Először is nézzük, hogy mire lesz szükségünk a fékrendszer működéséhez!
A Rhätische Bahn oktatóanyagából lefordított ábrán az automatikus vákuumfék egyszerűsített felépítését láthatjuk, de a működésének megértéshez ez is tökéletesen megfelel
A fenti, csak a legszükségesebb elemeket bemutató ábrát ezért a következő bekezdésekben balról jobbra vesszük sorra. Mivel a közvetítő közegünk a vákuum, ezért mindenképpen kell egy, az előző részben megismert vákuumpumpa avagy légritkító. Ilyen berendezést csak a vontatójárművekben találunk, ahogy a sűrített levegős rendszerekben is csak itt van kompresszor. A következő elem egy visszacsapó-szelep, amelyre a vákuumpumpa védelme miatt van szükség, hiszen ez nincs felkészítve a fordított irányú légáramlásra. A következő alkatrész a vákuumszabályzó-szelep, amely a folyamatosan működő vákuumpumpa mellett szabályozza be a meghatározott, 52 cmHg értékre a fővezeték nyomását. Ezzel együtt találunk itt egy magasságkompenzációs berendezést is, amelynek pontos funkciójáról későbbi részekben fogunk szólni. Ezek után közvetlenül a fővezetéken találunk még egy gyorsfékszelepet is, amely működéséről szintén később teszünk említést. Az eddigi eszközök az ábrán fehér háttéren, mind a géptérben találhatók. Innen, mivel a jelenleg vizsgált fékrendszer is természetesen átmenő, szükségünk van egy fővezetékre. Erre vannak rákötve a vezetőállásban található eszközök is, a mozdonyvezetői fékezőszelep illetve a fővezeték nyomását jelző manométer is. (Természetesen a vontatójármű is rendelkezik fékberendezéssel, de ettől most még az egyszerűség kedvéért eltekintünk.)
Westinghouse-féle mozdonyvezetői fékezőszelep kikapcsolt állásban. Ebben az esetben, a Gm 3/3 dízel tolatómozdonyon a vákuumpumpa működését is ezzel tudjuk irányítani. AUS, azaz kikapcsolt állásban a régritkító is leáll, bekapcsolni a kar az L állásába tekerésével tudjuk. Az F állástól az óramutatóval megegyező irányban pedig a kar állásától függően szabályozhatjuk a fővezeték nyomását
Ahogy tovább haladunk, a fővezeték elhagyja a mozdonyunkat és a tömlőn át elér az első, kizárólag vákuumfékkel rendelkező kocsinkig. Itt, közvetlenül a fékvezetéken két dolgot találunk; egyszer a már említett gyorsfékszelepet illetve személykocsikon az utastérből elérhető vészfékszelepet. Utóbbi szerepe magától értetődő, ha valaki meghúzza a vészféket, ezen szelep megnyitja a fővezetéket és a beáramló légköri nyomás hatására a vonatunk fékez. Ahogy a fékhenger felé haladunk, találunk még egy fékhatásgyorsító-szelepet, amely funkcióját neve már elárulja, de részletesebben is beszélünk majd róla a későbbiekben. Ezzel végre elérkeztünk a fékünk lelkéhez, a fékhengerhez és a hozzá tartozó segédlégtartályhoz. (Vagyis tulajdonképpen űrtartály, hiszen ebben nyilván nem sűrített levegőt hanem éppen a levegő hiányát, a vákuumot tároljuk.)
Légűrtartály avagy segédlégtartály az RhB egyik konténerszállító kocsiján. A piros fedél alatt pedig a kioldószelepet találjuk, amelyből oldalanként egy-egy kapott helyet a könnyebb elérés érdekében
A legegyszerűbb vákuumfék esetében nem is találunk kormányszelepet, ennek szerepét maga a fékhenger tölti be. Alap esetben a fékhenger két kamrájában és a segédlégtartályban légköri nyomás uralkodik. Ilyenkor a fékünk oldott állapotban van, hiszen nincs nyomáskülönbség a fékhengerben. (Ahhoz, hogy a kocsi ne futamodjon meg, a kéziféket kell alkalmazni.)
