Freio de contrapressão
O freio de contrapressão é um freio dinâmico em locomotivas a vapor , que freia a locomotiva por meio de uma combinação de várias medidas, comprimindo os cilindros de acionamento. Com o freio de contrapressão, o desgaste e o superaquecimento dos pneus das rodas e pastilhas de freio devido à frenagem podem ser evitados e uma força de frenagem permanentemente alta pode ser alcançada sem risco de enfraquecimento .
O travão de contrapressão não deve ser confundido com o travão de contra- vapor , que utiliza apenas o efeito de travagem de uma máquina a vapor com carrinhos redondos e não está homologado como sistema de travagem adicional.
história
A invenção do freio de contrapressão é geralmente atribuída a Niklaus Riggenbach , por isso também é chamado de freio de contrapressão de Riggenbach. O sistema de freios foi usado pela primeira vez em veículos para a Ferrovia Vitznau-Rigi, inaugurada em 1871 . No entanto, o mesmo princípio já foi implementado em 1851 pelo engenheiro escocês John Haswell , que trabalhava em Viena , na locomotiva Vindobona para a Ferrovia Semmering .
funcionalidade
No caso do freio de contrapressão, para simplificar, o funcionamento da máquina a vapor é revertido, deixando-a comprimir o ar como em um compressor de pistão . Uma vez que o vapor é expelido pelo maçarico abaixo da chaminé após o trabalho nos cilindros na câmara de fumaça , os cilindros sugariam os gases de exaustão contaminados com resíduos se operados como compressores de ar sem alterar o fornecimento de ar pelo maçarico. Para evitar isso, o maçarico é projetado para ser fechado em direção à câmara de fumaça. Ao usar o freio de contrapressão, uma abertura de sucção separada é liberada ao mesmo tempo que o fechamento do maçarico para fornecer ar ambiente limpo. A abertura de entrada de ar fresco não possui um ponto de montagem típico, mas geralmente está localizada perto dos cilindros. Além disso, o motorista da locomotiva projeta os controles opostos à direção real de deslocamento e aciona as válvulas de aceleração de fluxo de saída através das caixas de válvulas. O ar comprimido escapa para o ar livre através da válvula reguladora de descarga, principalmente através de um silenciador a jusante. As válvulas de estrangulamento também servem para regular a contrapressão de modo que a pressão no corpo da válvula e nos tubos de entrada entre a válvula e o corpo da válvula não possam ser abertos. No caso das locomotivas Deutsche Reichsbahn equipadas com freios de contrapressão , a exigência era que a pressão da caixa de válvulas não ultrapassasse 6 bar.
O freio de contrapressão é operado a partir da cabine do motorista por meio de uma articulação, sendo possível um controle combinado. Com ele, o freio de contrapressão entra em vigor automaticamente assim que o controle apresentar um valor negativo, ou seja, com o controle ajustado para a frente, ele realmente funcionará em sentido inverso. Assim que o controle atingir uma posição negativa, a abertura de sucção e a linha de exaustão de ar são liberadas.
Para evitar o superaquecimento dos cilindros devido ao desenvolvimento de calor durante o trabalho de compressão forte, deve ser possível injetar água (quente) no ar de admissão. A quantidade de água é aumentada com o grau de compactação (geralmente dependente diretamente do controle). Sem essa injeção de água, haveria o risco de que a película de óleo nos cilindros fosse destruída por temperaturas excessivamente altas.
Propriedades das locomotivas com freios de contrapressão
Com um freio de contrapressão, não só é possível manter uma força de frenagem ajustada dependente da velocidade; o poder de frenagem aumenta mesmo em velocidades mais altas. Nesse ponto, ele difere dos freios de fricção, que geralmente diminuem sua eficácia quando a velocidade é aumentada devido ao desbotamento . A potência de frenagem real está diretamente relacionada à velocidade da roda, ou seja, quanto mais rotações a roda faz ao mesmo tempo, mais potência de frenagem pode ser aplicada. A locomotiva pode, portanto, ser mantida em uma faixa de velocidade estreita, apesar das mudanças de inclinação, sem necessariamente ter que mudar a configuração, e é, portanto, o freio de inércia ideal, um freio no qual a velocidade - geralmente na inclinação - é mantida, mas não deve ser reduzido.
As locomotivas de hoje têm um silenciador no lado pelo qual o ar comprimido sai do cilindro. O ar comprimido é normalmente descarregado pela chaminé para que a tiragem para o forno seja retida e o soprador auxiliar não precise ser usado. Os sopros de escape típicos de uma locomotiva a vapor também soam quando o freio de contrapressão está ativo, pelo que pode ser reconhecida uma diferença na inclinação e no volume em comparação com o sopro de escape normal. O número de sopros de escape por rotação da roda não é alterado, no entanto.
Areas de aplicação
Os freios de contrapressão Riggenbach foram usados em particular em locomotivas a vapor que foram usadas em trechos mais longos em declive e em locomotivas ferroviárias de cremalheira (por exemplo, na Viena Kahlenbergbahn ). Sua presença foi fundamental para a operação em trechos íngremes , pois esse freio dinâmico é o terceiro freio independente obrigatório nas locomotivas a vapor.
Outra área de aplicação do freio de contrapressão foi encontrada na medição e teste. Uma locomotiva a vapor equipada com um freio de contrapressão pode ser usada como uma locomotiva de freio devido à possibilidade de frenagem constante, em grande parte sem desgaste, ou seja, pode trazer uma carga de trem definida e, portanto, as condições de uma viagem em estado estacionário (um estado de movimento em que o motor principal só tem que pagar as locomotivas a serem examinadas) simular o trabalho necessário de resistência de condução) Alguns destes locomotivas de vapor foram usadas, por conseguinte, como locomotivas freio na Alemanha até meados de 1970, por exemplo, a 19 / DR classe 19 (Reko) e a 18 314 no VES M-Halle ou a 18.3 da BZA Minden .
literatura
- Karl Gölsdorf : construção de locomotivas na antiga Áustria: 1837–1918. Editora Slezak, Viena 1978, ISBN 3-900134-40-5 .
- Coletivo de autores Johannes Schwarze, Werner Deinert, Lothar Frase, Heinz Lange, Oskar Schmidt, Georg Thumstädter, Max Wilke: A locomotiva a vapor. Desenvolvimento, construção, modo de operação, operação e manutenção, bem como danos à locomotiva e sua eliminação . Reimpressão da 2ª edição de 1965 por Transpress Verlag, Stuttgart 1998, ISBN 3-344-70791-4 , página 733 e segs.