Zdecydowana większość hamulców używanych w
pojazdach szynowych to hamulce cierne. Zasada ich działania polega na
zamianie energii kinetycznej ruchu pociągu na ciepło tarcia. Ciepło to
powstaje w wyniu wzajemniego tarcia w parach ciernych hamulca.
Hamulce
cierne można podzielić na:
- hamulce tarczowe
- hamulce klockowe
- inne
Obecnie w
nowoprodukowanych pojazdach instalowane są przede wszystkim hamulce tarczowe, które pełnią rolę hamulców zasadniczych.
Hamulce takie składają się z tarczy hamulcowej przymocowanej na stałe
do osi zestawu kołowego, okładzin ciernych i wieszaka.
Tarcze wykonuje się ze
specjalnego staliwa. Najczęściej tarcze są wentylowane i zbudowane są z dwóch powierzchni
ciernych i elementów przewietrzenia (łopatki lub pręty). Elementy te
mają na celu szybkie oddanie ciepła. Obecnie najczęściej stosuje się
tarcze wentylowane z prętami, które wytwarzają znacznie mniejsze opory
w przepływie powietrza niż łopatki. Opory te mogą być dość duże, nawet
do kilku kilowatów przy prędkości ponad 300 km/h. Tarcze podczas
hamowania nagrzewają się do około 400°C, a zadaniem wentylacji jest
jedynie jak najszybsze ich schłodzenie. Przewietrzenie tarczy nie
powoduje dużego zmniejszenia ciepła podczas hamowania, dlatego w
pociągach dużych prędkości (np. TGV) zastosowano tarcze jednolite, bez
wentylacji. Dzięki temu wyeliminowano opory jazdy powstające w wyniku
przepływu turbulentnego przez elementy wentylacji tarcz.
Tarcze hamulcowe na zestawie kołowym. Na podłodze
widoczna tulejka mocująca tarczę
Na zdjęciu
powyżej widać tarcze produkcji poznańskiego ZNTK. Są to tarcze
dzielone, czteroczęściowe. Dzięki temu możliwa jest łatwa wymiana tarcz
po ich zużyciu eksploatacyjnym. Tarcze te są mocowane do specjalnego
uchwytu zamocowanego na stałe na osi. Do mocowania tarcz na uchwycie
służą przecięte wzdłużnie tulejki. Na zdjęciu poniżej widoczne są
uchwyty zainstalowane na zestawie kołowym SUW-2000.
Zestaw kołowy SUW-2000 ze zdemontowanymi tarczami
hamulcowymi. Widoczne wieszaki i okładziny cierne.
Znacznie
częściej spotykane są tarcze jednoczęściowe. Mają one prostszą budowę,
ale w przypadku konieczności wymiany trzeba wymieniać całą tarczę, co
jest bardziej kosztowne. Takie tarcze widać na poniższym zdjęciu. Są to
tarcze wentylowane za pomocą prętów. Można zauważyć, że niektórych
prętów brakuje. Jest to celowy zabieg mający na celu wyważenie tarczy.
Wentylowane tarcze hamulcowe jednoczęściowe
Czasem, głównie
w pojazdach trakcyjnych i tramwajach, używane są tarcze hamulcowe
przykołowe. Ich zaletą jest oszczędność miejsca na wózku. Nie trzeba
zabudowywać w wózku wieszaków trzymających okładziny cierne hamulców.
Takie hamulce można zastosować na przykład w pojazdach niskopodłogowych.
Tarcza hamulcowa
przykołowa na wózku firmy Alstom
Okładziny cierne to
specjalnie wyprofilowane klocki. Są wytwarzane obecnie najczęściej z
tworzyw sztucznych. Charakteryzują się małym ciężarem, zdolnością do
odprowadzania dużych ilości ciepła ciepła i znaczną odpornością na
ścieranie.
Zaletami
tarcz hamulcowych są:
- łagodniejszy przebieg hamowania
- niski hałas
- niezależność od stanu powierzchni tocznej koła
- pewność działania
Do ich wad zaliczyć można
zajęcie dużego obszaru powierzchni na wózku i brak oczyszczania
powierzchni tocznej koła podczas hamowania.
Hamulce
klockowe używane są obecnie w wagonach osobowych i pojazdach
trakcyjnych coraz rzadziej, a w pojazdach lekkich (metro, tramwaj)
wcale nie są stosowane. Ciągle montowane są za to w wagonach towarowych.
Parę cierną
stanowi tu żeliwny klocek hamulcowy i powierzchnia toczna koła. Klocki
czasami wykonywane są z tworzyw sztucznych, jednak najczęściej są to
elementy z żeliwa o podwyższonej zawartości krzemu (odporność na
temperaturę, większa twardość). Ich podstawowymi zaletami są: prostota,
mała zajętość miejsca i szlifowanie powierzchni tocznej koła podczas
hamowania.
|
|
