Prezentare generală a sistemului de frânare cu aer

Pentru ca trenurile să poată încetini eficient, fiecare vehicul care este dotat cu sistem de frânare cu aer trebuie să aplice frânele relativ simultan. Acest lucru este realizat de sistemul de frânare cu aer al trenului. Fiecare vehicul feroviar este echipat cu un furtun de aer la fiecare capăt. Când vehiculele sunt cuplate între ele, liniile lor de aer sunt și ele conectate, într-o manieră de strângere de mână. În acest fel, mecanicul de locomotivă unui vehicul de conducere este capabil să acționeze frânele pe întregul tren, folosind un singur dispozitiv de control al frânei trenului.

Aerul din sistemul de frânare este pompat de compresoarele aflate la bordul vehiculelor motorizate și este împărțit în tot trenul printr-un sistem de supape, țevi și furtunuri. Pentru simplitate, sistemul poate fi văzut ca fiind compus din trei unități separate: rezervor principal, conductă de frână și cilindru de frână.

Rezervorul principal este un vas de mare volum găsit la bordul vehiculelor motorizate. De obicei, este menținut sub presiune la un nivel ridicat de către compresorul de la bord și servește la furnizarea de presiune pentru restul sistemului.

Conducta de frână, presurizată de rezervorul principal, este un sistem de supape, țevi și furtunuri întinse pe întregul tren. La fiecare cuplare, fluxul de aer poate fi deschis sau închis manual, printr-o supapă situată la baza sa, numită robinet unghiular. Aceasta se face la capetele trenului, pentru a preveni ieșirea aerului sub presiune in atmosfera. În condiții normale de funcționare, conducta de frână menține o presiune de 5 bar.

În cele din urmă, fiecare vehicul individual are unul sau mai mulți cilindri de frână proprii. Acestea sunt vase de volum mic care pun presiune pe un piston, care presează saboții de frână ai vehiculului împotriva roților, determinând încetinirea acestuia. O supapă de control reacționează la modificările de presiune din conducta de frână, presurizând cilindrii de frână cu aer în mod corespunzător, de la vase specializate care se găsesc pe fiecare vehicul, numite rezervoare auxiliare.

Prin acţionarea manetei de frână a trenului, mecanicul de locomotivă controlează presiunea conductei de frână, afectând indirect cantitatea de aer furnizată fiecărui cilindru de frână din tren. Prin deplasarea manetei de frână a trenului în direcția „aplicare”, șoferul elimină aerul din conducta de frână în atmosferă. Supapele de control de pe fiecare vehicul eliberează presiunea conținută în rezervoarele auxiliare în cilindrii de frână și astfel acţionează frânele. Prin deplasarea manetei de frână a trenului în direcția „eliberare”, șoferul presurizează conducta de frână cu aer din rezervorul principal. Aceasta umple rezervorul auxiliar, iar supapele de control reacţionează prin descărcarea presiunii cilindrului de frână în atmosferă, eliberând frânele.

In case the connection between the vehicles is broken, full brakes will apply automatically on both remaining train parts. This safety feature is integral to the pressurized air brake system design. Brake pipe needs to be fully pressurized so that the brakes are released. When the brake pipe loses all pressure, brakes get fully applied. This is also one of the disadvantages of the system – before a train can be safely set in motion, it must be pressurized first. The longer the train, the longer it takes to pressurize the system, particularly the auxiliary reservoirs. With long trains, adding extra locomotives can help pressurize the system faster.