El freno del vacío del es un que frena el sistema de usado en los trenes que primero fue introducido en los mediados de 1860s y una variante, el sistema automático del freno del vacío del llegó a ser casi universal en el equipo del tren de Británicos, y en esos países influenciados por práctica británica.
Disfrutó de un breve período de adopción en el los E., sobre todo en los ferrocarriles del calibrador estrecho
Sus limitaciones lo hicieron ser reemplazado progresivamente por los sistemas del aire comprimido, en el Reino Unido a partir de los años 70.
El sistema de frenos del vacío es anticuado ahora; no está en uso en grande dondequiera en el mundo, suplantado en la cañería por los frenos neumáticos .
Descripción
En los días más tempranos de ferrocarriles, los trenes fueron retardados o parados por el uso de frenos manualmente aplicados en la locomotora y en vehículos del freno a través del tren, y más adelante por los frenos de energía de vapor en las locomotoras. Esto era claramente insatisfactorio, pero la tecnología del tiempo no ofreció fácilmente una mejora. Un sistema de frenos de cadena fue desarrollado, requiriendo una cadena ser juntado a través del tren, pero era imposible arreglar esfuerzo de frenado igual abajo de la longitud del tren.Un avance importante era la adopción de un sistema de frenos del vacío en el cual las pipas flexibles fueron conectadas entre todos los vehículos del tren, y los frenos en cada vehículo podrían ser controlados de la locomotora. El patrón más temprano era un freno simple del vacío, en el cual el vacío fue creado por la operación de una válvula en la locomotora; vacío los pistones actuados el grado del freno en cada vehículo, y de frenado se podían aumentar o disminuir por el conductor. El vacío, algo que el aire comprimido, era preferred porque las locomotoras de vapor se pueden caber con los eyectores, que son los dispositivos simples del venturi que crean vacío sin el uso de piezas móviles.
Sin embargo el sistema simple del vacío tenía el defecto principal que en caso de una de las mangueras la conexión de los vehículos que el convertirse desplazó (por el tren que divide accidentalmente, o por el acoplador descuidado de las mangueras, o de otra manera) el freno del vacío en el tren entero era inútil.
El freno automático del vacío había sido desarrollado: fue diseñado para aplicarse completamente si el tren se divide o si una manguera se desplaza, pero los operadores ferroviarios se opusieron a su adopción al principio, como ella implicaron considerablemente más componentes que el sistema simple y costaron más.
En un accidente serio en el Armagh, una porción de un tren era separada de la locomotora en un gradiente escarpado y funcionó lejos, matando a 88 personas. Estaba claro que si los vehículos hubieran sido cabidos con un freno continuo automático, el accidente no habría sucedido casi ciertamente, y la preocupación pública en la escala del accidente incitó la legislación que asignaba el uso por mandato de un freno automático continuo en todos los trenes de pasajeros.
Cómo el freno automático del vacío trabaja
En su forma más simple, el freno automático del vacío consiste en una pipa continua -- la pipa del tren -- funcionamiento a través de la longitud del tren. En el funcionamiento normal un vacío parcial se mantiene en la pipa del tren, y se lanzan los frenos. Cuando el aire se admite a la pipa del tren, la presión de aire actúa contra pistones en cilindros en cada vehículo. Un vacío se sostiene en la otra cara de los pistones, de modo que una fuerza neta sea aplicada. Un acoplamiento mecánico transmite esta fuerza a las zapatas que actúan por la fricción en las pisadas de las ruedas.
Las guarniciones para alcanzar esto están por lo tanto:
una pipa del tren: una pipa de acero que funciona con la longitud de cada vehículo, con las mangueras de vacío flexibles en cada extremo de los vehículos, y juntado entre los vehículos adyacentes; en el extremo del tren, la manguera final se asienta en un enchufe hermético;
un eyector en la locomotora, crear vacío en la pipa del tren;
controles para que el conductor traiga el eyector en la acción, y admita el aire a la pipa del tren; éstas pueden ser controles separados o una válvula de freno combinada;
un cilindro de freno en cada vehículo que contiene un pistón, conectado aparejando con las zapatas en el vehículo; y
un calibrador del vacío (presión) en la locomotora para indicar al conductor el grado de vacío en la pipa del tren.
En el diagrama, el pistón se demuestra en rojo; está conectado en la parte inferior con el aparejo de freno, y si se levanta el pistón, los frenos son aplicados.
