Frână continuă automată Hardy

Frâna continuă automată Hardy este unul dintre sistemele de frânare a trenurilor introduse la mijlocul șaizeci de ani ai secolului al XIX-lea și a devenit comună în liniile de cale ferată din Marea Britanie și coloniile sale, influențate de practica britanică. Sistemul a fost, de asemenea, utilizat în secolul trecut într-o parte a căilor ferate austro-ungare și în rețeaua feroviară cu ecartament îngust din Sicilia ^[1] .

Pentru scurt timp a fost adoptat și în Statele Unite ale Americii , în principal pe căile ferate cu ecartament îngust . Cu toate acestea, începând cu anii 1970 în Marea Britanie, limitările sale au dus la o înlocuire progresivă a acestora cu sisteme de aer comprimat . Frâna automată continuă Hardy a dispărut acum din marile rețele europene și din motive de compatibilitate, dar supraviețuiește și este utilizată în prezent în situații particulare, de multe ori cu gabarit îngust, inclusiv calea ferată retică, care în 2018 a comandat 7 locomotive noi echipate cu acest sistem ^{[2] ]} .

Prezentare generală

În primele zile ale căilor ferate, trenurile erau încetinite sau oprite de frâne acționate manual în locomotivă (și uneori chiar și în vagoane individuale) și, mai târziu, doar de sistemul de frânare cu abur al locomotivei. Cu toate acestea, aceste sisteme erau nesatisfăcătoare și periculoase, deoarece forța de frânare a unui lanț de vehicule conectate depindea doar de fricțiunea roților locomotivei. Consecința a fost nu numai o capacitate de frânare mai mică, ci și, mai presus de toate, forța enormă către locomotiva aflată sub frânare dată de forța de inerție a tuturor celorlalte vagoane, cu consecința pericolului de deraiere. Întrucât tehnologia vremii nu oferea alte posibilități de îmbunătățire, a fost dezvoltat un sistem de lanț de frânare, care necesită conectarea unui lanț între fiecare material rulant al trenului, dar era imposibil să se echilibreze forța de frânare pe toată lungimea sa.

Una dintre principalele inovații a fost adoptarea unui sistem de frânare care a creat o depresiune impregnată ( vidul ) într-o conductă, conectată la locomotivă, care a traversat întregul tren prin conectarea conductelor de cuplare flexibile cu care a fost echipat fiecare vehicul pe ambele. focoasele. Acest lucru a făcut conexiunea echipamentului de frânare al fiecărui vehicul din tren și prin aceasta frânele individuale puteau fi controlate de locomotivă.

Prima frână de vid a fost un model destul de simplu în care vidul de linie principal al frânei goale a fost realizat prin intermediul unui ejector pe locomotivă; aportul de aer din conducta de frână a activat cilindrii de frână de pe fiecare vehicul în poziția de frânare și gradul de frânare ar putea fi mărit sau scăzut de către conducător prin introducerea treptată a aerului din atmosferă în conductă.

Frâna cu vid a fost preferată, mai degrabă decât cea cu aer comprimat, deoarece a fost mai ușor să echipați locomotivele cu abur cu ejectoare , care sunt dispozitive simple care creează un vid fără utilizarea de piese în mișcare, decât cu mai multe compresoare de aer. Mecanic complexe și supuse posibile eșecuri. Un alt motiv a fost marea siguranță obținută deoarece ruperea oricărei părți a echipamentului de frânare care a provocat reintrarea aerului din atmosferă a provocat frânarea automată a trenului; în plus, vagoanele parcate au rămas automat frânate fără a fi nevoie să strângeți frânele de mână, deoarece simpla detașare a conductei flexibile a cauzat frânarea completă. Pe de altă parte, necesitatea tehnică de a oferi o forță de frânare utilă vehiculelor a necesitat cilindri de frână mari și voluminoși.

Principalul defect inerent sistemului simplu de admisie a fost acela că, în cazul în care una dintre conductele de legătură ale vehiculelor se rupea sau cu un cuplaj neglijent al conductelor, frâna de vid a blocat întregul tren.

Mai târziu, frâna continuă automată Hardy a fost adoptată din ce în ce mai mult, deoarece a fost concepută pentru a provoca o frânare completă ( frânare rapidă ) în cazul ruperii unui tren în două părți sau a detașării accidentale a unei conducte. Cu toate acestea, companiile feroviare s-au opus considerabil, din motive de cost, la instalarea frânelor automate, în special de către London and North Western Railway și președintele acesteia Richard Mooni. În 1889 , înainte ca legislația să impună utilizarea sistemului automat, a avut loc un accident grav în Armagh : o secțiune de tren s-a desprins de locomotivă într-o secțiune abruptă și a fugit, ucigând 88 de persoane; trenul avea o frână continuă de un tip simplu, care s-a dovedit inutil pe partea deconectată a trenului. Dacă vehiculul ar fi fost echipat cu o frână continuă automată, accidentul ar fi fost sigur sigur evitat; îngrijorarea publicului a determinat autoritățile să adopte legislație care făcea obligatorie utilizarea frânei automate continue la toate trenurile de călători.

