W dzisiejszym artykule zagłębimy się w fascynujący świat Hamulec zespolony. Niezależnie od tego, czy chcesz dowiedzieć się więcej o tej osobie, dogłębnie zgłębić konkretny temat, czy upamiętnić ważną datę, w tym artykule znajdziesz wszystkie potrzebne informacje. Idąc tym tropem, przeanalizujemy Hamulec zespolony z różnych perspektyw, oferując odpowiednie dane, opinie ekspertów i szczegółowe analizy. Niezależnie od tego, jakie są Twoje zainteresowania, jesteśmy pewni, że w tym artykule znajdziesz informacje, których szukasz.
Ten artykuł od 2025-01 wymaga zweryfikowania podanych informacji.
Zasadniczymi częściami hamulca zespolonego są: sprężarka, zbiorniki powietrza (główny i pomocnicze), przewód główny, zawór sterujący i zawory rozrządcze oraz układ wykonawczy (siłowy) hamulca (tarczowy lub klockowy). Sprężarka zasila zbiornik główny powietrza, w którym panuje ciśnienie 0,7–1 MPa, z niego przez zawór sterujący zasilany jest przewód główny ciśnieniem 0,5 MPa[5][6]. Przewód główny biegnie przez całą długość pociągu, w każdym wagonie łącząc się poprzez zawór rozrządczy ze zbiornikiem pomocniczym będącym rezerwuarem powietrza dla siłowników hamulca wagonu. Podczas jazdy ciśnienie w zbiorniku utrzymuje elementy cierne hamulca w odpowiedniej odległości od kół. Podczas hamowania służbowego, ciśnienie w przewodzie głównym jest obniżane o 0,05 do 0,15 MPa[5][6] – wówczas – kiedy ciśnienie w zbiorniku pomocniczym przewyższa ciśnienie przewodu głównego - zawór rozrządczy łączy zbiornik pomocniczy z siłownikiem hamulca, który dociska klocek hamulcowy do koła. Przy hamowaniu nagłym (awaryjnym) ciśnienie jest szybko obniżane aż do ciśnienia atmosferycznego[6], co wzmacnia siłę hamowania. Odblokowanie hamulca następuje po ponownym podwyższeniu ciśnienia w przewodzie głównym do 0,5 MPa, zbiorniki pomocnicze łączą się wówczas ponownie z przewodem głównym i następuje uzupełnienie zużytego na hamowanie powietrza w tych zbiornikach, zaś siłowniki hamulca odciągają klocki hamulcowe od koła. Takie działanie hamulca – inicjowanie hamowania poprzez obniżenie, a nie podwyższenie ciśnienia w przewodzie głównym – sprawia, że hamulec zespolony jest samoczynny - w razie rozszczelnienia instalacji, np. przy rozerwaniu pociągu następuje samoczynne hamowanie[6], umożliwia też prostą realizację hamulca bezpieczeństwa - jest to po prostu zawór, łączący przewód główny z atmosferą.
Hamowanie nagłe
Hamowanie nagłe, nazywane również hamulcem/hamowaniem szybkim,awaryjnym, bezpieczeństwa, albo też: nagłe[7] - jest to szczególny rodzaj hamowania[4] który cechuje się szybkim działaniem i maksymalną siłą hamowania[5][8][6]. Hamowanie nagłe wykonuje się przez szybkie i znaczne upuszczenie powietrza z przewodu głównego[5][6]. Inny, szybszy i mocniejszy przebieg hamowania pociągu przy użyciu hamowania nagłego możliwy jest dzięki zastosowaniu przyśpieszaczy fali hamowania (przyśpieszacza)[9][10].
Do wdrożenia hamowania nagłego zobowiązani są w Polsce pracownicy drużyny pociągowej (maszynista, kierownik pociągu) w razie zauważenia zagrożenia bezpieczeństwa w ruchu kolejowym któremu można zapobiec poprzez zatrzymanie pociągu[11][12].
Maszynista widząc na torze przeszkodę uruchamia hamowanie nagłe i w celu
ochrony własnego życia bardzo często opuszcza kabinę. Nic więcej zrobić nie
może.
Maciej Górowski, "Hamulce w pojazdach szynowych. Podstawowa charakterystyka, budowa i eksploatacja". Paragraf na Drodze 2:17-49.
