Frågor: Bromsventiler av typ HSM

[Zaphod]

Jag försöker hitta information om hur förarbromsventilen fungerar på framför allt nyare ellok såsom Bombardier/Alstom TRAXX och Siemens Eurosprinter. I de handhavandeböcker som jag har hittat (tyska varianter av Re, 441, 242) så verkar de ha bromsventiler av typen "HSM-MEP". Utseendemässigt så ser förarbromsventilerna i dessa lok lika ut (tågbromsen har 11 steg: F, 1A, 1B, 2, 3, 4, 5, 6, 7, VB och SB och kan tillsättas enskilt eller kopplad till elbromsen) men jag vet inte om de är väldigt olika "under huven".

Främst så skulle jag vilja veta hur sänkningen av huvudledningstrycket motsvarar varje steg, men tyvärr står det väldigt litet (eller ingenting) om detta i de handhavandeböckerna jag har.
Som jag förstår det så har X2 bromsventil av typ HSM men jag vet inte om man kan dra några slutsatser om hur bromsventilerna på TRAXX/Eurosprinter fungerar baserat på data från X2.

1. Jag har hört olika påståenden om hur första steget (efter gångläget) på de tyska bromsventilerna fungerar. Vissa säger att 1A inte ger någon sänkning av HL och endast elbroms medan jag också har hört att 1A sänker HL till 4.6 bar (vilket i så fall liknar hur bromsventilen på X2 fungerar). I denna video tagen i hytten på BR146.3 (TRAXX P160 AC2) så verkar första steget ge 4.6 bar i HL men jag vet inte om detta är för att loket står stilla eller om det alltid är 4.6 bar i 1A. Vet någon hur det verkligen ligger till?

2. Jag har också hört olika om vilket huvudledningstryck fullbroms ger. I videon ovan säger föraren "3.3 bar" medan jag har läst att det är 3.4 bar i fullbroms. Båda skiljer sig från det jag trodde var vanligt vid fullbroms: 3.5 bar. Någon som vet det riktiga värdet?

3. I en av handhavandeböckerna jag har så verkar det som att det första steget (1A) ger ett annat huvudledningstryck om man gradvis lossar från högre steg (dvs till exempel gradvis lossning från 1B till 1A). Då ska 1A ge 4.75 bar. Dock så ser det ut som att steget 1A har samma tryck i båda riktningarna, enligt videon. Kan det vara så att den analoga manometern inte är tillräckligt noggrann för att visa skillnaden?

4. Det som skulle hjälpa mig mest (för att designa dessa bromsventiler i en simulator) är om jag hade en tabell för vad varje steg gav i huvudledningstryck men jag antar att denna information inte existerar (eller åtminstone inte är allmänt tillgänglig), men det kanske finns någon lokförare här på forumet som vet vilket steg som ger 1 bar sänkning av HL (till exempel det steg som vanligtvis används vid retardationsprov på TRAXX eller 242/441)?
På X2 verkar fjärde steget ge 4 bar i HL (om jag minns rätt från en tråd på gamla Postvagnen), medan i videon ser det ut som att steg 4 (femte steget) ger ~ 4 bar. Jag dock följande tabell från det tyska forumet Drehscheibe för länge sedan:

F ----- 5.00 / 5.00
1A ---- 5.00 / 4.70
1B ---- 4.60 / 4.60
2 ----- 4.40 / 4.50
3 ----- 4.27 / 4.37
4 ----- 4.14 / 4.24
5 ----- 4.01 / 4.11
6 ----- 3.88 / 3.98
7 ----- 3.75 / 3.85
VB --- 3.30 / 3.30

Där det första värdet motsvarar tryck i HL när bromsventilen tillsätts gradvis och det andra värdet motsvarar när den lossas gradvis. Jag vet dock inte hur mycket jag kan lita på tabellen med tanke på att den säger emot videon.

All hjälp och information uppskattas!

[JDS]

Kan inte hjälpa dig på den specifika frågan, men jag vill påpeka två begrepp som rent generellt är nödvändiga att känna till:

Hysteresen, dvs den (oftast) avsedda skillnaden mellan ”gränsvärde vid ökning” och ”gränsvärde vid minskning”. Hysteresen är i princip aldrig noll. Om den vore det, så skulle man få självsvängningsfenomen, inte minst i tryckluftssystem eftersom varje tryckförändring leder till en överkorrigering som följs av en ny korrigering i motsatt riktning osv.

