E-materiały do kształcenia zawodowego

Technologia napraw pojazdów trakcyjnych

Montaż i eksploatacja środków transportu szynowego — Technik elektroenergetyk transportu szynowego

bg‑green

Elementy układu hamulcowego pojazdów trakcyjnych

ATLAS INTERAKTYWNY

1
Układ hamulcowy
R1FboyqxJ2nXR
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Urządzenia hamulcowe stanowią kluczowe elementy taboru kolejowego, odgrywające istotną rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa podczas podróży. Ich głównym zadaniem jest skuteczne sterowanie prędkością pojazdu oraz zapewnienie precyzyjnego zatrzymania i umiejscowienia w fazie hamowania.

Działanie hamulców opiera się na wytworzeniu siły przeciwnej do kierunku jazdy, co skutkuje stopniowym wytracaniem prędkości. Siła ta generowana jest przez opory ruchu mechanicznego, wywołane tarcie pomiędzy elementami (np. poprzez dociskanie klocków hamulcowych do powierzchni tocznych kół) lub na drodze dynamicznej (hamulce elektrodynamiczne lub hydrodynamiczne).

Rpx4QwFODdj6X
Nagranie tożsame z treścią akapitu.
R1CZ36fxTkXO5
Grafika interaktywna przedstawia podział hamulców ciernych: 1. Hamulce klockowe i tarczowe: Oddziałują na koła jezdne, gdzie skuteczność hamowania zależy od przyczepności między kołem a szyną. 2. Hamulce szynowe: Uniezależniają skuteczność hamowania od przyczepności między kołem jezdnym, a szyną. 3. Wykorzystywane w kolejach zębatych. Ich działanie opiera się na dociskaniu taśmy ciernej do bębnów hamulcowych, przy jednoczesnym wykorzystaniu hamowania przez koło zębate. Moment hamujący przenoszony jest z hamulców pasowych przez koło zębate na szynę zębatą.

Grafika interaktywna przedstawia podział hamulców ciernych:

1. Hamulce klockowe i tarczowe: Oddziałują na koła jezdne, gdzie skuteczność hamowania zależy od przyczepności między kołem a szyną.

2. Hamulce szynowe: Uniezależniają skuteczność hamowania od przyczepności między kołem jezdnym a szyną.

3. Wykorzystywane w kolejach zębatych. Ich działanie opiera się na dociskaniu taśmy ciernej do bębnów hamulcowych, przy jednoczesnym wykorzystaniu hamowania przez koło zębate. Moment hamujący przenoszony jest z hamulców pasowych przez koło zębate na szynę zębatą.

R17AtvIaK2pbg
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Zgodnie z  rozporządzeniem TSI Loc&Pas (Techniczne Specyfikacje Interoperacyjności w odniesieniu do podsystemu „Tabor — lokomotywy i tabor pasażerski”), każdy pojazd kolejowy w Unii Europejskiej musi być wyposażony w:

  • Funkcję hamulca głównego, używaną podczas eksploatacji do przeprowadzania hamowania służbowego i nagłego.

  • Funkcję hamulca postojowego, wykorzystywaną podczas postoju pociągu, gwarantującą utrzymanie siły hamowania bez dostępu do energii na pokładzie przez dowolny czas.

Układ sterowania hamulcami danego pojazdu kolejowego powinien obejmować trzy tryby działania:

  • Hamowanie nagłe: aktywacja określonej siły hamowania w maksymalnym czasie reakcji, w celu skutecznego zatrzymania pociągu.

  • Hamowanie służbowe: uruchomienie kontrolowanej siły hamowania do regulacji prędkości pociągu, obejmujące zatrzymanie i czasowe unieruchomienie.

  • Hamowanie postojowe: użycie siły hamowania do utrzymania pociągu w pozycji stacjonarnej bez dostępu do energii na pokładzie.

W przypadku pojazdów kolejowych stosuje się napęd hamulców oparty na układzie pneumatycznym (hamulce pneumatyczne, elektropneumatyczne, sprężynowe) lub ręcznym (hamulec ręczny). Zasilanie hamulców sterowanych pneumatycznie jest dostarczane z układu pneumatycznego pojazdu trakcyjnego.

Układ hamulcowy: zawór rozrządczy
R19d9cvn1zzx6
Zawór rozrządczy KE0dv
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R17eOmyQobJ0V
Nagranie dźwiękowe tożsame z tekstem.

Hamulec pneumatyczny, stanowiący fundamentalny element w pojazdach kolejowych, działa na zasadzie zespolonej kontroli hamowania dla wszystkich pojazdów w składzie pociągu. W jego normalnym trybie pracy maszynista steruje hamulcem z jednego punktu, czyli kabiny maszynisty. Ten hamulec samoczynny typu pośredniego wykorzystuje specjalny zbiornik pneumatyczny, zwany też zbiornikiem pomocniczym, do wtłaczania ciśnienia do cylindrów hamulcowych, co zapewnia skuteczne hamowanie.

Najważniejszymi elementami układu hamulcowego są zawory rozrządcze, zwane także rozdzielaczami powietrza, pełniące kluczową funkcję w sterowaniu hamulcem zespolonym. Zawory te są integralnymi aparatami pneumatycznymi w każdym pojeździe kolejowym, a ich typy określają zastosowany system hamulca.

