Спирачни системи при EMU мотрисите

1. Многопластовата архитектура на спирането

В модерните EMU влакове (Siemens Desiro, Alstom Coradia, Stadler FLIRT) няма само една „спирачка“ — има цяла екосистема от системи, работещи в синхрон.

Електрическо (Регенеративно) спиране

Когато машинистът подаде команда за спиране, тяговите двигатели преминават в генераторен режим: превръщат кинетичната енергия на влака в електрическа и я връщат обратно в контактната мрежа.

Тъй като няма физическо триене, дисковете и накладките остават студени и не се износват — това е и основната причина системата да е приоритет номер едно.

Електропневматичната система (EP)

Когато електрическото спиране не е достатъчно (ниска скорост, голям товар), се намесва пневматиката. Електрически сигнал активира вентилите едновременно в целия влак — без закъснение. Въздухът под налягане притиска спирачните накладки към дисковете на талигите.

2. Пътят на командата — от джойстика до релсата

Машинистът не „дърпа ръчка“ — задейства сложна верига от събития, която превръща едно движение на китката в огромна механична сила.

1 Спирачният контролер (Master Controller)

В кабината на модерната мотриса има комбиниран джойстик за тяга и спиране. При преместване в позиция „Спиране“ той изпраща цифров сигнал по влаковата шина MVB или CAN (стандарт IEC 61375 — Train Communication Network) към централния компютър TCMS.

2 TCMS решава: електричество или въздух?

Централният компютър (Train Control and Management System) взема решение за части от секундата. Приоритет винаги е електрическото спиране. При нужда компютърът комбинира двете — процес наречен Brake Blending.

3 Brake Control Unit (BCU)

Локален компютър под всеки вагон получава командата и отваря електропневматични вентили, пропускащи точно определено количество сгъстен въздух към спирачните цилиндри на всяка талига.

4 Изпълнение върху колелата + WSP

Въздухът избутва бутало → лостова система → накладки притиснати към дисковете. Едновременно системата WSP следи датчиците: ако усети опасност от блокиране, коригира налягането мигновено.

5 Пълно спиране и задържане

Под ~5–10 км/ч електрическата спирачка губи ефективност. Пневматиката поема 100%. При пълен стоп се активира паркинг спирачка — при повечето EMU това е пружинна спирачка с принцип spring-applied, air-released: задействана по подразбиране, освобождава се от въздушно налягане. При загуба на въздух влакът автоматично се застопорява.

3. WSP — Защита против приплъзване

WSP е еквивалентът на ABS при автомобилите — но с по-висока прецизност. Тя е специализиран компонент на системата за безопасност (главният „мозък“ е TCMS), фокусиран върху управление на сцеплението.

Защо е критично важна?

Ако спирачното усилие превиши сцеплението (дъжд, паднали листа, лед), колелото блокира и се плъзга. Последствията са:
Удължаване на спирачния път — хлъзгащо колело спира по-зле от въртящо се на границата на приплъзване.
Flat spots (плоски места) — колелото се изтрива на едно място → вибрации, шум, скъп ремонт.

4. Аварийното спиране — когато сигурността е над всичко

При нормален режим влакът „мисли“ как да спре комфортно и икономично. При аварийно спиране целта е само една: пълно спиране в най-краткия възможен метър.

1 Hardwired Safety Loop

Аварийното спиране не зависи от компютъра. То се задейства чрез физически проводник — Safety Loop — по който постоянно тече ток. При прекъсване (аварийна гъба, червен сигнал, скъсване на вагони) пружините на вентилите го задействат мигновено: максимално налягане в всички цилиндри едновременно.

2 Магнитна релсова спирачка

Активира се само при авария. Метални обувки между осите на талигата се спускат върху релсата — мощен ток ги превръща в електромагнити. Тяхното триене не зависи от сцеплението на колелата — критично предимство при хлъзгава релса.

3 Пясъкоподаване (Sanding)

Автоматично системата разпръсква фин кварцов пясък точно пред колелата, увеличавайки триенето стомана-стомана — жизненоважно при мокри или заледени условия.

4 WSP остава активна дори при авария

Ако колелата блокират, спирачният път се удължава. WSP гарантира, че те ще се въртят на границата на приплъзването — максималното възможно сцепление.

5. Компоненти на талигата