Aktywacja przez maszynistę
W celu wywołania hamowania nagłego należy przestawić zawór główny maszynisty (kran, zadajnik/nastawnik hamulca)[13] w pozycję odpowiednią dla hamowania nagłego[1][6]. W razie braku reakcji maszynista dysponuje w kabinie co najmniej jednym innym urządzeniem wywołującym hamowanie nagłe (np. klapa Ackermanna)[14].
Wymuszone przez system
Hamowanie wymuszone przez system na ekranie DMI
Aktywacja hamulca nagłego może nastąpić drogą elektryczną lub pneumatyczną poprzez otwarcie odpowiedniego zaworu hamowania nagłego w pojeździe kolejowym. Elektryczny lub inny sygnał może zostać wysłany poprzez urządzenia alarmu pasażerskiego (PAS)[15], urządzeń zabezpieczenia ruchu pociągów (ABP)[6]: urządzeń czujności[16] (SHP[6][17], czuwak[6], SIFA[16]), RADIO-STOP[18], urządzeń sterowania ruchem pociągów takich jak ERTMS/ETCS[19][20].
Które za pomocą prostych mechanicznych zaworów pneumatycznych (kurków[21], klap Ackermana, lub też prostych elektrozaworów) powodują natychmiastowe opróżnienie przewodu głównego i niemożliwe do zatrzymania hamowanie nagłe[10].
Oznaczenie taboru zgodnego z danym typem hamulca bezpieczeństwa lub hamulca elektropneumetycznego
Hamulec bezpieczeństwa nowego typu z funkcją mostkowania
Hamulec bezpieczeństwa zgodny z jednym z rozwiązań technicznych eksploatowanych w europie: System Alarmu Pasażera (PAS), UIC 541-6 NBA lub UIC 541-5 EBO/NBÜ[15] - gdzie poprzez układy elektroniczne możliwe jest wstrzymanie na pewien czas wdrożenia hamowania, a dzięki temu możliwa kontrola maszynisty nad miejscem zatrzymania[22].[15]
Niebezpieczne zjawisko polegające na słabej sile hamowania, lub jej braku. Polega ono na wyczerpaniu się powietrza do hamowania w zbiornikach wagonu. Częste hamowanie i luzowanie w krótkim czasie mogłoby powodować napełniania i opróżniania cylindrów hamulcowych zużywając powietrze ze zbiorników pomocniczych wagonu szybciej, niż są one w stanie przyjąć powietrze z przewodu głównego. Obecnie eksploatowane hamulce, ze względu na stosowane rozwiązania techniczne, uważa się za niewyczerpane[10][23].
Rozerwanie pociągu
Urwanie sprzęgu prowadzi do rozerwania pociągu. W sytuacji w której skład podzielił się na części następuje również odpięcie lub rozerwanie gumowych sprzęgów hamulcowych przewodu głównego. W tej sytuacji luźno zwisające główki sprzęgu hamulcowego łączą przewód główny z atmosferą doprowadzając do hamowania nagłego. Doprowadza to do samoistnego zatrzymania wszystkich jadących części pociągu[6][10][23].
Rozerwanie pociągu może zdarzyć się z powodu nieprawidłowej techniki jazdy maszynisty, np. jeżeli maszynista długiego pociągu towarowego nie weźmie pod uwagę, że przód pociągu odhamowuje dużo szybciej niż koniec, i zacznie rozpędzać się, to mogą powstać naprężenia przekraczające wytrzymałość sprzęgów[24].
Elementy układu hamulca zespolonego
Przewody pneumatyczne
Przewód główny
Widoczne malowane na czerwono - sprzęgi przewodu głównego, i malowane na żółto - sprzęgi przewodu zasilającego.
Przewód główny (PG, BP)[10] nazywany również przewodem hamulcowym - jest elementem przekazującym pneumatyczne sygnały hamowania i luzowania poprzez zmianę ciśnienia wzdłuż całego pociągu (wszystkich pojazdów połączonych przewodem głównym)[25][10]. Główki i zawory sprzęgów przewodu głównego są malowane na kolor czerwony[10].
