2014. 02. 15.

Vasúti fékezés XLVII. – Oroszország – 3. rész: Az ep-fék kalandjai

Korábban volt már szó a Szovjetunió és az UIC felemás kapcsolatáról, és talán látható volt az is, hogy a nézeteltérések okai nem csak az eltérő ideológiai háttérben, hanem a merőben más technikai elképzelésekben is keresendők. Nagyjából ugyanez a helyzet az elektropneumatikus fékvezérléssel is, amelynek története ugyancsak kalandosra sikeredett.


Azt a technikai megoldást, amikor a pneumatikus rendszerű átmenő fék vezérlése elektromos áram segítségével történik, tehát amikor a kormányszelep számára a fékezési parancsot nem a nyomásviszonyok megváltoz(tat)ása, hanem elektromos jel adja ki, elektropneumatikus fékezésnek (ep-fékezésnek) nevezzük. Fontos kihangsúlyozni, – s ez az elnevezésből is kiderül –, hogy nem teljes értékű villamosfékezésről van szó, mivel az elektromos jel nyomásváltoztatásra ad a kormányszelepnek utasítást, a fékezés megkezdésétől tehát a rendszer ugyanúgy működik, mint bármelyik, ep-vezérlés nélküli levegős fékrendszer, nincs szó tehát elektrodinamikus hajtóműfékezésről. A dolog legnagyobb előnye abban rejlik, hogy az elektromos jel jóval gyorsabb, mint a pneumatikus, és így rövidebb fékezési – és ami talán még fontosabb – lényegesen rövidebb és egységesebb oldási folyamatot biztosít.

A hosszú vonatokkal kapcsolatos fék-kezelhetőségi igényeket, az önműködés biztosítását, valamint az egységes fékezést és oldást különböző trükkökkel próbálták (és próbálják a mai napig is) kielégíteni: az egyik ilyen eszköz a fővezeték átmérőjének 5/4″-ra való emelése, de ismeretes a különböző csapolóberendezések, valamint a fékezőszelepek egyéb kiegészítőkkel történő ellátása is. (Ezekről a kormányszelepek kapcsán is volt már szó.) Az 1950-es évekre az európai – és szovjet – teherszállítási igények jelentős megnövekedésével, már látszott, hogy az üzembiztos fékezés érdekében bevetett „trükkök százai” nem bizonyultak elégségesnek, így aztán a mérnökök visszanyúltak egy régi ismerőssel kapcsolatos, már-már feledésbe merült terveikhez.

Az elektromosság fékezésre (de legalábbis parancsotovábbításra) történő felhasználásának ötlete nagy múltra tekint vissza: már a XIX. század közepén (1856) végeztek ilyen (gondolat)kísérleteket, – sikertelenül. Az elektrotechnikának hosszabb utat kellett bejárnia ahhoz, hogy kiderüljön: az ötlet nem utópia. Olyannyira, hogy az USA-ban, az 1860-70-es években végzett kísérletek sikere nyomán maga Westinghouse is foglalkozott az elektromos vezérléssel, később viszont mégis visszatért a tisztán pneumatikus modellhez.

Az UIC Fékalbizottsága által 1934-ben elfogadott személyvonati fékfeltételek közé már bekerült az elektromos fékvezérlés, mégpedig olyan formában, hogy az elektromos vezérlés nem tilos, de a kocsi fékje tisztán levegős úton is működtethető legyen, anélkül, hogy ehhez a kocsin bármilyen átállító váltót kezelni kellene. Magyarul: ha az elektromos jel „kiesik”, a pneumatikus akkor is mindig működjön, és állítsa meg a kocsit. Később (1954-ben) ezeket a feltételeket (vagyis az ep-fék szempontjából inkább lehetőségeket) kiterjesztették a teherkocsikra is, az ep-fékek gyakorlati alkalmazásának és bevezethetőségének kutatásával azonban csak az 1960-as évek elejétől kezdtek komolyabban foglalkozni.

A spanyolviasz viszont ekkorra – részben legalábbis – keleten már „fel volt találva”, a Szovjetunió pedig úgy gondolta, a megoldás kulcsát Európa számára is ő jelentheti, mégpedig a direkt-rendszerű (más néven: nem önműködő) elektropneumatikus fék, illetve a (fél)merev, önműködő, központi kapcsolóberendezés formájában. Ez utóbbi fékes szempontból a pneumatikus és elektromos csatlakozások könnyű összekapcsolása, valamint a vonatok hosszdinamikája tekintetében lényeges, de a fejlődés alapvető irányát is előrevetítette.