W taborze kolejowym z wykorzystaniem hamulca zespolonego aparat pneumatyczny działa w sposób następujący:

1.  Zawór rozrządczy odbiera sygnały hamowania i odhamowania przesyłane przewodem głównym, reagując na spadek lub wzrost ciśnienia w tym przewodzie.

2. W zależności od otrzymanych sygnałów reguluje ciśnienie sprężonego powietrza w cylindrach hamulcowych, wpływając w ten sposób na siłę hamowania.

3.  Hamowanie jest realizowane przez otwarcie przepływu sprężonego powietrza ze zbiornika pomocniczego do cylindra hamulcowego, natomiast odhamowanie poprzez otwarcie wylotu powietrza z cylindra hamulcowego do atmosfery.

Zawór rozrządczy musi być dostosowany do różnych typów hamowania i może posiadać urządzenie do zmiany trybu hamowania, takie jak G (hamulec wolnodziałający) lub P (hamulec szybkodziałający), co pozwala na elastyczną kontrolę systemu w różnych warunkach eksploatacyjnych. Dzięki temu układ hamulcowy w pojeździe kolejowym zapewnia integrację, samoczynność oraz niewyczerpalność działania, co jest kluczowe dla zapewnienia wysokiego poziomu bezpieczeństwa w ruchu kolejowym.

R1IIHsN5vVVcP
Uproszczony schemat układu pneumatycznego
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1IZSt622Lpsd
Cylinder hamulcowy
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Układ hamulcowy tarczowy
R1c0ZDDZm8pHF
Układ tarczowy
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R15YGJlJFzfVg
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Hamulce tarczowe w pojazdach kolejowych składają się z tarczy hamulcowej, przekładni, szczęk z okładzinami ciernymi i cylindrów hamulcowych.  W trakcie hamowania sprężone powietrze (hamulec pneumatyczny lub elektropneumatyczny) jest używane do napędu szczęk hamulcowych, które dociskają okładziny cierne do tarczy hamulcowej. To generuje siłę tarcia, prowadząc do zatrzymania pojazdu. Podczas eksploatacji tarcie powoduje zużywanie się okładzin i tarczy, dlatego cylindry hamulcowe posiadają nastawiacze skoku tłoka, dbając o równomierne zużycie i utrzymanie skoku tłoka w cylindrze. Całość tworzy efektywny zespół szczękowy, minimalizujący obciążenie konstrukcji hamulca i zapewniający skuteczne działanie.

Zacisk hamulcowy (układ dźwigniowy)

RQYTe2BNh53j0
Układ dźwigniowy hamulca
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RZWv1q5W9r0LO
Ilustracja przedstawia zacisk hamulcowy firmy Dako. Grafika pokazuje umiejscowienie dwóch okładzin ciernych – umiejscowione są po wewnętrznej stronie zacisku hamulcowego. Do okładzin ciernych przymocowane są dwa ramiona mające na celu regulowanie siły nacisku.
Zacisk hamulcowy firmy Dako
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Ilustracja interaktywna przedstawia model zacisku hamulcowego firmy Dako. Składa się on ze srebrnych i granatowych elementów. Na ilustracji są trzy punkty interaktywne.

1. Cylinder (siłownik) hamulcowy.

2. Dźwignie zaciskowe (szczęki)

3. Wieszaki szczęk. 

R8tgqAShJTrTX
Zacisk hamulcowy wraz okładzinami hamulcowymi firmy YujinMachinery LTD
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Hamulec klockowy
ROcSatHJ9cNJ0
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Hamulce klockowe, choć dawniej popularne, obecnie w nowoczesnych pojazdach trakcyjnych i wagonach pasażerskich stosuje się rzadziej, zastępując je hamulcami tarczowymi.

W hamulcach klockowych siła tarcia generowana jest na styku profilu tocznego koła zestawu kołowego i wstawek ciernych klocków hamulcowych. Te wstawki są dociskane do koła podczas aktywacji hamulca, co odbywa się za pomocą mechanicznej przekładni hamulcowej (układ dźwigni i cięgien siłowych) lub zintegrowanego mechanizmu siłownika.

Napęd hamulców klockowych oparty jest na sprężonym powietrzu, które jest wtłaczane do cylindrów hamulcowych (siłowników). Tłoki w cylindrach są połączone z klockami hamulcowymi poprzez układ siłowej przekładni mechanicznej. Alternatywnie, w przypadku hamulca ręcznego, napęd może być realizowany siłą mięśni.

Klocki hamulcowe, zazwyczaj wykonane z żeliwa lub tworzyw kompozytowych, różnią się konstrukcją i kształtem. Wyróżniamy klocki:

  • klocki pojedyncze niedzielone – B,

  • klocki pojedyncze dzielone – Bg,

  • klocki dwuwstawkowe – Bgu,

  • klocki dwuwstawkowe – Bgb.