Przewód zasilający
Przewód zasilający (PZ, MRP)[10] - jest elementem zasilającym cały pociąg w sprężone powietrze. Poza zasilaniem innych urządzeń jego ważną funkcją jest przyśpieszanie uzupełnienia powietrza w układzie hamulcowym wagonu. Zapobiega to zjawisku wyczerpania hamulca. Główki i zawory sprzęgów przewodu zasilającego malowane są na kolor żółty[10].
Zawory nagłego hamowania
Kurek nagłego hamowania
Wagony wyposażano w kurek nagłego hamowania - zawór trójdrożny połączony z przewodem głównym. Kurek ten w położeniu zasadniczym jest zamknięty. W przypadku wystąpienia niebezpieczeństwa lub potrzeby zatrzymania pociągu pasażer, lub drużyna pociągowa, ciągnąc za rączkę kurka, albo cięgło prowadzące do kurka, łączy przewód główny z atmosferą. Z przewodu głównego ucieka szybko całe powietrze powodując hamowanie nagłe[21].
Kurek hamowania nagłego z widocznym ujściem powietrza do atmosfery
Kurek hamowania nagłego w metrze rosyjskim
Kurek hamowania nagłego z informacją o karze za nieuprawnione użycie
Klapa Ackermanna
Jest to prosty zawór powietrzny zamontowany na przewodzie głównym. W stanie normalnym zamknięty, jednorazowe pociągnięcie za rączkę (ręcznie lub za pomocą cięgieł) powoduje stałe i pełne otwarcie całego przekroju zaworu. Połączenie przewodu głównego z atmosferą powoduje szybki i całkowity spadek powietrza, a w konsekwencji: hamowanie nagłe[10]. Stosowana jako hamulec bezpieczeństwa[22] lub w razie usterki zaworu głównego maszynisty[14] w starszych pojazdach.
Klapa Ackermanna wraz z cięgłem - linką stalową
Rączka uruchamiająca klapę Ackermanna przez układ cięgieł
Rączka uruchamiająca wraz z układem cięgieł
Czerwona klapa Ackermanna widoczna pod pulpitem maszynisty lokomotywy EP07
Elektryczne
W nowoczesnych pojazdach sterowniki mikroprocesorowe sterują pracą przewodu głównego[23]. Sterownik pojazdu zbiera dane od systemów zamontowanych na pojeździe, w szczególności odbiera żądanie hamowania nagłego od urządzeń pokładowych i realizuje je poprzez elektrozawory hamowania nagłego na odpowiednich tablicach hamulcowych[26][23][10]. W systemie SHP i czuwaka (CA) brak reakcji maszynisty powoduje przerwanie zasilania elektrozaworów SHP/CA i wypuszczenie powietrza z przewodu głównego (nagłe)[10].
Wyżej: Urządzenie alarmowe PAD, niżej: interkom CFA.Rozwiązanie systemu Alarmu Pasażerskiego polegające na zintegrowaniu pętli bezpieczeństwa (pętli zaworów nagłego hamowania) z pętlą urządzeń PAS. W górnej części widoczny obwód doraźnego mostkowania styków urządzeń PAD. Przerwanie zasilania pętli i zaworów elektropneumatycznych powoduje spuszczenie powietrza z przewodu głównego[15].
Alarm dla pasażerów[27], SystemAlarmu Pasażera (PAS, Passenger Alarm System, EN 16334)[15], NBA (UIC 541-6)[15][28], EBO/NBÜ(UIC 541-5)[15][29] - to rodzaj rozwijanych od 1997 r. rozwiązań technicznych hamulców bezpieczeństwa, w których pasażer wysyła do maszynisty żądanie wdrożenia hamulca, a maszyniście umożliwiono zignorowanie przez pewien czas żądania poprzez załączenie mostkowania hamulca[15]. Ma to na celu zapobiegnięcie zatrzymania pociągu w miejscu niedozwolonym, z utrudnioną ewakuacją, takim jak: tunel, most, wiadukt[22][15]. Celem rozwoju systemów jest ograniczenie wpływu pasażera na bieg pociągu[15].
Założenia Systemu Alarm Pasażera (PAS) zgodnego z normą EN 16334 są następujące[15]:
W sytuacji zagrożenia pasażer ma umożliwione wysłanie alarmu - żądania wdrożenia hamulca.
Maszynista ma określony czas na reakcję, może wstrzymać hamowanie kontrolując dzięki temu miejsce zatrzymania pociągu.
