Na základě fyzikálních principů lze železniční brzdy rozdělit do dvou hlavních typů: tření a dynamický pohon k vytvoření brzdného momentu. Mezi třecí brzdy patří čelistové brzdy všech provedení, včetně kotoučových, a magnetická kolejová brzda. Na trati 1520 byl tento typ brzdy použit výhradně na elektrickém vlaku ER200, zatímco pro Sapsan a prototyp ICE3 existují odlišnosti v použití magnetické kolejové brzdy. Z dynamických brzd zahrnují brzdy založené na převedení trakčních motorů do generátorového režimu (regenerativní a reostátické brzdy) a dále brzdu opozice.
Rekuperační a reostatické brzdy pracují tak, že motory se přepnou do generátorového režimu a energii buď odesílají do sítě, nebo ji upalují na rezistorech. Obě brzdy se používají na vlacích s lokomotivní i s vícejednotovou trakí, protože je jich ve vlaku velké množství trakčních motorů. Jedinou nevýhodou elektrodynamického brzdění (EDB) je nemožnost brzdění až do úplného zastavení; při ztrátě účinnosti EDT je automaticky nahrazena pneumatickou třecí brzdou. Reverzní brzdění je protiprůběžné a vedlo by k poškození trakčního pohonu, proto je u lokomotiv a elektrických vlaků mechanicky zablokováno. V některých vlacích, jako Sapsan a Lastochka, otočení zpětného spínače při rychlosti nad 5 km/h vyvolá okamžité nouzové zabrzdění.
Když se přesouváme k parkovací a ruční brzdě, ukazuje se, že i při vysoké účinnosti EDB je vlak vždy vybaven automatickou pneumatickou brzdou pro zajištění zdravého provozu. Parkovací brzda zajišťuje stojící vozidlo proti samovolnému pohybu a bývá řízena z konzole řidiče. Na moderních vozidlech, zejména EVS1/EVS2 „Sapsan“, ES1 „Lastochka“ a EP20, je ruční brzda automatická a destičky jsou tlačeny na brzdový kotouč pružinovými akumulátory energie. Některé mechanismy přitahující destičky k brzdovým kotoučům jsou vybaveny silnými pružinami a pneumatickým pohonem, který destičky uvolní.
Klasifikace brzd kolejových vozidel
Podle funkčního účelu se brzdy dělí na:
- Parkovací brzda
- Vlaková pneumatická (PT) nebo elektropneumatická (EPT) brzda - instalovaná na každé jednotce a řízená centrálně z kabiny strojvedoucího
- Lokomotivní pneumatické přímočinné brzdy - určeny ke zpomalení lokomotivy bez zpomalení vlaku
Parkovací brzda
Ruční brzda s mechanickým pohonem z kolejových vozidel nezmizela, jen změnila svou specialitu na parkovací brzdu, která zabraňuje samovolnému pohybu vozu při úniku vzduchu z pneumatického systému. Na moderních kolejových vozidlech bývá parkovací brzda automatická a destičky jsou přitlačovány na brzdový kotouč.
Pneumatické brzdy nákladního vozu
Každý nákladní vůz má brzdové zařízení zahrnující soustavu brzdového vedení, koncové ventily, uzavírací ventily a další prvky. Hlavní myšlenkou je, že brzdové potrubí je naplněno vzduchem a při poklesu tlaku se aktivuje brzdový válec a brzdový systém na voze. Distributory vzduchu dále ovlivňují průběh brzdové síly po celé délce vozu a reagují na změny tlaku v brzdovém potrubí.
Vzduchové brzdy typu spolujezdce
Brzdy osobního vozu zahrnují složitější rozvody a EVR (elektrický rozvaděč vzduchu). Pneumatické brzdy mají omezenou rychlost šíření brzdné vlny, která závisí na teplotě a na konkrétním vzdušném systému. Elektrický EVR řeší nerovnoměrný chod brzd a zajišťuje stupňovité odbrzdění pro přesné zastavení na plošině.
Historie a význam záchranné brzdy
Záchranná brzda byla vynalezena v roce 1869 Georgem Westinghousem. Jejím cílem bylo minimalizovat riziko kolizí tím, že komplikovaná ruční práce brzdařů byla nahrazena systémem s kompresorem na lokomotivě, nádržemi a potrubím vedoucím po celé délce vlaku. Záchranná brzda pro osobní vozy byla později doplněna pneumatickým a elektrickým ovládáním pro rychlou a spolehlivou reakci.
Na závěr poznámka: brzdy jsou vždy kompatibilní a složené ze tří hlavních komponent - mechanické části (špalíky, kotouče), pneumatické části (brzdový vedení, kompresory) a v mnoha vozech i elektrické části (EVR, EPT). Důležitou součástí je také kompresor a vzduchojem, bez nichž by průběžná brzda nemohla fungovat.
Praktické poznámky a současné trendy
Nyní se setkáváme s modernějšími systémy a vyspělou infrastrukturou. Záchranná brzda zůstává důležitým modelem pro bezpečnost, zatímco EDB a rekuperační brzdy šetří energii a zvyšují efektivitu provozu. Moderní lokomotivy kombinují více typů brzd pro dosažení co nejvyšší spolehlivosti a bezpečnosti při různých rychlostech a profilech tratí.
Jak vlak zastaví? Vysvětlení funkce vlakové brzdy | Pojďme vyrůst
Tabulka ukazující hlavní typy brzd a jejich charakteristiky
| Typ brzdy | Princip činnosti | Hlavní výhody | Beze zkratu |
|---|---|---|---|
| Elektrodynamická brzda (EDB) | Regenerace trakční energie při brzdění motorů | Vysoká účinnost, šetření energie | Není schopna úplně zastavit |
| Pneumatická brzda (PT) | Průběžné tlakové potrubí; válec na kola | Spolehlivá, jednoduchá konstrukce | Rychlost šíření brzdné vlny závisí na teplotě |
| Elektropneumatická brzda (EPT) | Elektricky řízený vzduchový rozváděč | Stupňovité odbrzdění, lepší kontrola | Vyšší složitost a údržba |
| Ruční/parkovací brzda | Mechanické/elektrické tlačení destiček na kotouče | Stojící vozidlo, bezpečnost | Rotace destiček na kotoučích při častých trasách |