tlaková brzda

tlaková brzda, tlaková brzdová sústava — zaužívaný názov tlakovzdušnej brzdy železničných koľajových vozidiel. Tlaková brzda vyvoláva brzdiaci účinok pôsobením pretlaku vzduchu, ktorý je dodávaný kompresorom hnacieho vozidla do hlavného vzduchojemu. Tlakovzdušný brzdový systém sa ovláda z hnacieho vozidla alebo riadiaceho vozňa pomocou tzv. brzdičov (hlavný brzdič priebežnej brzdy a prídavný brzdič priamočinnej brzdy), ktoré sa zväčša riadia ručnou pákou.

Brzdy môžu byť ovládané nesamočinne (rušňovodičom, príp. iným členom vlakového personálu alebo cestujúcim) alebo samočinne (automaticky). Tlakové brzdy sú v závislosti od spôsobu ovládania tlakom vzduchu, privádzaného do brzdového valca, dvojakej konštrukcie – priamočinná resp. nepriamočinná brzda. Priamočinná (priamo účinkujúca) brzda je nesamočinná a používa sa na hnacích dráhových vozidlách ako prídavná brzda (pôsobí iba na kolesá hnacieho vozidla). Veľkosť tlaku vzduchu v brzdovom valci sa ovláda priamo, vzduch z hlavného vzduchojemu sa pri brzdení vpúšťa brzdičom, resp. pri odbrzdení sa brzdičom uzavrie prívod tlakového vzduchu a brzdový valec sa spojí s ovzduším. Nepriamočinná (nepriamo účinkujúca) brzda je priebežnou vlakovou brzdou (brzdy všetkých vozidiel vlaku sa ovládajú z jedného miesta) a umožňuje okrem priameho ovládania rušňovodičom alebo cestujúcim (pri použití záchrannej brzdy) i samočinné zabrzdenie vlaku v prípade pretrhnutia súpravy. Brzdenie je vyvolané znížením tlaku v hlavnom (ovládacom) potrubí. Vzduch z hlavného vzduchojemu sa vpúšťa do priebežného hlavného potrubia cez hlavný brzdič. Hlavné potrubie so svetlosťou 25 mm alebo 32 mm prechádza všetkými vozňami vo vlakovej súprave a je spájané gumovými hadicami s rýchlospojkami, na začiatku a konci súpravy musí byť uzavreté uzatváracími kohútmi. Tlak vzduchu v hlavnom potrubí je ovládaný hlavným brzdičom, ktorý má najmenej štyri polohy: jazda (plnenie hlavného potrubia z hlavného vzduchojemu, odbrzdenie), uzavretá poloha (pre vykonanie skúšky tesnosti pri brzdovej skúške, resp. pri ovládaní jazdy vlaku druhým brzdičom), brzdenie (niekoľko polôh s rôznou intenzitou brzdenia), rýchlobrzda (náhle vypustenie vzduchu z hlavného potrubia). Väčšina brzdičov má aj ďalšie polohy alebo funkcie: tlakový švih (na urýchlenie plnenia sústavy), odbrzdenie (na urýchlenie odbrzdenia), vyrovnanie tlakov.

Hlavné potrubie je v jednotlivých vozňoch napojené na vlastný brzdný systém pod rámom vozidla, ktorého súčasťou sú trecie brzdy (zväčša klátikové brzdy, príp. kotúčové brzdy). Pritláčanie brzdových klátikov (resp. trecích platní kotúčových bŕzd) je vyvolané pohybom piesta v brzdovom valci, ktorý je prenášaný ďalej na trecie prvky piestnicou a pákovými brzdovými prevodmi. Pri brzdení spôsobí zníženie tlaku v hlavnom potrubí prestavenie brzdových rozvádzačov (tlakový rozdiel voči tlaku v pomocnom vzduchojeme posunie piestik rozvádzača), v dôsledku čoho prúdi do brzdových valcov tlakový vzduch z pomocných vzduchojemov, umiestnených v každom vozni. Pri zvýšení tlaku v hlavnom potrubí sa rozvádzače prestavia do odbrzďovacej polohy a prerušia prívod vzduchu z pomocných vzduchojemov. Brzdové valce sa spoja s ovzduším, piesty sa vrátia späť silou spätných pružín a brzdové klátiky odľahnú od kolies (brzdových kotúčov). Súčasne sa opäť doplnia pomocné vzduchojemy stlačeným vzduchom z hlavného potrubia na prevádzkový tlak. Pokiaľ brzdový systém nie je aktivovaný, tlak vo vzduchojemoch a v hlavnom potrubí je rovnaký.

V železničnej prevádzke sa ako jednotka tlaku používa 1 bar (0,1 MPa). Normálny prevádzkový tlak sústavy je 5 barov. Po naplnení hlavného potrubia, brzdových nádržiek, spojok a vzduchojemov vo všetkých vozidlách vzduchom na tento tlak sa nepriamočinná vzduchová brzda odbrzdí. V brzdových valcoch je pri odbrzdenom stave atmosférický tlak. Znížením tlaku v hlavnom potrubí dochádza k brzdeniu, úplné prevádzkové zabrzdenie sa dosiahne pri poklese tlaku v hlavnom potrubí na 3,5 baru, maximálna hodnota tlaku v brzdovom valci je pritom 3,8 baru. Pri ďalšom znižovaní tlaku v hlavnom potrubí sa už brzdový účinok ďalej nezvyšuje. Pri náhlom znížení tlaku v hlavnom potrubí pod 3,5 baru (napr. pri úplnom vypustení vzduchu) však reaguje nepriamočinná brzda rýchlejšie, tento stav nazýva rýchločinné brzdenie.

Pri tlakovej brzdovej sústave koľajových vozidiel sa ako konštrukčný parameter udáva prierazná rýchlosť vzduchu v brzdovom potrubí. Vyjadruje pomer dĺžky hlavného potrubia (od brzdiča, ktorým sa brzdenie aktivuje, po najvzdialenejší brzdový rozvádzač vo vozidle zapojenom do priebežnej brzdy) k časovému intervalu od aktivácie brzdy po začatie plnenia vzduchového valca najvzdialenejšieho vozidla. Je predpísaná na minimálne 250 m/s. Tento parameter je dôležitý z pohľadu zabezpečenia rovnomerného účinkovania bŕzd celej sústavy – aby v celej vlakovej súprave začali brzdy účinkovať v približne rovnakom čase a nedochádzalo k nárazom vozidiel či až k roztrhnutiu súpravy. Podľa rýchlosti účinkovania sa brzdy rozdeľujú na rýchlo účinkujúce (predovšetkým vo vlakoch osobnej dopravy) a pomaly účinkujúce (v nákladných vlakoch so stanovenou rýchlosťou do 80 km/h). Konštrukcia brzdovej sústavy je prispôsobená požadovanému režimu brzdenia (→ vlaková brzda).