A szovjet változatot tehát alapvetően a direkt működésű ep-fék jelentette. A konstrukció lényege az, hogy a fékhengerek töltése és ürítése az elektromos jel segítségével közvetlenül történik, a kormányszelep megkerülésével, egy légvezetéken keresztül. A kormányszelepnek tehát csak akkor van szerepe, ha az elektromos jel valami miatt kimarad.


Az UIC számára ez a megoldás elfogadhatatlan volt, a sokkal szigorúbb európai üzemviteli megfontolásoknak nem felelt meg. Éppen ezért az alapkoncepció fenntartásával, de annak kibővítésével, a két légvezetékes, önműködő-rendszerű ep-féket tartották – legalábbis elvben – támogathatónak, melynél minden fékezési műveletkor elindul az elektromos és a pneumatikus jel is, az előbbi azonban terjedési sebessége miatt szükségszerűen megelőzi az utóbbit, így az nem lesz hatásos. Ha viszont nincs elektromos jel, a kocsi teljes értékű pneumatikus séma alapján fékez. Az eltérő „fékfilozófiai” háttér magyarázata így alapvetően a kormányszelep „szentségében” keresendő: az UIC semmilyen üzemszerű esetben nem volt hajlandó megkerülni kormányszelepet, melyre a fékrendszer központi elemeként tekintett, a szovjet fél világában viszont a kormányszelep is csak egy volt a millió alkatrész között.


A kísérletek 1962-ben kezdődtek, a Knorr Bremse müncheni próbapadján. 1″ és 5/4″ átmérőjű fővezetékkel, tisztán pneumatikus, két légvezetékes, illetőleg ep-vezérlésű két légvezetékes fékkel; ezekből jó és kevésbé jó tömörségű „vonatokat” állítottak össze, mintegy 1200 m vonathosszig (ez legfeljebb 200 tengelyt jelentett) és 4000 tonna vonatterhelésig. Természetesen a fenti paraméterek tetszőlegesen variálhatók voltak.

Az eredmények finoman fogalmazva is meggyőzőek voltak: önmagában az a tény, hogy a fővezeték keresztmetszetét 5/4 collra emelték (ezt a vívmányt egyébként a tagvasutak éles üzemben is bevezették), jó tömörségű vonatnál felére, rosszabb tömörségűnél kb. a harmadára csökkentette az oldási időt. A második légvezeték alkalmazása a jó tömörségű vonatoknál – még 1 collos fővezetékkel is – nyolcadára, a rosszabb tömörségűeknél egy tizenkettedére csökkentette az oldási időt. Az igazi fegyvertényt azonban az ep-vezérlés működtetésekor mért eredmények jelentették: gyakorlatilag bármilyen tömörségi állapotú és hosszúságú vonatnál 18 másodperc körüli oldási időket mértek, ami az eredeti 360 (illetve rosszabb tömörség esetén 620) másodperc körüli oldási időkhöz képest megdöbbentően jó eredmény.

Hogy egy légvezetékes (ep-)fékkel miért nem végeztek kísérleteket, illetve hogy az Európa nyugati felén közlekedő tehervonatoknál miért nem általános az ep-fékezés a mai napig sem, az hosszú történet. Mindenesetre a szovjet és európai fél is korán elismerte, hogy műszakilag nem sok átmenet van kettejük vasútüzemei között...

(Az ábrák forrása: Heller–Rosta — Vasúti fékberendezések szerkezete, üzeme, Budapest, 1983.)

Nánási Zoltán

Sorozatunk további részei ide kattintva olvashatók.

2 megjegyzés:

  1. 6-10 perces oldási idők?! Ehh.

    VálaszTörlés
    Válaszok
    1. Azt zárójelben jegyezném csak meg, hogy ezek az értékek a nyugati blokk kevésbé fejlett vasútjaira voltak jellemzőek, 1000–1200 méteres (virtuális) vonathossznál, ez a hosszúság azóta sem általános, ennek átlagosan csak a fele.
      A másik dolog, hogy a szocialista tábor vasútüzemeiben (a "normális" légveszteségek pótlására) a tartósan töltő-oldó-állásban való közlekedés sem volt ismeretlen praktika. Az ilyen tömörségű vonatok fékezése – és főleg oldása – kész rémálom volt, a 6–10 perces oldási időkért valószínűleg sírva könyörögtek volna a nyugati kollégáknak.

      Törlés

Figyelem!

Oldalunkon bizonyos esetben, elsősorban régebbi írások esetén vagy időszakosan valamennyi írás esetén előzetesen moderáljuk a hozzászólásokat vagy a hozzászólások lehetőségének időszakos vagy tartós felfüggesztését. Amennyiben erre nem kerül sor, úgy fenntartjuk az utólagos moderáció jogát. Moderációs alapelveinkről részletesebben az Impresszumban olvashatnak.