    RPHV9mFcewpxq
    Oznaczenia okładzin hamulcowych
    Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Rpbn0ypFkcwp4
Koło z hamulcem klockowym
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia koło z hamulcem klockowym. Jest to klocek typu Bgb, posiada on dwie okładziny. Okładzina hamulcowa w tego typu hamulcach dokładnie przylega do krawędzi koła. Ze środka koła wystaje sworzeń do mocowania koła do układu kierowania.

Układ hamulcowy ze wstawką Bg

R15XBZTIKoHNu
1. Klocek hamulcowy jednowstawkowy , 2. Obsada , 3. Dźwignia dwustronna nastawcza
Układ hamulcowy z wstawką Bg
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ilustracja interaktywna przedstawia klocek hamulcowy ze wstawką be gie. Na ilustracji znajdują się punkty interaktywne, po kliknięciu, w które pojawia się ramka z tekstem oraz nagraniem głosowym z nim tożsamym. Hamulec klockowy składa się z trzech głównych elementów. Pierwszym z nich jest klocek hamulcowy jednowstawkowy, który styka się bezpośrednio z rantem koła. Drugi to obsada, która jest przymocowana do klocka. Trzeci element to dźwignia dwustronna nastawcza jest ona przymocowana śrubą do obsady.

Układ hamulcowy klockowy ze wstawką Bgu

R197oVm51p6DU
1. Klock hamulcowy dwuwstawkowy, 2. Obsada, 3. Koło obręczowe
Układ hamulcowy klockowy z wstawką Bgu
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ilustracja interaktywna przedstawia układ hamulcowy klockowy ze wstawką be gie u. Na ilustracji znajdują się punkty interaktywne, po kliknięciu, w które pojawia się ramka z tekstem oraz nagraniem głosowym z nim tożsamym. Układ ten składa się z trzech głównych elementów. Pierwszym z nich jest koło obręczowe przylegające do powierzchni koła. Drugi element to klocek hamulcowy dwuwstawkowy. Do klocka przymocowana jest obsada.

Układ hamulcowy klockowy ze wstawką Bgb

RTMqcpc8z1wMQ
1. klocki hamulcowe dwuwstawkowe - Bgb , 2. Obsady wstawek {audio}, 3. Uchwyt klocka (obsady), 4. Sprężyna dociskowa, 5. Zawieszenie klocka (wahacz), 6. Belka poprzeczna (tzw. trojkąt) Łączy uchwyt klocka na drugim kole na tej samej osi pojazdu.
Układ hamulcowy klockowy z wstawką Bgd
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

lustracja interaktywna przedstawia układ hamulcowy klockowy ze wstawką be gie de. Na ilustracji znajdują się punkty interaktywne, po kliknięciu, w które pojawia się ramka z tekstem oraz nagraniem głosowym z nim tożsamym. Układ ten składa się z sześciu głównych elementów. Są dwie sztuki klocków hamulcowych stykających się bezpośrednio z rantem koła. Do nich przymocowane są obsady wstawek. Kolejnym elementem jest uchwyt klocka, który jest połączony ze sprężyną dociskową. Wyżej znajduje się zawieszenie klocka tak zwany wahacz. Ostatnim elementem jest belka poprzeczna, czyli tak zwany trójkąt. Łączy ona uchwyt klocka na drugim kole na tej samej osi pojazdu.

Hamulec szynowy
R12e3hgp0hTNr
Hamulec Szynowy Wiroprądowy typu liniowego
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RBKqDVvrmVFWH
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Hamulce szynowe stosowane są w kolejach dużych prędkości. Hamulce szynowe cierne w pojazdach do ruchu z prędkościami . W taborze konwencjonalnym hamulce szynowe cierne są stosowane w wagonach przeznaczonych do jazdy z prędkościami powyżej .

Hamulec szynowy składa się z zawieszonych nad torem dwóch elektromagnesów. Po opuszczeniu płóz magnesów zworami są główki szyn. Każda płoza stanowi długi elektromagnes o poprzecznym magnesowaniu. Cewki elektromagnesów są zasilane prądem z baterii akumulatorów. Hamowanie takie jest używane tylko przy hamowaniu nagłym w nastawieniu hamulca R+Mg. Przy hamowaniu służbowym pozostaje nieczynny. W trakcie nagłego hamowania, gdy ciśnienie w przewodzie głównym hamulca spadnie poniżej 0,3 MPa załącza się czujnik ciśnieniowy, który spowoduje opuszczenie się płóz hamulca magnetycznego, a do cewki stycznika zasilania elektrycznego hamulca magnetycznego zostanie dostarczony prąd, co w konsekwencji powoduje dociśnięcie płóz do szyny.

Zalety hamulca szynowego na prądy wirowe:

  • siła hamowania powstaje bez styku koła z szyną, a więc nie wykorzystuje się sił przyczepności kół,

  • hamowanie jest niezależne od współczynnika tarcia koła z szyną,

  • zużycie nie jest czynnikiem zwiększającym koszty eksploatacji.

Wady hamulca szynowego na prądy wirowe:

  • wymaga dużej mocy zasilania (około ), co jest istotne przy zasilaniu awaryjnym,

  • wywołuje małą siłę przyciągania do szyn przy równie niedużych prędkościach jazdy,

  • przy niewielkim następstwie między pociągami wywołuje istotne nagrzewanie szyn, w wysokiej temperaturze otoczenia grozi ono wyboczeniem toru.