Operațiune

Poziția de eliberare a pistonului; efectuate sub vid

Poziția de frânare a pistonului; efectuată odată cu introducerea aerului din atmosferă

În forma sa cea mai simplă, frâna automată continuă Hardy constă dintr-un tub continuu de oțel (linie de frână) care, conectat prin intermediul unor tuburi de cuplare flexibile între vehicul și vehicul, parcurge întreaga lungime a trenului. În timpul conducerii normale, în acest furtun se menține un vid (vid) prin care se eliberează frânele. Când aerul este suflat, presiunea acestuia acționează împotriva pistoanelor fiecărui vehicul. Un vid este menținut pe cealaltă față a pistoanelor, pentru a echilibra forța aplicată. O conexiune mecanică transmite această forță saboților de frână care acționează prin frecare pe suprafețele de rulare ale roților. Conexiunile pentru atingerea acestui obiectiv sunt, prin urmare:

Cilindrul de frână este conținut într-un container mai mare; aceasta oferă o rezervă de vid pe care acționează pistonul. Cilindrul se balansează ușor în treaptă pentru a menține alinierea cu frâna, prin care este susținut de rulmenți în știftul pivot, iar liniile de admisie sunt flexibile. Pistonul de frână are un inel flexibil care permite aerului să treacă din partea superioară a cilindrului în jos, după cum este necesar.

Când vehiculele sunt parcate și conducta de frână este la presiune atmosferică, pistoanele de frână sunt în poziția lor cea mai joasă, în absența unui diferențial de presiune. Când o locomotivă este cuplată la vagoane, șoferul mută comanda frânei în poziția „deblocat” și aerul este aspirat din linia trenului, creând un vid parțial. Aerul din partea superioară a cilindrilor de frână este de asemenea evacuat în conducta trenului, printr-o supapă de reținere .

Dacă șoferul deplasează butonul de comandă în poziția „frână”, el dozează o anumită cantitate de aer în linia de frână și acest lucru va face ca vidul din cilindrii de frână al fiecărui vehicul să scadă. Supapa cu bilă se va închide și presiunea va muta pistonul în sus, acționând legăturile de frână. Șoferul poate controla cantitatea de efort de frânare introducând mai mult sau mai puțin aer din atmosferă în linia de frânare a trenului.

Consideratii practice

Frâna continuă automată Hardy a reprezentat un progres major în tehnologia de frânare a trenului în zilele sale. În practică, locomotivele cu aburi au fost echipate cu două extractoare, una mică pentru menținerea depresiunii (vidului) în conductă (pentru a descărca aerul care a putut intra din nou în tubul trenului) și una mai mare pentru a elibera frâna. Mai târziu, Great Western Railway va folosi o pompă de vid în locul micului ejector.

În Marea Britanie , companiile feroviare de pre- naționalizare au standardizat un vid de 21 inci de mercur (533,4 Torr), cu excepția Great Western Railway , care a folosit 25 inci de mercur (635 Torr). Vidul absolut este de aproximativ 30 inci de mercur (760 Torr), în funcție de condițiile atmosferice. Această diferență de reguli ar fi putut provoca probleme în serviciile pe distanțe lungi, atunci când o locomotivă GWR ar trebui să tracteze trenul unei alte companii, deoarece ejectorul său ar putea să nu poată elibera complet frânele trenului, făcând necesară eliberarea. manual prin intermediul supapelor de purjare amplasate pe fiecare vehicul al trenului.

Căile ferate care folosesc sau au folosit frâna de vid Hardy

• În Italia, frâna de vid a fost adoptată pentru rețeaua feroviară cu ecartament îngust din Sicilia pentru locomotive cu aburi, vagoane de marfă și vagoane de călători. În schimb, nu a fost adoptat pentru vagoane și acest lucru a forțat să modifice o serie de tancuri, cu ajutorul frânei Westinghouse, pentru a fi remorcate de același. ^[3]
• Frâna cu vid a echipat și materialul rulant al căilor ferate coloniale italiene .
• Frâna cu vid a montat și materialul rulant al căii ferate Val Gardena .
• Frâna cu vid echipează Locomotivele Electrice Diesel (LDe) ARST (Azienda Regionale Sarda Trasporti) din compartimentul Sassari, seria 500.
• Calea ferată retică încă folosește parțial frâna de vid Hardy ( Vakuumbremsanlage în germană).

Notă

Bibliografie

• Felice Corini, Smith-Hardy Vacuum Brake in Construction and Operation of Railways , 3. ed., Vol. 1. Tehnica și economia transportului feroviar , volumul 3. Tracțiune termică și material mobil. Mișcare și trafic. Transport Economics , pp. 995-998, Torino, UTET, 1950, pp. 995-998
• Guido Corbellini, Lecții de tehnică de transport și economie , Milano, editura politehnică Cesare Tamburini, 1952, pp. 519-523
• (EN) British Transport Commission, Handbook for Railway Steam Locomotive Enginemen, 1957, Londra
• Ferrovie dello Stato Serviciu de materiale și tracțiune, Instrucțiuni profesionale: Locomotiva cu aburi vol VI , Florența, 1962.
• Nico Molino, Rețeaua feroviară cu ecartament îngust din Sicilia , Torino, Edizioni elledi, 1985, ISBN 88-7649-037-X .
• Augusto Carpignano, Locomotiva cu aburi. Călătorie între tehnica și conduita vehiculului de ieri , Savigliano, L'Artistica Editrice, 2008, ISBN 978-88-7320-191-5 , p. 223

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Hardy Automatic Continuous Brake

linkuri externe

• ( EN ) Frână continuă automată Hardy , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portal de știință și tehnologie

Portalul de transport