A fékberendezés üzembehelyezéséhez a mozdonyon bekapcsoljuk a vákuumpumpát, ami elkezdi lecsökkenteni a nyomást a fővezetékben, ezen keresztül pedig a fékhenger mindkét kamrájában, illetve a segédlégtartályban is. Ha elértük az 52 cmHg értéket mindenhol, a fékberendezés üzemre kész, de még mindig oldott állapotban van, hiszen a nyomás megegyezik a fékhenger két kamrájában.
Ahhoz, hogy fékező állásba hozzuk a rendszert, a fővezetékben elkezdjük a mozdonyvezetői fékezőszeleppel csökkenteni a vákuumot (növelni a nyomást). Ezzel a fékhenger alsó kamrájában szintén növekszik a nyomás, de a segédlégtartályban a visszacsapószelepnek, a fékhenger felső kamrájában pedig a két kamra közötti szigetelésének köszönhetően nem, ott marad a vákuum. Ekkor már a fékhengerben különböző nyomásokat találunk, aminek következtében a fékrudazaton át féktuskó felfekszik a kerékre és a kocsink fékez.
A kétmutatós manométer bal oldalán a fővezeték, míg a jobb oldalán a segédlégtartály nyomását olvashatjuk le. (Természetesen utóbbiról csak a mozdony esetében van indormációnk.) Az első képen mind a fővezeték, mint pedig a segédlégtartály légköri nyomás alatt van, a fék oldott állapotban. A második képen kiürítettük a rendszert, mindenhol 52 cmHg nyomás uralkodik, a fék ismét oldott állapotban. A harmadik képen a fővezeték nyomása mindössze 20 cmHg, amivel a nyomáskülönbségnek köszönhetően a berendezés fékezett állapotban van
A fék oldásához egyszerűen visszahelyezzük a mozdonyvezetői fékezőszelepet zárt állásba, amivel a vákuumpumpa ismét kiüríti a fővezetéket és ezzel a fékhenger alsó kamráját is. Az ismét beálló nyomásegyenlőséggel a fékhenger visszakerül az oldott állapotába. A fékünk ezáltal a nyomás szabályozásával fokozatosan, de konkrét fokozatok nélkül fékezhető és ugyanígy oldható is, illetve dinamikusan kimeríthetetlen, hiszen a segédlégtartályban uralkodó nyomással fékezünk, amely a folyamat során nem változik, a szabad levegővel nem találkozik. Ezek voltak azok a feltételek, amelyeket a vákuumfék már a sűrített levegős előtt teljesített és emiatt választotta ezt a Rhätische Bahn is.
Könnyen beláthatjuk, hogy a fékünk önműködő is, hiszen amennyiben a vonat és ezzel a vákuumtömlők is elszakadnak, a fővezetékbe beáramló légköri nyomás miatt kialakuló nyomáskülönbség a fékhengert fékező állásba helyezi.
A képen két, kizárólag vákuumfékkel rendelkező kocsi közötti csatlást láthatjuk. A középső ütköző mellett két oldalon a csavarkapcsokat illetve szintén 1-1 bordázott vákuumvezetéket láthatunk. Egy esetleges vonatszakadás esetén a tömlők is leugranak a vezetékről és az így beáramló légköri nyomás fékezésre kényszeríti a vonatot, ezzel a rendszer önműködő
Amennyiben a kocsink fékjét a félreállítás után, vagy egy meghibásodás esetén teljesen ki akarjuk oldani, akkor ismét helyre kell állítani a nyomásegyenlőséget, amelyet a fővezeték, a mozdonyvezetői fékszeleppel történő levegőztetése után a segédlégtartályon lévő kioldószeleppel tudunk megtenni. Ennek megnyitásával légköri nyomás áramlik a légtartályba és ezzel a fékhenger felső kamrájában is, amivel a fék ismét oldott állapotba kerül. Ezután, a kézifék segítségével tudjuk rögzíteni a kocsit. Ily módon egyébként a fékrendszer statikusan kimeríthető, hiszen ha az említett kioldószelep nem zár rendesen és a segédlégtartályba fékezés közben lassan beáramlik a légköri nyomás, akkor a nyomáskiegyenlítődés miatt a fék oldott állapotba kerül. Ennek megelőzésére a fékpróbánál külön procedúra van, amelyet majd a későbbiekben részletezünk.
Egyelőre tehát ennyit a legegyszerűbb önműködő vákuumfék felépítéséről és működéséről. A következő részekben megvizsgáljuk a fent kihagyott elemeket és betekintünk azok pontos működésébe is.
Berky Dénes