Sprzęgi i urządzenia zderzakowe
RkWZTg4jf0xsS
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Sprzęgi to mechanizmy służące do łączenia pojazdów kolejowych w skład pociągu. Istnieje różnorodność rodzajów sprzęgów, ale ich główne zadanie polega na zapewnieniu bezpiecznego i stabilnego połączenia między pojazdami. Sprzęgi umożliwiają także przekazywanie sił pociągowych oraz zapewniają pewną elastyczność, co jest szczególnie ważne podczas manewrów i zmiany toru.

RfeDcLSTgLQgD
1. Kurek końcowy przewodu głównego (PG), 2. Kurek końcowy przewodu zasilającego (PZ) , 3. Zderzak tulejowy, 4. Sprzęg śrubowy , 5. Przewód giętki PG, 6. Przewód giętki PZ
Schemat sprzęgu
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ilustracja interaktywna przedstawia schemat sprzęgu. Na ilustracji znajdują się punkty interaktywne, po kliknięciu, w które pojawia się ramka z tekstem oraz nagraniem głosowym z nim tożsamym. Z lewej strony kolorem czerwonym zaznaczony jest kurek końcowy przewodu głównego pe gie. Obok niego znajduje się, zaznaczony kolorem żółtym kurek końcowy przewodu zasilającego pe zet. Kurki te są połączone przewodem giętkim osobnym dla pe zet i osobnym dla pe gie z zaworami odpowiadającymi im zaworami znajdującymi się po prawej stronie schematu. Za przewodami znajduje się zderzak tulejowy, ma on kształt walca i jest przymocowany do powierzchni wagonu. Na środku schematu znajduje się sprzęg śrubowy, składa się on z dwóch takich samych elementów, którymi są haki wystające z podwozia.

Sprzęgi niesamoczynne śrubowe to zaawansowane mechanizmy umożliwiające precyzyjne i bezpieczne łączenie pojazdów kolejowych. Dzięki śrubowym mechanizmom sprzęgi te pozwalają na dokładne dopasowanie i zabezpieczają przed przypadkowym odłączeniem się pojazdów podczas ruchu. Sprzęgi śrubowe są szczególnie przydatne w przypadku pociągów o dużej masie, gdzie precyzja i bezpieczeństwo łączenia są kluczowe dla stabilności składu. Jest to najbardziej rozpowszechniony na normalnotorowych kolejach europejskich typ sprzęgów, przenosi tylko siły rozciągające, dlatego też wymagane jest stosowanie urządzeń zderzakowych.

R8yCpYgnue1Q5
Schemat sprzęgu śrubowego 1. Zderzak tulejowy, 2. Pałąk, 3. Hak cięgłowy, 4. Łubka, 5. Śruba z gwintem lewym, 6. Sworzeń.
Schemat sprzęgu śrubowego
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ilustracja interaktywna przedstawia schemat sprzęgu śrubowego. Na ilustracji znajduje się sześć punktów interaktywnych, po kliknięciu, w które pojawia się ramka z tekstem. Sprzęg śrubowy składa się z dwóch części. Pierwsza to zderzak tulejowy. Składa się on z dwóch takich samych elementów. Mają one kształt walca, na którego podstawach znajdują się prostokątne płytki. Płytki po zewnętrznej stronie posiadają elementy służące do ich zamocowania. Drugi element składa się z dwóch takich samych części połączonych ze sobą śrubą dwustronną. Każdy element składa się z haka cięgłowego, który jest przymocowany do łubka w taki sposób, aby mógł się przemieszczać w górę i w dół. Podłużna część łubka nazywa się pałąk. Śruba z gwintem lewym łącząca łubki jest do nich przymocowana za pomocą sworznia, dzięki czemu połączenie to jest połączeniem ruchomym.

Sprzęgi samoczynne typu Scharfenberga to zaawansowane rozwiązania stosowane w kolejnictwie, umożliwiające szybkie i efektywne łączenie pojazdów kolejowych. Są zaprojektowane do automatycznego łączenia pojazdów. Dzięki temu procesowi, manewrowanie i zestawianie składu pociągu staje się bardziej efektywne, eliminując konieczność ręcznej manipulacji podczas operacji. Realizują jednocześnie połączenie mechaniczne, elektryczne i pneumatyczne pojazdów kolejowych. Przy zastosowaniu tego rodzaju sprzęgów nie stosuje się urządzeń zderzakowych, gdyż taki sprzęg pełni funkcję pociągową, spinającą i zderzakową w jednym. Z powodu stosunkowo niewielkiej wytrzymałości (do 1500 kN – siła ściskająca) stosowany najczęściej do łączenia lekkich pojazdów pasażerskich.

