A hagyományos, tisztán vákuummal üzemelő fékrendszer esetében az RhB jelenleg két alapvető típusú fékhengert használ, melyek működése alig, de felépítése annál inkább különbözik.
Mielőtt azonban rátérünk a fékhengerekre, érdemes egy kicsit ismételni. Mint azt sorozatunk második részében említettük, az RhB-nál a vákuum referenciaértéke a fékrendszerben 52cmHg, amely nagyjából 0,7 (negatív) barnak felel meg. Mivel ez nyomás a sűrített levegős rendszerekhez képest rendkívül alacsony, ezért a fizika törvényit követve jóval nagyobb felületű fékhengerekre is lesz szükségünk. Visszautalva a rég elfeledett fizikaórákra: a nyomást az adott A nagyságú felületre ható F erő nagyságának és a felületnek a hányadosával definiáljuk. Avagy megfordítva, az A felületre ható erő a nyomás és az A felület szorzata. Ennek megfelelően az első vákuumfékhengerek rendkívül nagy átmérővel bírtak.
Az első ilyen típusú fékhengert John George Hardy tervezte az önműködő vákuumfék megalkotásakor, amelynek köszönhetően ezt a típust a mai napig Hardy-fékhengernek nevezzük. Ezen fékhengerek egyszerűségükben nagyszerűek. Egyetlen nagy légteret osztanak két részre és funkcionálnak egyszerre fékhengerként és kormányszelepként. A fenti ábrán zölddel jelölt kamrát nevezzük alsó kamrának, míg a sárgát felső kamrának. Az alsó kamra közvetlen összeköttetésben áll a vákuum fővezetékkel, míg a felső a segédlégtartállyal. A kettő között szigetelésként egy kuruló gumigyűrűt találunk, illetve egy visszacsapó szelepet. Utóbbi feladata, hogy a fővezeték nyomásának csökkentésével (az 52cmHg referenciaérték létrehozásakor) a felső kamrában és a segédlégtartályban is csökkenjen a nyomás, azonban a fővezeték ismételt levegőztetésekor bezárjon a nyomáskülönbség megtartása érdekében.
A másik, mára jóval elterjedtebb fékhengertípus a fékezéstechnikai körökben jól ismert Westinghouse nevét viseli, természetesen az amerikai mérnök, George Westinghouse után. Ezen típus nagy előnye, hogy elrendezése miatt jóval kisebb tud lenni, így nem foglal annyi helyet a kocsikban. Alapvető működésében nem tér el a Hardy-féle fékhengertől, felépítésben viszont annál inkább. Mint az elsőre is feltűnhet, a Westinghouse-féle fékhenger fekvő elrendezésű. Ennek ellenére nevezzük a zöld/kék kamrát továbbra is alsó, míg a sárgát felső kamrának. Mint az szintén rögtön látszik, a felületet itt nem a henger átmérőjével növelték, hanem tulajdonképpen két (vagy több) különálló fékhenger dolgozik együtt a fékrudazat mozgatásában. További előnye a Hardy-féle rendszerhez képest, hogy a visszacsapószelep itt már nem a henger belsejében, hanem egy kívül futó vezetékben található, amivel megbízhatóbb és karbantartása is egyszerűbb. Felfedehetünk még a rajzokon egy, a dugattyúnak támaszkodó rugó rugót is, amely a fékhengert kis erővel, de mégis az oldott állapot felé kényszeríti, amivel a fék oldásának folyamata lesz üzembiztosabb és gyorsabb. Ilyen fékengereket találunk ma már szinte minden, tisztán vákuumfékes járműben, legnagyobb részt teherkocsikban.
A két típus működése szinte teljesen megegyezik. Nyugalmi állapotban mindkét kamrában atmoszferikus nyomás uralkodik, aminek köszönhetően a fékünk oldott állapotban van. Ahogy a mozdonyon bekapcsoljuk a légritkítót, a fővezetékben és ezzel együtt az alsó kamrában elkezd csökkenni a nyomás. A visszacsapó szelepen keresztül a felső kamrából és a segédlégtartályból is kiszívjuk a levegőt. Ilyenkor ismét nyomásegyenlőség áll fent, a fékünk oldott állapotban van. Ahogy a mozdonyvezetői fékezőszelepen át légköri nyomást engedünk a fővezetékbe, egyre nagyobb nyomáskülönbség alakul ki a két kamra között, amelynek köszönhetően a rendszer fékezett állapotba kerül. Ahogy a fővezetékben ismét lecsökkentjük a nyomást, a nyomásegyenlőség helyreáll és fékünk ismét felold. Mindkét típusnak a legérzékenyebb pontja a visszacsapószelep és a két kamra közötti tömítések, hiszen ha ezek nem zárnak megfelelően, a fékrendszer nem képes nyomáskülönbséget létrehozni és így fékezni sem tudunk.