El cilindro de freno se contiene en una cubierta más grande -- esto da una reserva del vacío mientras que el pistón funciona. El cilindro oscila levemente en funcionamiento para mantener la alineación con las manivelas del aparejo de freno, así que se apoya en cojinetes del muñón, y la conexión de pipa de vacío a ella es flexible. El pistón en el cilindro de freno tiene un aro del pistón flexible que permita que el aire pase de la parte superior del cilindro a la parte más inferior en caso de necesidad.
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Cuando los vehículos han estado en descanso, para no cargar el freno, los pistones del freno habrán caído a su posición más baja en la ausencia de un diferencial de presión (como el aire se habrá escapado lentamente en la parte superior del cilindro, destruyendo el vacío).
Cuando una locomotora se junta a los vehículos, el conductor mueve su control del freno al " release" la posición y el aire se agota de la pipa del tren, creando un vacío parcial. El aire en la parte superior de los cilindros de freno también se agota vía la pipa del tren. En el diagrama, la zona verde representa vacío.
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Si el conductor ahora mueve su control al " brake" la posición, aire se admite a la pipa del tren. Según la manipulación del conductor del control, algunos o todo el vacío serán destruidos en el proceso. A este punto hay una presión de aire más alta (menos vacío -- indicado en azul en el diagrama) debajo de los pistones del freno que sobre él, y el diferencial de presión fuerza el pistón hacia arriba, aplicando los frenos. El conductor puede controlar la severidad del esfuerzo de frenado admitiendo más o menos aire a la pipa del tren.
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Consideraciones prácticas
El freno automático del vacío como descrito representado un avance técnico muy considerable en el frenado del tren. Las locomotoras de vapor tenían en la práctica dos eyectores, un pequeño eyector para los propósitos corrientes (al aire de extractor que se había escapado en la pipa del tren) y un eyector grande de lanzar usos del freno. La práctica ferroviaria de Great Western posterior era utilizar una bomba de vacío en vez del pequeño eyector.La válvula de freno del conductor fue combinada generalmente con el control del freno del vapor en la locomotora.
Los eyectores en las locomotoras de vapor se fijan para crear cierto grado de vacío en la pipa del tren; en práctica británica un lanzamiento completo es 21 pulgadas del mercurio . Un vacío absoluto es cerca de 30 pulgadas de mercurio, dependiendo de condiciones atmosféricas; el ferrocarril de Great Western adoptó 25 pulgadas de mercurio como su grado de vacío estándar.
Las válvulas del lanzamiento se proporcionan en los cilindros de freno; cuando es funcionado, generalmente manualmente tirando de una cuerda cerca del cilindro, el aire se admite a la parte superior del cilindro de freno en ese vehículo. Esto es necesario lanzar el freno en un vehículo que se ha desacoplado de un tren y ahora requiera para ser movido sin tener una conexión del freno a otra locomotora, por ejemplo si es ser el eyector del vapor desviado.
Cuando una locomotora es substituida por otra locomotora para continuar el viaje, sucede de vez en cuando que la segunda locomotora está ajustada para alcanzar un grado de vacío levemente más bajo que la locomotora anterior, o una locomotora ferroviaria de Great Western debe ser substituida por el funcionamiento locomotor de otra compañía en un grado de vacío más bajo. En este caso la segunda locomotora puede no poder lanzar los frenos del tren completamente. Las válvulas del lanzamiento en los vehículos tuvieron que ser funcionadas en tal caso, en cada coche -- una operación desperdiciadora de tiempo atestiguada con frecuencia en las aguamieles del templo de Bristol y a otra parte.
La disposición de una pipa del tren que funcionaba a través del tren permitió al freno automático del vacío ser funcionada en emergencia desde cualquier posición en el tren. El compartimiento de cada protector tenía una válvula de freno, y el aparato de la comunicación del pasajero (generalmente llamado " el cord" de la comunicación; en terminología puesta) también admitió el aire en la pipa del tren en el extremo de coches así que lo equipó.
Cuando una locomotora primero se junta a un tren, o si un vehículo es separado o agregado, una prueba de la continuidad del freno se realiza, para asegurarse de que las tubos de frenos están conectadas a través de la longitud entera del tren.