R5fexzqZJMiGE
Sprzęg samoczynny typu Scharfenberga
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Urządzenia zderzakowe

R1ewIvzzQFSrD
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Urządzenia zderzakowe pozwalają prowadzić sprzęgnięte ze sobą pojazdy kolejowe, utrzymując przy tym te pojazdy w odpowiedniej od siebie odległości, a także łagodząc działanie sił wzdłużnych, które to występują podczas jazdy. Siły wzdłużne są wywoływane przez siłę pociągową, a więc podczas ruszania, jazdy i hamowania. Zderzaki kolejowe dzieli się na dwa typy: trzonowe i tulejowe. Te pierwsze nie są stosowane od czasów wojny światowej. Obecnie konstrukcje zderzaków bywają wyposażone w elementy, które podczas przekroczenia zakresu maksymalnej energii przez nie przyjmowanej (ponad ), mogą ulec plastycznej deformacji.

Poniżej przedstawiono:
A) zderzak trzonowy,
B) zderzak tulejowy.

R1caTQHQHSurK
Ilustracja interaktywna 1. Pochwa zderzakowa , 2. Płyta zderzakowa , 3. Tuleja , 4. Tarcza zderzakowa
Urządzenia zderzakowe
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Urządzenia zderzakowe – Ilustracja interaktywna przedstawia urządzenia zderzakowe. Na ilustracji znajdują się punkty interaktywna, po kliknięciu w które pojawia się ramka z tekstem oraz nagraniem dźwiękowym z nim tożsamym. Ilustracja ta składa się z dwóch grafik a oraz be. Na grafice a przedstawiony został przekrój zderzaka trzonowego. Składa się on z tarczy zderzakowej, trzonu znajdującego się wewnątrz elementów tworzących pochwę. Następnymi elementami jest krążek oporowy, sprężyny, podkładka zderzaka oraz tulejka i nakrętka. Na grafice be znajduje się zderzak tulejowy. Składa się on z dwóch takich samych elementów. Elementy te z kolei składają się z tarczy zderzakowej, tulei znajdującej się wewnątrz pochwy zderzakowej, na samym końcu znajduje się płyta zderzakowa.

Sprężarka
R13FaiozBdqRD
Sprężarka Knorr‑Bremse SL20‑5-115
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1Z0Z0HCbrrIb
Nagranie dźwiękowe tożsame z tekstem.

Dane techniczne:

  • wydajność: ,

  • masa: ,

  • wymiary: ,

  • prędkość obrotowa: ,

  • silnik elektryczny sprężarki:

    • napięcie zasilania: ,

    • moc silnika: ,

  • sterowanie:

    • załączenie sprężarki: barów

    • wyłączenie sprężarki: barów

R1Rf8tITlVCUj
Nagranie dźwiękowe tożsame z tekstem.

Zasada działania głównej sprężarki na przykładzie lokomotywy wysokiej mocy serii 189:

Sprężarka śrubowa odpowiada za wytwarzanie sprężonego powietrza. Jest ona napędzana silnikiem trójfazowym, a chłodzona powietrzem i smarowana olejem. Sprężarkę steruje się procesorem hamulców. Jeśli przycisk „sprężarka“ w wykorzystywanej kabinie maszynisty jest włączony, ciśnienie robocze systemu zbiorników głównego powietrza jest samoczynnie regulowane czujnikiem ciśnienia i mieści się w wartościach od do barów. Wytworzone sprężone powietrze przedostaje się przez dwukomorową instalację osuszania powietrza z wbudowanym oddzielaczem kondensatu i zaworem zwrotnym do obydwu zbiorników sprężonego powietrza w łącznej objętości . Dwa zawory bezpieczeństwa ( lub barów) chronią układ przed nadciśnieniem.

RKo0KLdnvXhhw
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Zasada działania sprężarki pomocniczej na przykładzie lokomotywy wysokiej mocy serii 189:

Kiedy w zbiorniku powietrza głównego panuje zbyt niskie ciśnienie podczas przygotowania lokomotywy do drogi, pracownicy kolei mogą skorzystać ze sprężarki pomocniczej do zasilania pantografów/rozłączników dachowych i wyłącznika AC. Włączenie akumulatora i przełącznika kierunku na pulpicie maszynisty przy ciśnieniu bara powodują, że sprężarka włącza się automatycznie. Przy ciśnieniu barów następuje z kolei jej wyłączenie. Sprężarka wyposażona została w kontrolkę czasu pracy, która pomaga chronić akumulator i niwelować przeciążenia termiczne.

R1ItrMrnkiuMD
Nagranie

Lokomotywy czterosystemowe serii 189 należą do platformy ES64F4 i są przeznaczone do uniwersalnego używania w całej Europie w ciężkim transporcie towarowym i pasażerskim. Lokomotywy mogą być napędzane systemami prądu zmiennego 15 kV 16,7 Hz, 25 kV 50 Hz i systemami prądu stałego 3 kV oraz 1,5 kV. Ponadto do dyspozycji jest wysoka moc ciągła trakcji w bardzo dużym zakresie temperatur.

Zawór sterujący
ROvcLutnpE6GK
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Manipulator hamulca zespolonego

Urządzenie umieszczane jest na pulpicie maszynisty. Służy ono do generowania sygnałów elektrycznych wysyłanych do mikroprocesorowego sterownika hamulców. Sterownik przekształca sygnały w zależności od otrzymanego polecenia i przesyła je do modułu sterowania ciśnieniem w przewodzie głównym. Działanie manipulatora skorelowane jest z ustawieniem dźwigni, w którą urządzenie jest wyposażone.

