a féktuskók és a kormányszelep kivitele is befolyásolja:
A mechanikus berendezések működési elve egyszerű: a fékrudazat áttételezését mechanikus úton olyan mértékben és módon változtatják meg, hogy az erőkarok módosulása miatt a fékberendezés hatásossága (a féktuskóerő) azonos fékhengernyomás mellett alacsonyabb, illetve magasabb lesz. Az elrendezésük elvi vázlata az alábbi ábrán figyelhető meg:
A pneumatikus raksúlyváltó berendezések a fékhenger nyomását változtatják meg. A főleg kéttengelyes teherkocsikon megtalálható, régebbi megoldás (KE 2–AL) működése egy ún. forgópont helyzetének megváltozásától függött, a raksúlyfékezésért felelős RR relészelep vezérlése pedig a kocsi hordrugóin keresztül történt. A korszerűbb (KE 2–ALD, valamint KE 2–GP A) megoldások az RLV 12 típusú szabályozható raksúlyfékező berendezés segítségével szabályozzák a féktuskóerőket, melyre a járműbe épített mérlegszelep terhelésfüggő vezérlőnyomása is hat. Amikor a jármű terhelése eléri az átállítási elegytömeget, az RLV 12 szelep automatikusan a nagyobb terhelési szakaszba kapcsol. A rendszerhez kettős fékhenger tartozik, annak érdekében, hogy a terhelési szakaszok közötti átmenetet majdnem azonos fékhengernyomás mellett lehessen megvalósítani, valamint hogy a „virtuális” fékhenger-tér segítségével a fékberendezés tényleges hatásosságát kb. 120%-ra fel lehessen emelni.
A korszerű járművek, elsősorban motorvonatok olyan kivitelű raksúlyfékező berendezéssel rendelkeznek, melyek a légrugók állásnak (működésének) figyelembe vételével, bizonyos határok között teljesen önműködően állítják be a jármű féksúlyát, ezzel befolyásolva a jármű fékteljesítményét. A mindenkori járműtömeg meghatározása a forgóvázanként elhelyezett légrugó-tömlők nyomásának érzékelésével történik. A fékberendezés tehát alapvetően a fővezeték nyomásának értékét, illetve az ep-nyomásszabályozó állását (mely a villamos és a léfgék együttműködéséért felel), valamint a járműterhelésből származó nyomást veszi figyelembe, amikor a nyomásátalakítón keresztül a tényleges fékezési parancsot kivezérli (nem csak akkor, ha levegős fékezésre van szükség, de ezzel a villamosfék teljesítményét a megcsúszási határon belül „felülkorrigálni” is lehet). A légrugózás kiiktatása egyúttal a raksúlyfékezés megszüntetését is jelenti, mert a nyomásérzékelő így csak a legkisebb raksúlyhoz tartozó fékhengernyomást képes beállítani.
Ez a séma az 5341 sorozatú motorvonatok működésének leírása, azonban az alapelv – némi adaptációval – bármelyik korszerű motorvonatra „ráhúzható”. A Talent-motorvonatokon a forgóvázanként elhelyezett EPAC-egység (kompakt elektropneumatikus egység) felel a raksúlyfékezésért, mely egy forgóváz vonatkozásában teljes értékű fékvezérlőként üzemel: az EPAC-egység a fékezési alapjellel összhangban állítja elő a mindenkori raksúlyterhelés szerint korrigált elővezérlő nyomást, melyet a nyomásfokozó – szintén az EPAC-egységben – tényleges fékhengernyomássá (illetve villamos fékerővé) alakít.
Orosz teherkocsi raksúlyváltójának állásai (П [P] – üres, С [Sz] – középállás, Г [G] – rakott)
(fotó: Halász István)
A mechanikus berendezések működési elve egyszerű: a fékrudazat áttételezését mechanikus úton olyan mértékben és módon változtatják meg, hogy az erőkarok módosulása miatt a fékberendezés hatásossága (a féktuskóerő) azonos fékhengernyomás mellett alacsonyabb, illetve magasabb lesz. Az elrendezésük elvi vázlata az alábbi ábrán figyelhető meg:
(forrás: Heller–Rosta — Vasúti fékberendezések szerkezete, üzeme, Budapest, 1983)
A pneumatikus raksúlyváltó berendezések a fékhenger nyomását változtatják meg. A főleg kéttengelyes teherkocsikon megtalálható, régebbi megoldás (KE 2–AL) működése egy ún. forgópont helyzetének megváltozásától függött, a raksúlyfékezésért felelős RR relészelep vezérlése pedig a kocsi hordrugóin keresztül történt. A korszerűbb (KE 2–ALD, valamint KE 2–GP A) megoldások az RLV 12 típusú szabályozható raksúlyfékező berendezés segítségével szabályozzák a féktuskóerőket, melyre a járműbe épített mérlegszelep terhelésfüggő vezérlőnyomása is hat. Amikor a jármű terhelése eléri az átállítási elegytömeget, az RLV 12 szelep automatikusan a nagyobb terhelési szakaszba kapcsol. A rendszerhez kettős fékhenger tartozik, annak érdekében, hogy a terhelési szakaszok közötti átmenetet majdnem azonos fékhengernyomás mellett lehessen megvalósítani, valamint hogy a „virtuális” fékhenger-tér segítségével a fékberendezés tényleges hatásosságát kb. 120%-ra fel lehessen emelni.
A korszerű járművek, elsősorban motorvonatok olyan kivitelű raksúlyfékező berendezéssel rendelkeznek, melyek a légrugók állásnak (működésének) figyelembe vételével, bizonyos határok között teljesen önműködően állítják be a jármű féksúlyát, ezzel befolyásolva a jármű fékteljesítményét. A mindenkori járműtömeg meghatározása a forgóvázanként elhelyezett légrugó-tömlők nyomásának érzékelésével történik. A fékberendezés tehát alapvetően a fővezeték nyomásának értékét, illetve az ep-nyomásszabályozó állását (mely a villamos és a léfgék együttműködéséért felel), valamint a járműterhelésből származó nyomást veszi figyelembe, amikor a nyomásátalakítón keresztül a tényleges fékezési parancsot kivezérli (nem csak akkor, ha levegős fékezésre van szükség, de ezzel a villamosfék teljesítményét a megcsúszási határon belül „felülkorrigálni” is lehet). A légrugózás kiiktatása egyúttal a raksúlyfékezés megszüntetését is jelenti, mert a nyomásérzékelő így csak a legkisebb raksúlyhoz tartozó fékhengernyomást képes beállítani.
Ez a séma az 5341 sorozatú motorvonatok működésének leírása, azonban az alapelv – némi adaptációval – bármelyik korszerű motorvonatra „ráhúzható”. A Talent-motorvonatokon a forgóvázanként elhelyezett EPAC-egység (kompakt elektropneumatikus egység) felel a raksúlyfékezésért, mely egy forgóváz vonatkozásában teljes értékű fékvezérlőként üzemel: az EPAC-egység a fékezési alapjellel összhangban állítja elő a mindenkori raksúlyterhelés szerint korrigált elővezérlő nyomást, melyet a nyomásfokozó – szintén az EPAC-egységben – tényleges fékhengernyomássá (illetve villamos fékerővé) alakít.
Nánási Zoltán
Sorozatunk további részei ide kattintva olvashatók.