A légnyomásos fékberendezés áttekintése

Annak érdekében, hogy a vonatok, különösen a hosszú és nehéz vonatok hatékonyan le tudjanak lassítani, vagy megállíthatóak legyenek anélkül, hogy a fékezéskor fellépő erők vonatszakadáshoz vezetnének vagy a fékút tűrhetetlenül hosszú lenne, a szerelvény minden járműjének viszonylag egyszerre kell fékeznie. Szerencsére a mai, modern légnyomásos fékberendezések már képesek erre, ezért olyan a vasút, amilyennek ismerjük. A következőkben a vasúti szerelvények folytatólagos működésű (átmenő), önműködő és kimeríthetetlen légnyomásos fékberendezésének működését ismertetjük. A vasúti járművek két végén található a fővezetéki tömlőkapcsolat, mely egy mindig vörös színű végelzáró váltóból, egy kb. 620mm hosszú, több, nyomásálló rétegből álló szárból, az ennek a végén található kapcsolófejből, és egy felfüggesztő szerkezetből áll. Amikor a járműveket összeakasztjuk, a kapcsolófejeket is összekapcsoljuk, így a mozdonyvezető képes a fékezőszelep karjának elmozdításával a fékeket a szerelvény teljes hosszában működtetni.

A légnyomásos fékberendezés működéséhez szükséges sűrített levegőt a vontatójárművek légsűrítő berendezése (kompresszor) állítja elő, mely a vonatójárműveken található főlégtartályból jut el szelepek, vezetékek és tömlők és tartályok bonyolult rendszerén keresztül a járművek fékhengereihez. Az egyszerűség kedvéért mondhatjuk, hogy a rendszer három különálló egységből áll: főlégtartályból, fővezetékből és fékhengerekből.
Mi magyarok azért ennél többet is meg tudunk jegyezni, tehát az egyszerűség kedvéért, de a teljesség jegyében a sor a következő: légsűrítő → főlégtartály → (mozdonyvezetői) fékezőszelep → fővezeték → fővezetéki tömlőkapcsolat → vontatott jármű fővezetéke → kormányszelep → segédlégtartály → fékhenger, majd oldáskor → szabad levegő

A főlégtartály egy nagy térfogatú tárolótartály, mely a vontatójárművön található. A fedélzeti légsűrítő berendezés a fővezeték nyomásánál nagyobb nyomásra tölti, hogy belőle a fővezeték, illetve a szerelvény minden egyéb, sűrített levegővel működő berendezése ellátható legyen.

A fővezeték a tömlőkapcsolatok révén a szerelvény egészén végighaladó egynyomású tér, melynek töltését és oldását a mozdonyvezető a fékezőszeleppel vezérli. Minden tömlőkapcsolat előtt található egy végelzáró váltó, mellyel szabályozható, hogy a túlnyomásos levegőt továbbengedjük-e, vagy sem. Ez ideális esetben csak a vonat végén történik, hogy a levegő ne ürüljön a szabadba. Normál, üzemi körülmények között, az átmenő fék oldott állásában a fővezeték nyomása 5 bar. E fölött a rendszer enyhén túltöltött, ez alatt pedig – mivel a levegő nyomása vezérlő szerepet is betölt – a járműveken található kormányszelepek működésbe lépnek, és levegőt engednek a segédlégtartályokból a fékhengerekbe, így kialakítva a fékhatást.

Így el is érkeztünk a fékhengerekhez. Minden járműnek van egy vagy több saját fékhengere. Ezekben a hengerekben győzi le a sűrített levegő ereje az ellentétes irányú rugóerőt, és nyomja a dugattyút, illetve vele – a fékrudazaton keresztül – a féktuskót a kerekekhez. A fék oldásakor, amikor a fővezeték nyomása megnő, a kormányszelep érzékeli ezt, kiengedi a levegőt a fékhengerből, a fékhatás megszűnik, majd újra feltölti a jármű segédlégtartályát, hogy az készen álljon a következő fékezésre.

Az átmenő fék fékezőszelepének működtetésével a mozdonyvezető szabályozza a fővezeték nyomását, így közvetetten befolyásolja, hogy mennyi levegő kerüljön a fékhengerekbe. A fékezőszelep karjának üzemi fékállásba állításával a mozdonyvezető levegőt enged a fővezetékből a szabadba. A kormányszelepek érzékelik a fővezeték nyomásának csökkenését, és sűrített levegőt engednek a segédlégtartályokból a fékhengerekbe, így kialakítva a fékhatást. A fékezőszelep karjának töltő-oldó állásba állításával a mozdonyvezető tölti a fővezetéket, melyet a kormányszelep érzékel, elengedi a levegőt a fékhengerekből, majd újra feltölti a járművek segédlégtartályait.

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.