R1a0CjRfWfmFO
Nagranie tożsame z treścią akapitu.
RUf2fnKfOOGiN
Manipulator hamulca zespolonego i tabela opisująca skróty.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1YIC02KsSwxZ
Zawór maszynisty Fv4a produkcji OERLIKON.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RT6kfx288ebhh
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Zawór maszynisty służy do sterowania układem pneumatycznym. Jako jedyny element układu hamulcowego przekazuje powietrze ze zbiornika głównego do PG, a w trakcie hamowania z PG do atmosfery.

Zbiornik powietrza
RxMXGvSD7pfPF
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

W pojazdach trakcyjnych są trzy rodzaje zbiorników:

  • główne,

  • pomocnicze,

  • sterujące.

Zbiornik główny znajduje się na pojeździe szynowym i zasilany jest ze sprężarki powietrza. Zgromadzone sprężone powietrze w zbiorniku napełnia układ hamulcowy poprzez zawór maszynisty oraz ewentualnie przez przewód zasilający. Zbiornik główny lokomotywy liniowej ma pojemność około . Ciśnienie w zbiorniku utrzymuje się na poziomie od do barów.

R8ANFx9e63Z47
Zbiornik główny
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R10l4aV7R3FWB
1. Cylinder hamulcowy (siłownik), 2. Zbiornik powietrza pomocniczy, 3. Zbiornik główny
Umiejscowienie zbiornika powietrza pomocniczego
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Grafika interaktywna przedstawia umiejscowienie zbiornika powietrza pomocniczego. Na ilustracji interaktywnej znajdują się trzy punkty interaktywne, po kliknięciu w które pojawia się ramka z tekstem. Na ilustracji widoczne są trzy elementy przymocowane do podwozia pociągu. Pierwszy z nich ma kształt walca i znajduje się na nim pierwszy punkt interaktywny. Jest to cylinder hamulcowy. Drugi punkt znajduje się na drugim elemencie umiejscowionym za cylindrem. Jest to zawór rozrządczy. Trzeci element ma również kształt walca i znajduje się na samym końcu. Jest to zbiornik powietrza pomocniczy.

R1Yc9ZoWKw3B2
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Proces działania wyżej wskazanego układu:

  1. Zasilanie sprężonym powietrzem: Pojazd jest zasilany sprężonym powietrzem, które przechowywane jest w zbiornikach powietrza pomocniczego.

  2. Ciśnienie w zbiorniku: Ciśnienie powietrza w zbiornikach pomocniczych jest utrzymywane na odpowiednim poziomie, aby móc skutecznie zasilać różne elementy układu hamulcowego.

  3. Zastosowanie hamulca: Kiedy maszynista chce zastosować hamulec, otwiera zawór rozrządczy, pozwalając sprężonemu powietrzu na przepływ do cylindra hamulcowego.

  4. Działanie cylindra hamulcowego: Sprężone powietrze napędza tłok w cylindrze hamulcowym. Ruch ten generuje siłę hamującą, która jest przenoszona na mechanizmy hamulcowe na kołach lokomotywy.

  5. Hamowanie pojazdu: Siła hamująca przekazywana na koła spowalnia prędkość pojazdu kolejowego. Im większe ciśnienie w cylindrze hamulcowym, tym silniejsza siła hamująca.

  6. Regulacja siły hamowania: Zawór rozrządczy umożliwia precyzyjną regulację siły hamowania poprzez kontrolowanie ilości sprężonego powietrza dostarczanego do cylindra hamulcowego.

  7. Zwalnianie hamulca: Aby zwolnić hamulec, maszynista zwalnia zawór rozrządczy, co powoduje odpływ sprężonego powietrza z cylindra hamulcowego i brak siły hamującej.

Tablica hamulcowa
RTYMToidoqGrU
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Tablica realizuje przetwarzanie sygnałów elektrycznych o wymaganym hamowaniu na ciśnienie w układzie pneumatycznym.

Urządzenie jest kombinacją zespołów pneumatycznych i elektropneumatycznych. Poszczególne zespoły są zamontowane na jednej wspólnej płycie.

RwZBatTMIuANR
Tablica hamulcowa Siemens Vectron
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Wskaźniki stanu zahamowania pojazdu szynowego
RU6xzD2wo2G7X
Zaparowane wskaźniki hamulcowe.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RSBzfh0Qp5FVD
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Zaparowane wskaźniki mogą prowadzić do błędnego odczytania stanu zahamowania. Powyższa usterka wymaga ingerencji serwisu.

R1EyrYjQi8TJa
Wskaźniki zahamowania.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RXzIAOsYi52K8
Opis wskaźników zahamowania.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1OqWQl71YBFE
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Opis wskaźników zahamowania

A - zahamowany,

B - odhamowany,

C - stan nieznany.