Gdy pociąg rusza z peronu - hamowanie jest wdrażane natychmiastowo.
Interfejs pasażera PAI (Passenger Alarm Interface), składający się z:
Urządzenie PAD - odpowiednio oznaczona rękojeść służąca do wysłania alarmu
Interkom / Interfejs CFA(Call for Aid) - umożliwiający rozmowę z obsługą pociągu niezależnie czy został wysłany alarm poprzez urządzenie PAD
Moduł kabinowy PAS - urządzenie sterujące pracą systemu, posiada interfejs komunikacyjny umożliwiający komunikację z nadawcą alarmu/sygnału CFA, przycisk reakcji (mostkowania), sygnał audiowizualny otrzymania alarmu, może wywołać hamowanie nagłe poprzez powiązanie z pojazdem trakcyjnym.
Instalacja systemu różni się w zależności od przyjętych założeń. System można zbudować na zasadzie przerywania pętli bezpieczeństwa lub doraźnym mostkowaniu zaworów nagłego hamowania[15].
Hamulec elektropneumatyczny (EP[2][3]) to hamulec działający na sprężone powietrze uruchamiany (sterowany) przez sygnały elektryczne[30].
Symbol na boku pojazdu oznaczający pojazd wyposażony w hamulec EP jednego z typów
Tabor kolejowy prawie zawsze posiada niesamoczynne układy hamulca EP[30], które są niezdolne do samodzielnego zahamowania wszystkich pojazdów pociągu w przypadku przerwania ciągłości przewodu sterującego (rozerwania pociągu)[31]. W tej sytuacji podstawowym hamulcem, to znaczy takim, który musi być zawsze sprawny[10], jest zespolony samoczynny hamulec pneumatyczny[10][30] (nazywany dalej PN). Jednakże hamulce EP projektowane są jako układy ściśle współdziałające z hamulcem PN.[30] Tworzą one podwójne układy, w których w normalnych warunkach do hamowania używany jest hamulec EP, a hamulec PN stanowi rezerwę zwiększającą bezpieczeństwo gdy hamowanie EP zawiedzie[30]. Obydwa układy mogą być uruchamiane jednym zaworem maszynisty (kranem, zadajnikiem), a praca obydwu układów ze względów bezpieczeństwa jest tak daleko sprzężona, że uszkodzenie hamulca EP w trakcie hamowania często powoduje automatyczne uruchomienie hamulca PN[30].
niesamoczynny – elektryczne sygnały sterujące oddziałują bezpośrednio na zawory rozrządcze, bez obniżania ciśnienia w przewodzie głównym, przy zachowanej możliwości hamowania czysto pneumatycznego. Na PKP jest stosowany w elektrycznych zespołach trakcyjnych.
samoczynny – elektryczne sygnały sterujące oddziałują na dodatkowe elektrozawory, które powodują zmiany ciśnienia w przewodzie głównym i dalsze działanie hamulca jak przy hamowaniu pneumatycznym. Wspomaga to działanie zaworu maszynisty poprzez przyspieszenie zmian ciśnienia w przewodzie głównym oraz wyrównanie profilu ciśnienia wzdłuż długości pociągu. Na PKP jest zamontowany w części wagonów standardu Z.
Przypisy
↑ abCzęść 1. Budowa i działanie lokomotywy 4.2.7. Zawory maszynisty, HenrykH.MarciszewskiHenrykH., JerzyJ.PawlusJerzyJ., StanisławS.SumińskiStanisławS., Lokomotywy elektryczne serii EU06 i EU07, Warszawa: Wydawnictwo komunikacji i łączności, 1974 (Tabor PKP), s. 100-109(pol.).
↑ abc Część 4.2.4.2.1. załącznika do rozporządzenia Komisji (UE) nr 1302/2014 z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie technicznej specyfikacji interoperacyjności odnoszącej się do podsystemu „Tabor — lokomotywy i tabor pasażerski” systemu kolei w Unii Europejskiej Tekst mający znaczenie dla EOG (CELEX: 32014R1302)
↑ abcdRozdział XIII. Hamulce zespolone. 5. Warunki techniczne dla hamulców zespolonych w ruchu europejskim międzynarodowym., MieczysławM.ZabłockiMieczysławM., Hamulce Kolejowe, wyd. 2, Warszawa: Wydawnictwo techniczne Ministerstwa Komunikacji, 1936, s. 257-265(pol.).