Mielőtt azonban rátérünk a fékhengerekre, érdemes egy kicsit ismételni. Mint azt sorozatunk második részében említettük, az RhB-nál a vákuum referenciaértéke a fékrendszerben 52cmHg, amely nagyjából 0,7 (negatív) barnak felel meg. Mivel ez nyomás a sűrített levegős rendszerekhez képest rendkívül alacsony, ezért a fizika törvényit követve jóval nagyobb felületű fékhengerekre is lesz szükségünk. Visszautalva a rég elfeledett fizikaórákra: a nyomást az adott A nagyságú felületre ható F erő nagyságának és a felületnek a hányadosával definiáljuk. Avagy megfordítva, az A felületre ható erő a nyomás és az A felület szorzata. Ennek megfelelően az első vákuumfékhengerek rendkívül nagy átmérővel bírtak.
A Hardy-féle fékhenger felépítése
Az első ilyen típusú fékhengert John George Hardy tervezte az önműködő vákuumfék megalkotásakor, amelynek köszönhetően ezt a típust a mai napig Hardy-fékhengernek nevezzük. Ezen fékhengerek egyszerűségükben nagyszerűek. Egyetlen nagy légteret osztanak két részre és funkcionálnak egyszerre fékhengerként és kormányszelepként. A fenti ábrán zölddel jelölt kamrát nevezzük alsó kamrának, míg a sárgát felső kamrának. Az alsó kamra közvetlen összeköttetésben áll a vákuum fővezetékkel, míg a felső a segédlégtartállyal. A kettő között szigetelésként egy kuruló gumigyűrűt találunk, illetve egy visszacsapó szelepet. Utóbbi feladata, hogy a fővezeték nyomásának csökkentésével (az 52cmHg referenciaérték létrehozásakor) a felső kamrában és a segédlégtartályban is csökkenjen a nyomás, azonban a fővezeték ismételt levegőztetésekor bezárjon a nyomáskülönbség megtartása érdekében.
A Westinghouse-féle fékhenger felépítése
A másik, mára jóval elterjedtebb fékhengertípus a fékezéstechnikai körökben jól ismert Westinghouse nevét viseli, természetesen az amerikai mérnök, George Westinghouse után. Ezen típus nagy előnye, hogy elrendezése miatt jóval kisebb tud lenni, így nem foglal annyi helyet a kocsikban. Alapvető működésében nem tér el a Hardy-féle fékhengertől, felépítésben viszont annál inkább. Mint az elsőre is feltűnhet, a Westinghouse-féle fékhenger fekvő elrendezésű. Ennek ellenére nevezzük a zöld/kék kamrát továbbra is alsó, míg a sárgát felső kamrának. Mint az szintén rögtön látszik, a felületet itt nem a henger átmérőjével növelték, hanem tulajdonképpen két (vagy több) különálló fékhenger dolgozik együtt a fékrudazat mozgatásában. További előnye a Hardy-féle rendszerhez képest, hogy a visszacsapószelep itt már nem a henger belsejében, hanem egy kívül futó vezetékben található, amivel megbízhatóbb és karbantartása is egyszerűbb. Felfedehetünk még a rajzokon egy, a dugattyúnak támaszkodó rugó rugót is, amely a fékhengert kis erővel, de mégis az oldott állapot felé kényszeríti, amivel a fék oldásának folyamata lesz üzembiztosabb és gyorsabb. Ilyen fékengereket találunk ma már szinte minden, tisztán vákuumfékes járműben, legnagyobb részt teherkocsikban.
A két típus működése szinte teljesen megegyezik. Nyugalmi állapotban mindkét kamrában atmoszferikus nyomás uralkodik, aminek köszönhetően a fékünk oldott állapotban van. Ahogy a mozdonyon bekapcsoljuk a légritkítót, a fővezetékben és ezzel együtt az alsó kamrában elkezd csökkenni a nyomás. A visszacsapó szelepen keresztül a felső kamrából és a segédlégtartályból is kiszívjuk a levegőt. Ilyenkor ismét nyomásegyenlőség áll fent, a fékünk oldott állapotban van. Ahogy a mozdonyvezetői fékezőszelepen át légköri nyomást engedünk a fővezetékbe, egyre nagyobb nyomáskülönbség alakul ki a két kamra között, amelynek köszönhetően a rendszer fékezett állapotba kerül. Ahogy a fővezetékben ismét lecsökkentjük a nyomást, a nyomásegyenlőség helyreáll és fékünk ismét felold. Mindkét típusnak a legérzékenyebb pontja a visszacsapószelep és a két kamra közötti tömítések, hiszen ha ezek nem zárnak megfelelően, a fékrendszer nem képes nyomáskülönbséget létrehozni és így fékezni sem tudunk.
Hardy-fékhenger egy nosztalgiakocsi alatt, amelynek épp a tengelyeit kiszerelték felújításra. Itt is látszik a fékhenger aránylag nagy átmérője, pedig ez csak két tengelyt fékez
Westinghause-féle fékhengerek egy konténerszállító teherkocsin. Az egyik kettő, míg a másik három kamrával rendelkezik, amelyek kombinációja adja a raksúlyváltás funkcióját, de erről majd később részletesen
(fotók: Berky Dénes)
(fotók: Berky Dénes)
A következő részben górcső alá vesszük az önműködő vákuumfék egyik további fontos elemét és megnézzük, miért kell a tengerszint feletti magassággal is komolyan számolni.
Berky Dénes