Piasecznica
RJynsQVaVWPED
Ilustracja przedstawia zdjęcie piasecznicy. Element ten znajduje się przed kołem, tuż nad powierzchnią szyny. Dysza jest to podłużny element połączony przewodem z dziurą na końcu, przez który przepuszczany jest piasek na powierzchnię szyny.
Dysza piasecznicy
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R10o68jZmexv0
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Piasecznice stanowią integralną część systemu przeciwdziałania poślizgowi, mającego na celu przywrócenie utraconej przyczepności pomiędzy kołem a szyną. Składają się ze zbiorników piasku, dysz oraz aparatów pneumatycznych, które współdziałają w procesie posypywania szyn piaskiem. Funkcją piasecznic jest zwiększenie tarcia pomiędzy kołem a szyną poprzez dostarczanie piasku w sytuacjach, gdzie zachodzi poślizg, co przyczynia się do poprawy stabilności i bezpieczeństwa ruchu kolejowego.

Uszkodzenia elementów pojazdu szynowego
RTqjDxKOF7eYJ
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Kurek końcowy

Kurki końcowe są niezbędnym elementem parowozów, lokomotyw oraz wagonów osobowych i towarowych z układem hamulcowym pneumatycznym. Wagonowe i lokomotywowe kurki końcowe H4A25 P i L obsługują przewód zasilający, podczas gdy H4A32 P i L obsługują główny przewód hamulca w wagonach towarowych. Produkowane są jako prawe i lewe, służące do kontrolowania przepływu sprężonego powietrza między wagonami. Różnią się one pozycją rączki w stosunku do korpusu.

Kurki składają się z korpusu, trzpienia kulistego, tulejki sterującej, prowadzenia trzpienia i rączki. Podczas gdy kurek zamyka przepływ powietrza, sprężone powietrze uwalniane jest z przewodu hamulcowego do atmosfery. Trzpień kurka zamyka szczelnie dopływ powietrza z przewodów dzięki uszczelce. Zamontowany zatrzask zapobiega przypadkowemu otwarciu lub zamknięciu kurka.

Kurki są poddawane próbom szczelności i działania przy określonym ciśnieniu, zgodnie z normami. Masa kurków wynosi około  3,2 kg.

Kurki końcowe typu H4A32 P i L posiadają certyfikat dopuszczenia do eksploatacji wydany przez odpowiednie organy regulacyjne.

RiSI8B1JsEm60
Kurek końcowy
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R18w4QMRJ129W
Kurek końcowy
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia kurek końcowy. Kurek ten jest przymocowany do przewodu. Jego rękojeść jest uniesiona do góry.

R1Ye1H8YBFRcW
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Zderzak

Brak oczyszczenia zderzaka może spowodować złą pracę tego elementu, czyli pogarszać amortyzację podczas ruchu pojazdu oraz skutkować nieprawidłowym wpisywaniem się w łuki.

RQYq2Ei4maQbu
Nieoczyszczony zderzak
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RKFFhi6CXqDhP
Nieoczyszczony zderzak
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia zderzak. W miejscu, w którym tuleja wchodzi w pochwę zderzaka, widoczny jest wypływający płyn oraz rdza.

RamaG5HDdBR3w
Rysy na urządzeniu zderzakowym
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RDfNINBrJTRiy
Rysy na urządzeniu zderzakowym
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia urządzenie zderzakowe. Tuleja zderzaka zakończona jest tarczą zderzaka, na której widoczne są rysy.

RXWfRmb78qRa9
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Zestaw kołowy

Płaskie miejsce na powierzchni tocznej zestawu kołowego w pociągu może wystąpić w wyniku nagłego oraz długiego hamowania, podczas którego koła ulegają blokadzie, co skutkuje ślizganiem się po torze.

RN6ZhDzILprTV
Fragment kolejowego zestawu kołowego
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RJIi7z9EBkUuj
Uszkodzona powierzchnia toczna zestawu kołowego
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia koło pociągu. Powierzchnia toczna elementu jest wyraźnie zarysowana.

R1IYvOEhmiIMt
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Hamulec tarczowy

Zamki mocujące okładziny cierne w obsadach hamulcowych to element, w którym często dochodzi do uszkodzeń. Defekty powodują, że okładziny cierne wypadają i obsada styka się z tarczą hamulcową. W nowszych pojazdach zamki mocujące są zabezpieczane poprzez wykorzystanie specjalnego sworznia.

RkwZlK1YTERPx
Uszkodzenia par ciernych hamulca tarczowego
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R11sJ8n8EXwkf
Uszkodzenia par ciernych hamulca tarczowego
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia hamulec tarczowy posiadający dwie powierzchnie cierne. Klocek hamulcowy w takim typie hamulców przylega do płaskiej części koła. Powierzchnie cierne są widoczne zarysowane.

Rg1YnOczzbwVa
Widok wentylowanej tarczy hamulcowej, a) nowa, b) zużyta
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Rpf488A1Ya8tR
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Na poniższej grafice pokazane jest pęknięcie tarczy hamulcowej. Element wymaga wymiany. Zły stan tarczy hamulcowej może mieć negatywny wpływ na hamowanie pociągu.

RNzgiIsEDdpmW
Widok pęknięcia na całej szerokości tarczy hamulcowej,
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1UGcI0flNXIo
Widok pęknięcia na całej szerokości tarczy hamulcowej,
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia tarczę hamulcową, na której widoczne jest pęknięcie sięgające od jej krawędzi do środka.

