ovládacia sústava bŕzd

ovládacia sústava bŕzd — súbor mechanizmov slúžiacich na ovládanie (väčšinou trecích, ale aj iných) bŕzd dopravných prostriedkov, strojov a zariadení. Tvorí otvorený riadiaci systém bez spätnej väzby. Brzdy môžu byť ovládané vodičom dopravného prostriedku či obsluhou stroja, alebo sa ovládajú samočinne (automaticky). Ovládanie sa môže diať z jedného miesta alebo nezávisle z viacerých miest, prípadne aj samočinne (napr. vlaková súprava môže byť brzdená hlavným brzdičom na rušni, ale aj potiahnutím ťahadla záchrannej brzdy cestujúcimi, pri roztrhnutí súpravy sa jej časti automaticky zabrzdia). V súčasnosti sa požaduje, aby brzdenie celej súpravy bolo ovládané vodičom jediným ovládačom na prvom (väčšinou ťažnom) vozidle. V mnohých prípadoch (napr. dopravné prostriedky) sa požaduje, aby bol účinok bŕzd úmerný prvotnému ovládaciemu signálu (proporcionálne brzdenie), často (pri väčšine strojov) však stačí, ak má iba dve polohy: brzdenie a odbrzdenie (dvojpolohové ovládanie).

Ovládacím prvkom (ovládačom) môže byť ručná páka, ručné koleso, pedál, tlačidlo, ťahadlo a pod. V prípade tzv. zaisťovacích bŕzd (napr. parkovacia brzda vozidiel) sa ovládací prvok musí dať zaistiť v zabrzdenej polohe. Podľa druhu ovládania sa rozlišuje ručná brzda, nožná brzda a samočinná brzda. Ovládač je spojený s prvotným prevodníkom (napr. mechanický prevod či hlavný brzdový valec), ktorý jeho polohu, resp. silu pôsobiacu naň, zriedka (pri niektorých železničných brzdách) čas jeho ovládania, priamo premení na prvotný ovládací signál, ktorý môže byť mechanický (posunutie, pootočenie, sila), hydraulický (tlakový, presnejšie hydrostatický) a pod. V prípade niektorých samočinných bŕzd je prevodník tvorený iba riadiacou jednotkou bŕzd (najčastejšie elektronická, menej často pneumatická alebo hydraulická, zriedka mechanická), ktorá vyslaním ovládacieho signálu pri splnení vopred stanovenej podmienky uvádza brzdu do činnosti aj bez zásahu obsluhy. V tomto prípade sa prevodník nazýva prevod brzdy (význam 1).

Ovládací signál vystupujúci z prvotného prevodníka je možné priviesť do výkonového člena, ktorý ovláda brzdy, bez posilnenia (tzv. priama brzdová sústava, často nesprávne označovaná ako priamočinná), pričom zdrojom ovládacej sily bŕzd je iba svalová sila obsluhy (najčastejšie vodič alebo obsluha stroja, historicky napr. aj brzdári na železnici). V prípade väčších vozidiel alebo strojových zariadení však už svalová sila obsluhy nestačí, pretože kvôli dosiahnutiu potrebného prevodového pomeru by dráha ovládača bola príliš veľká a (alebo) doba ovládania by bola príliš dlhá, preto je potrebné použiť na brzdenie cudziu (pomocnú) energiu. V takom prípade sa prvotný ovládací signál vedie do ďalšieho prevodníka (brzdič), do ktorého sa privádza aj pomocná energia (stlačený vzduch, podtlak, hydraulický tlak alebo elektrický prúd), ktorej výstup je riadený ovládacím signálom. Pôsobenie pomocnej energie sa môže pripočítať k vstupnému (prvotnému) ovládaciemu signálu, ktorý sa tým zosilní (polostrojová brzda), v prípade výpadku pomocnej energie je možné brzdenie so zmenšeným účinkom iba silou obsluhy. Druhou možnosťou je premena vstupného signálu na jemu úmerný výkonnejší výstupný signál, ktorý je vytváraný iba pomocnou energiou (strojová brzda).

Výstupný signál, ktorý môže byť mechanický, hydraulický, pneumatický (pretlakový alebo podtlakový) alebo elektrický, sa vedie po prenosovej ceste priamo do výkonového člena ovládajúceho brzdu. Prenosovú cestu môžu tvoriť mechanická sústava ťahadiel a pák (často nazývaná prevod brzdy) alebo systém hydraulických alebo pneumatických potrubí (nazývaný brzdový okruh), prípadne elektrických vedení (nazývané brzdový obvod). Z bezpečnostných príčin sa pri vozidlách prenosová cesta zdvojuje alebo znásobuje (dvojokruhová brzdová sústava a viacokruhová brzdová sústava).