↑ abcdefghijkCzęść 1. Budowa i działanie lokomotywy 4.3. Układ hamulca, HenrykH.MarciszewskiHenrykH., JerzyJ.PawlusJerzyJ., StanisławS.SumińskiStanisławS., Lokomotywy elektryczne serii EU06 i EU07, Warszawa: Wydawnictwo komunikacji i łączności, 1974 (Tabor PKP), s. 84-91(pol.).
↑Rozdział XIII. Hamulce zespolone. 1. Ogólne zasady działania, MieczysławM.ZabłockiMieczysławM., Hamulce Kolejowe, wyd. 2, Warszawa: Wydawnictwo techniczne Ministerstwa Komunikacji, 1936, s. 233-234(pol.).
↑Rozdział IV. Hamulec Knorra 1. Właściwości zasadnicze szybkodziałającego zaworu rozrządczego syst. Knorra, MieczysławM.ZabłockiMieczysławM., Hamulce Kolejowe, wyd. 2, Warszawa: Wydawnictwo techniczne Ministerstwa Komunikacji, 1936, s. 101-102(pol.).
↑ Dział II rozdział 3 § 26 ust. 2 rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 18 lipca 2005 r. w sprawie ogólnych warunków prowadzenia ruchu kolejowego i sygnalizacji, t.j. z dnia 23 stycznia 2015 r. (Dz.U. z 2015 r. poz. 360)
↑Rozdział 10. § 69 ust. 5 Instrukcji o prowadzeniu ruchu pociągów Ir-1, tekst ujednolicony z dnia 19 listopada 2024 r., PKP Polskie Linie Kolejowe
↑ abRozdział II. Hamulec samoczynny do pociągów towarowych i osobowych syst. Westinghouse'a Lu V 1, przyjęty na P. K. P. 19. Kurek nagłego hamowania, MieczysławM.ZabłockiMieczysławM., Hamulce Kolejowe, wyd. 2, Warszawa: Wydawnictwo techniczne Ministerstwa Komunikacji, 1936, s. 70(pol.).
↑Rozdział I. Hamulce, działające powietrzem sprężonym. 4. Zawór rozrządczy Westinghouse'a (K) do pociągów towarowych, MieczysławM.ZabłockiMieczysławM., Hamulce Kolejowe, wyd. 2, Warszawa: Wydawnictwo techniczne Ministerstwa Komunikacji, 1936, s. 23-27(pol.).
↑Rozdział II. Hamulec samoczynny do pociągów towarowych i osobowych syst. Westinghouse'a Lu V 1, przyjęty na P. K. P. 25. Przewody, MieczysławM.ZabłockiMieczysławM., Hamulce Kolejowe, wyd. 2, Warszawa: Wydawnictwo techniczne Ministerstwa Komunikacji, 1936, s. 86(pol.).
↑ Część 4.2.5.3. załącznika do rozporządzenia Komisji (UE) nr 1302/2014 z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie technicznej specyfikacji interoperacyjności odnoszącej się do podsystemu „Tabor — lokomotywy i tabor pasażerski” systemu kolei w Unii Europejskiej Tekst mający znaczenie dla EOG (CELEX: 32014R1302)
↑Karta UIC 541-6 Brakes - Electropneumatic brake (ep brake) and Passenger alarm signal (PAS) for vehicles used in hauled consists
↑ abcdefRozdział I. Wiadomości ogólne o hamulcach sterowanych elektrycznie 1. Wstępna charakterystyka i ogólne kierunki rozwojowe hamulców elektropneumatycznych, EdwardE.DyjaEdwardE., Hamulce elektropneumatyczne taboru kolejowego PKP, Warszawa: Wydawnictwa komunikacji i łączności, 1964, s. 7-8(pol.).
↑4. Własności i cechy techniczne hamulców pociągów kolejowych, AndrzejA.OrlikAndrzejA., Hamulce pociągów kolejowych podstawy konstrukcji i działania, Warszawa: Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 1978, s. 43-44(pol.).
Bibliografia
A. Kalinkowski, A. Orlik – Wagony kolejowe i hamulce, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 1985
Transport Szynowy – niezależna strona informacyjna