RegionalBahn: Vasúti fékezés IX. – Féktechnikai alapműveletek és alapfogalmak 3.
Korábban tettünk már rá utalást, hogy léteznek olyan kormányszelepek, melyek nem képesek fokozatos oldásra, azonban eddig egyrészt mindig megelégedtünk ennek a felületesen megfogalmazott ténynek a közlésével, másrészt pedig hallgatólagosan bár, de feltételeztük, hogy a vizsgálódásaink tárgyát képező fékrendszerek kormányszelepei kivétel nélkül képesek fokozatosan oldani.
Ez alkalommal azonban mindenképpen pontosítanunk kell az eddig leírtakat, mert egy kormányszelep – és ezáltal az egész fékrendszer – szempontjából elsőrendű fontosságú karakterisztika, hogy a kormányszelep két- vagy háromnyomásos. De mit is jelentenek ezek a fogalmak?
A dolog technikai hátteréről elég annyi, hogy a kétnyomásos szelep vezérlésében a fővezetéknyomás és a segédlégtartály-nyomás vesz részt, a háromnyomásos szelep vezérlésében pedig a fővezetéknyomás, kormánykamranyomás, valamint a fékhengernyomás (ezekről vezérlőnyomásokról részletesebben majd a kormányszelepek kapcsán szólunk).
Knorr Fe115 típusú, egyszerű működésű (kétnyomásos) kormányszelep működésének elvi vázlata, fékező állásban
Knorr Fe115 kormányszelep
Háromnyomásos kormányszelep működésének elvi vázlata, szintén fékező állásban
A fentiekkel kapcsolatban le kell szögeznünk, hogy mindkét szeleptípus alkalmas arra, hogy nagyvasúti járművek fékrendszerének vezérlését ellássa, mára azonban a könnyebben kezelhető és nagyobb biztonságot nyújtó háromnyomásos szelepek gyakorlatilag egyeduralkodóvá váltak. Kétnyomásos szelepek használatára a magyar vasútüzemben már csak elszórtan, vontatójárművek nem átmenő fékberendezésében kerül sor.
Ennek legfőbb oka az, hogy a háromnyomásos szelepek vezérlésében a fékhengernyomás is részt vesz, ilyen módon – akár fékezésről, akár oldásról van szó – minden egyes fővezetéknyomáshoz konkrét fékhengernyomás tartozik. Ez magyarul azt jelenti, hogy a kormányszelep képes a fokozatos oldásra, vagyis ha egyszer oldó állásba kerül, nem oldja fel a féket teljesen, úgy, mint a kétnyomásos szelep. A kétnyomásos szelepnek viszont van egy hatalmas előnye háromnyomásos társához képest: az oldásra rendkívül érzékeny, vagyis kifejezetten hosszú és/vagy légvesztes vonatok esetében kedvező oldási (fékhenger-ürítési) időket eredményez a használata.
Emiatt a tulajdonsága miatt a két- és háromnyomásos szelepekből hamar megszületett az öszvér is: ma már nemzetközi (UIC) előírás, hogy a háromnyomásos kormányszelepnek is teljes oldást kell előidéznie, ha a fővezeték nyomása 4,85 bar fölé emelkedik. Ez a gyakorlatban egyrészt azt jelenti, hogy nem annyira lassú, elnyújtott a szelep oldási ideje: a hosszú vonatok végén lévő kormányszelepek is relatíve gyorsan ürítik a fékhengert, ha 4,85 bar fölé emelkedik a fővezetéknyomás. Másrészről viszont – megint csak leegyszerűsítve – arról van szó, hogy 4,85 bar fővezetéknyomás fölött már csak kétnyomásos kormányszelepekről (vagyis inkább fokozatosan nem oldó fékről) beszélhetünk.
A kétnyomásos kormányszelepek használata elleni legfőbb érv azonban mégis az, hogy az ezek által vezérelt fék dinamikusan és statikusan is kimeríthető.
Dinamikus kimeríthetőségről akkor beszélünk, ha a fővezetékről táplált segédlégtartály nyomása nem éri el ismételten az 5 bar értéket, és egy ilyen időpontban újabb fékezést hajtanak végre. Ebben az esetben a szokásosnál gyengébb fékhatás keletkezik. Ha tehát a képzetlen mozdonyvezető kitartóan játszik a fékezőszeleppel (fékez–old–fékez–old–…), a visszafékezgetések miatt a vonatban egy idő után egyáltalán nem fog fékhatás kialakulni. A jelenség tehát alapvetően a kormányszelep által hiányosan feltöltött segédlégtartály nem megfelelő levegőnyomására vezethető vissza.
A kétnyomásos szeleppel felszerelt járművek fékjének kezelése nem csak rendkívüli gyakorlottságot igényel, hanem komoly körültekintést is: tudni kell, hogy mikor oldható a fék (ugyanis akkor teljesen fel is old), illetve, hogy mennyi idő elteltével lehet visszafékezni úgy, hogy a szokásos mértékű fékhatás ismét kialakuljon. (A régi időkben ezért hívták szőnyeges masinisztának azokat a mozdonyvezetőket, akik a csupa kétnyomásos kormányszelepes kocsiból összeállított vonattal képesek voltak úgy megállni, hogy a vörös szőnyeg, melyre a díszvendég kilépett a vonatból, pontosan a kocsi ajtajánál legyen.)
A háromnyomásos szelepek vezérlésében a fékhengernyomás is részt vesz: mint ahogy már említettük, adott fővezetéknyomáshoz adott fékhengernyomás tartozik, ráadásul ezek a szelepek a fékhenger légveszteségeit is automatikusan utántáplálják, így dinamikusan kimeríthetetlenek. Emiatt azonban nehezebben is oldanak, ennek elkerülésére vezették be a már említett 4,85 bar küszöbértéket a fokozatok nélküli oldásra. Ez a 0,15 bar engedmény jelentős rövidülést eredményez az oldási időben.
Statikus kimerülés mindkét szeleptípusnál előfordulhat: ilyenről akkor beszélünk, ha a fővezeték nyomása valamilyen módon, igen lassú ütemben, a kormányszelep érzékenységi tartományán kívül csökken. Minthogy a segédlégtartályok feltöltése a fővezetékről történik, ha a fővezetékben eleve nincs meg a kellő nyomás, a segédlégtartályokban sem lesz meg, így a szokásosnál gyengébb fékhatás keletkezik (vagy egyáltalán nem keletkezik).
Sorozatunk következő részében az egyes vonatnemekhez tartozó féknemekkel, valamint ezek kapcsán a vasúti kocsik jeleivel és fékfelirataival ismerkedünk meg („KE–GPR–A–Mg”, „ep”, stb.).
(Az ábrák forrása: Heller–Rosta - Vasúti fékberendezések szerkezete, üzeme, Budapest, 1983)