R1FccnnzhD8FO
Widok pęknięcia na części pierścienia ciernego.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R51Q81JRNtNci
Widok na pęknięcia powierzchniowe.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RACWnNKGL4Od2
Widok na pęknięcia powierzchniowe.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawie pęknięcia powierzchniowe występujące na tarczach hamulcowych. Na całej powierzchni płaskiej tarczy z obu jej stron występują pęknięcia różnych rozmiarów rozszerzające się w stronę krawędzi tarczy.

R1UPRNLroXjG8
Widok nierównomiernego zużycia powierzchni ciernej tarczy hamulcowej
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RREpDz9ubMKQs
Widok nierównomiernego zużycia powierzchni ciernej tarczy hamulcowej
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia tarcze hamulcowe, na płaskich powierzchniach ciernych widoczne są wyżłobienia spowodowane nierównomiernym zużywaniem się powierzchni ciernych tarczy hamulcowej.

R1NcwxZfyQ1Dp
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Klocek hamulcowy

Pęknięcie promieniowe, spowodowane przegrzaniem termicznym żeliwnej wstawki hamulcowej.

R1JQVePa1kduX
Pęknięcie promieniowe żeliwnej wstawki hamulcowej
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1DiVByrvorM9
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Klocek na ilustracji powyżej posiada wytrącenia metaliczne spowodowane nieodpowiednią obsługą pojazdu, co spowodowało przegrzanie wstawek hamulcowych.

RDStFyLwfMhLj
Nanoszenie materiału metalowego na powierzchnię cierną wstawki (obecnie nazywane wtrąceniami metalicznymi)
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R9A4DwwRa8dg5
Nanoszenie materiału metalowego na powierzchnię cierną wstawki (obecnie nazywane wtrąceniami metalicznymi)
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia hamulec klockowy typu Bgb, na jego obydwu okładzinach widoczne są metalicznie zabarwione plamy.

Powstanie nalepu

RWhzz1JYAfNhP
Nalep powstały podczas jazdy z zahamowanym hamulcem postojowym
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RjjzgJBAFpJl5
Nalep powstały podczas jazdy z zahamowanym hamulcem postojowym
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia koło pociągu. Na powierzchni ciernej znajdującej się na krawędzi koła widoczne są rdzawe naloty. Powierzchnia ta jest wyraźnie nierówna.

Uszkodzenie sprzęgu

R1B1ITpnjDMf7
Widok zużytej powierzchni pałąka sprzęgu spowodowany tarciem ciernym o hak cięgłowy.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1SPP911tQdAp
Widok zużytej powierzchni pałąka sprzęgu spowodowany tarciem ciernym o hak cięgłowy.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia pałąk sprzęgu. Na wewnętrznej części haka cięgłowego widoczne jest przetarcie.

Okładzina klocków hamulcowych

RQ8HxaYGKdK7U
Okładzina zużyta równomiernie zarówno na promieniu zewnętrznym, jak i wewnętrznym.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1Ybbf1Io4jiA
Okładzina zużyta równomiernie zarówno na promieniu zewnętrznym, jak i wewnętrznym.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia równomiernie zużytą okładzinę. Grubość okładziny jest taka sama zarówno na promieniu wewnętrznym jak i zewnętrznym.

RtZvvaYWnyq8T
Intensywniejsze zużycie na promieniu zewnętrznym.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1CA3viJODcuM
Intensywniejsze zużycie na promieniu zewnętrznym.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia okładzinę hamulcową zużytą nierównomiernie, jej grubość jest znacznie większa przy promieniu zewnętrzny. Oznacza to, że część wewnętrzna zużywa się szybciej niż część zewnętrzna.

R1bnYWD3zbGor
Ubytek fragmentu materiału okładziny.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RHf1xoAkdYlMy
Ubytek fragmentu materiału okładziny.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Wizualizacja przedstawia okładzinę hamulcową posiadającą ubytek. Jeden z końców okładziny został oderwany, pozostawiając nierównomierną krawędź.

R9BPqFGef2Xfa
Całkowite zużycie (ubytek) materiału okładziny na promieniu zewnętrznym.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Uszkodzenia sprzęgów

RxqG4DqG8nn3y
Uszkodzenia sprzęgu samoczynnego i zderzaków w EN76
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1Cj5BICVGU8L
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Podczas wypadku został uszkodzony sprzęg Scharfenberga oraz zderzaki, które pochłonęły siłę uderzenia.

R1JjpzJar2s36
Stan fabryczny EN76 przed wypadkiem
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1Tsujs89mrCd
Uszkodzony zderzak oraz sprzęg samoczynny w Szynobusie SA139‑006
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RdaeNjVIx2QZM
Nagranie tożsame z treścią akapitu.

Uszkodzeniu uległ sprzęg Scharfenberga oraz zderzak, który zamortyzował zderzenie z ciężarówką.

Uszkodzeniu nie uległo zawieszenie pojazdu.

RuSNB5miNaTq3
 Stan przed wypadkiem
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Powiązane ćwiczenia