Ak výkonový člen (páka brzdového kľúča, hydraulický brzdový valček, pneumatický brzdový valec) premení energiu výstupného ovládacieho signálu priamo na prítlačnú ovládaciu silu jednej alebo viacerých brzdových jednotiek (bŕzd), ide o tzv. priamočinnú brzdu. Často je potrebné, aby sa pri výpadku energie stroja brzda zabrzdila automaticky. V takých prípadoch sa používa nepriamočinná brzda, ktorá sa udržiava pomocnou energiou v zabrzdenom stave a ovládací signál sa používa na jej odbrzdenie.

Pri súpravách vozidiel (vlaková súprava, jazdné súpravy cestných vozidiel) tvoria prenosovú cestu ovládacieho signálu bŕzd aj vedenia a spojovacie prvky medzi jednotlivými spriahnutými vozidlami. Podľa toho, či sú vozidlá súpravy brzdené z jedného alebo z viacerých zdrojov energie, sa rozlišuje priebežná brzda alebo polopriebežná brzda.

Pri kolesových vozidlách musí ovládacia sústava bŕzd zabezpečiť, aby sa brzdy uvádzali do činnosti súčasne, resp. pri rozmernejších vozidlách alebo jazdných súpravách vo vhodných časových odstupoch tak, aby sa zabezpečila stabilita vozidla súpravy pri brzdení. Obmedzujúcim faktorom je pritom rýchlosť šírenia ovládacieho signálu bŕzd. Najnižšia je pri pneumatických sústavách (dnes sa požaduje nad 250 m/s; pri starších konštrukciách, kde bolo potrebné plniť väčšie objemy vzduchom, bola podstatne nižšia – niekoľko desiatok m/s), väčšia pri hydrostatických sústavách (okolo 1 000 m/s) a fakticky neobmedzená pri elektrických sústavách. Je preto účelné pomalšie sa šíriaci druh energie (napr. tlakový vzduch) priviesť priamo na miesto určenia a tam ovládať jeho prívod brzdovým rozvádzačom, ktorý je ovládaný rýchlejšie sa šíriacim signálom. Takto je prívod energie oddelený od cesty ovládacieho signálu. V elektropneumatických brzdových sústavách sa tlakový vzduch používa iba ako energia na brzdenie, brzdový rozvádzač sa ovláda elektrickým signálom (angl. brake by wire), v prípade poruchy elektrického okruhu je však možné núdzovo brzdiť iba vzduchom. V hydropneumatickej brzdovej sústave je brzdový rozvádzač ovládaný hydraulickým tlakovým signálom. Je možné aj opačné riešenie (pneumaticko-hydraulický systém), ak sa brzdovým valcom vzduchovej brzdy ovláda hlavný hydraulický valec kvapalinovej brzdovej sústavy, v ktorej sa ovládací signál šíri rýchlejšie.

V prípade dopravných prostriedkov sú súčasťou ovládacej sústavy bŕzd aj podporné (asistenčné) sústavy brzdenia, z ktorých niektoré pôsobia samočinne. Pri cestných motorových vozidlách sú to protiblokovací brzdový systém (ABS), brzdový asistent (udržiava maximálne brzdenie pri príliš rýchlom stlačení brzdového pedála až po jeho úplné uvoľnenie), obmedzovač brzdnej sily, záťažový regulátor (obmedzuje, znižuje brzdový tlak pri nižšej celkovej hmotnosti vozidla), ovládanie bŕzd systémom automatickej regulácie odstupu (ACC), brzdenie jednotlivých kolies elektronickým uzáverom diferenciálu alebo elektronickým stabilizačným programom (ESP) a i.; pri železničných vozidlách protišmyková ochrana (zabraňujúca splošteniu zablokovaného kolesa šmykom po koľajnici), záťažový regulátor, prepínač brzdiacej váhy, prepínač režimu brzdenia R/P/G (rýchlik/osobný/nákladný), premostenie záchrannej brzdy, rôzne tlakové relé na urýchlenie odbrzdenia, príp. na urýchlenie šírenia tlakového signálu pri dlhých súpravách a i.