Limitaciones
El progreso representado por el freno automático del vacío no obstante llevó algunas limitaciones; el jefe entre éstos era:el
el límite práctico en el grado de vacío alcanzable significa que un pistón y un cilindro muy grandes del freno están requeridos para generar la fuerza necesaria en los bloques de freno; cuando una proporción de la flota ordinaria británica del carro fue cabida con vacío frena en los años 50, las dimensiones físicas del cilindro de freno evitó que los carros funcionaran en algunos apartaderos privados que tenían separaciones apretadas;
por la misma razón, en un tren muy largo, un considerable volumen de aire tiene que ser admitido a la pipa del tren para hacer un uso completo del freno, y un considerable volumen tiene que ser agotado para lanzar el freno (si por ejemplo una señal en el peligro se baja repentinamente y el conductor requiere para reasumir velocidad); mientras que el aire está viajando a lo largo de la pipa del tren, los pistones del freno en el jefe del tren han respondido al uso o al lanzamiento del freno, pero ésos en la cola responderán mucho más adelante, llevando a las fuerzas longitudinales indeseables en el tren. En casos extremos esto ha llevado a romper acopladores y a hacer el tren dividir.
la existencia del vacío en la pipa del tren puede hacer la ruina ser aspirado adentro. Un accidente ocurrió cerca de Ilford en los años 50, debido a esfuerzo de frenado inadecuado en el tren. Un periódico rodado fue descubierto en la pipa del tren, aislando con eficacia la parte posterior del tren del control del conductor. La obstrucción debe haber sido detectada si una prueba apropiada de la continuidad del freno había sido realizada antes de que el tren comenzara su viaje.
Un desarrollo introducido en los años 50 era la válvula de la admisión directa del, cabida a cada cilindro de freno. Estas válvulas respondieron a una subida de la presión de la pipa del tren como el freno era aplicado, y al aire atmosférico admitido directo al superficie inferior del cilindro de freno.
La práctica europea americana y continental había favorecido de largo los sistemas comprimidos, el patrón principal del freno neumático que era un sistema propietario de Westinghouse. Esto tiene un número de ventajas, incluyendo cilindros de freno más pequeños (porque una presión de aire más alta podría ser utilizada) y un esfuerzo de frenado algo más responsivo. Sin embargo el sistema requiere una bomba de aire. En los motores de vapor esto era generalmente una bomba de vapor de intercambio, y era absolutamente abultado. Su forma distintiva y el sonido que sopla característico cuando se lanza el freno (mientras que la pipa del tren tiene que ser recargada con aire) hacen las locomotoras de vapor cabidas con el Westinghouse para frenar inequívoco, por ejemplo en películas viejas.
En el Reino Unido, el gran ferrocarril del este, el ferrocarril del noreste y el ferrocarril caledonio adoptaron el sistema de Westinghouse. Esto llevó inevitable a los problemas de la compatibilidad en intercambiar tráfico por otras líneas. Era posible proporcionar a través de las pipas para el sistema de frenos no cabido a cualquier vehículo particular de modo que pudiera funcionar en un tren usar el " other" sistema, permitiendo con el control de los vehículos cabidos detrás de él, pero por supuesto sin esfuerzo de frenado sus los propios.
Frenos duales
Los vehículos se pueden caber con los frenos duales, vacío y aire, a condición de que hay sitio de caber el equipo duplicado. Es mucho más fácil caber una clase de freno con una pipa para la continuidad de la otra. Necesidad del equipo de tren de tomar el cuidado que los carros incorrecto-cabidos no contribuyen al esfuerzo de frenado y no hacen permisos en abajo grados para adaptarse.
Los frenos neumáticos necesitan un golpecito sellar la manguera en los extremos del tren. Si estos golpecitos se cierran incorrectamente, una pérdida de fuerza del freno puede ocurrir, llevando a un runnaway peligroso. Con los frenos del vacío, el extremo de la manguera se puede tapar en un tapón que selle la manguera por la succión. Es mucho más duro bloquear la manguera comparada a los frenos neumáticos.
Frenos del vacío en 2007
Los operadores más grandes de hoy de los trenes equipados de los frenos del vacío son los ferrocarriles de la India y Spoornet (Suráfrica), no obstante hay también trenes con los frenos neumáticos y los frenos duales funcionando. Otros ferrocarriles africanos se creen para continuar utilizando el freno del vacío. Otros operadores de los frenos del vacío son ferrocarriles del calibrador estrecho en Central Europe, más grande de ellos son Ferrovia Retica .Los frenos del vacío se han reemplazado enteramente en el sistema ferroviario nacional en el Reino Unido, aunque sean todavía funcionando en algunos ferrocarriles de la herencia.
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