Toleransen, dvs den tillåtna oavsiktliga avvikelsen från ett gränsvärde som alltid uppstår på grund av tillverknings- och underhållsavvikelser samt tillfälligheter i allt från temperatur till strålning. Toleranser finns alltid men nämns sällan i användarinstruktioner.

Om du har en tabell som anger idealvärde vid lossning och idealvärde vid bromsning så är alltså hysteresen skillnaden mellan dessa. Om tabellen däremot är upptagen genom praktiska prov så är det snarare summan av hysteres och tolerans som visas där. Avvikelsen mellan en videoupptagning och en tabell beror ju i sin tur på summan av dessa fel och toleransen i lokets manometer (som inte riktigt kan jämföras med en kalibrerad provmanometer). Så videon är så att säga det du ska fästa minst avseende vid, men är ju inte värdelös för det!

[Zaphod]

Kan inte hjälpa dig på den specifika frågan, men jag vill påpeka två begrepp som rent generellt är nödvändiga att känna till:

Hysteresen, dvs den (oftast) avsedda skillnaden mellan ”gränsvärde vid ökning” och ”gränsvärde vid minskning”. Hysteresen är i princip aldrig noll. Om den vore det, så skulle man få självsvängningsfenomen, inte minst i tryckluftssystem eftersom varje tryckförändring leder till en överkorrigering som följs av en ny korrigering i motsatt riktning osv.

Toleransen, dvs den tillåtna oavsiktliga avvikelsen från ett gränsvärde som alltid uppstår på grund av tillverknings- och underhållsavvikelser samt tillfälligheter i allt från temperatur till strålning. Toleranser finns alltid men nämns sällan i användarinstruktioner.

Om du har en tabell som anger idealvärde vid lossning och idealvärde vid bromsning så är alltså hysteresen skillnaden mellan dessa. Om tabellen däremot är upptagen genom praktiska prov så är det snarare summan av hysteres och tolerans som visas där. Avvikelsen mellan en videoupptagning och en tabell beror ju i sin tur på summan av dessa fel och toleransen i lokets manometer (som inte riktigt kan jämföras med en kalibrerad provmanometer). Så videon är så att säga det du ska fästa minst avseende vid, men är ju inte värdelös för det!

Min erfarenhet av hysteres är främst inom fysikaliska system (till exempel magnetisering som funktion av det applicerade magnetfältet hos ferromagneter) men det du skriver låter väldigt rimligt. Dock så tycker jag att avvikelsen vid steget 1A (4.6 bar i videon jämfört med 5.0 bar i tabellen) är för stor för att kunna förklaras enbart av de felkällor du beskrev (dvs det känns rimligare att den helt enkelt är fel eller avsedd för något annat lok) eller har jag fel?

[Godsskada]

1) Inte ovanligt med huvudbromskontroller som är konstruerade så att de ger olika HL-tryck i ett eller två "väldigt svag broms"-lägen beroende på om du går från loss till tillsättning eller om du går från stark broms till svagare broms.

2) Tyska moderna lok har AFB som standard, en sorts självkörar-manick som skall hålla tågets fart konstant och på vissa sträckor dessutom skall kunna följa ett börvärde som fås av tågskyddssystemet. AFB är inte skapat av en person som tänker som en lokförare, utan håller på och gör en massa smålustigheter. Bromstillsättningarna som AFB gör ibland strider pikant nog mot de tyska bromsföreskrifterna, som har fått ändras så att vissa saker som är strängt förbjudna för människor är påbjudna för automater. Det handlar bl a om att AFB håller på och gör trycksänkningar i HL med 0,2 bar, höjer-sänker-höjer HL-trycket med mycket snabba och korta intervall o s v. Sitter någon och kör med AFB inkopplad kan du få HL-tryck som saknar sans och vett och som dessutom inte är kopplade till något visst läge på en huvudbromskontroll.

[Simon B]

1) Inte ovanligt med huvudbromskontroller som är konstruerade så att de ger olika HL-tryck i ett eller två "väldigt svag broms"-lägen beroende på om du går från loss till tillsättning eller om du går från stark broms till svagare broms.

2) Tyska moderna lok har AFB som standard, en sorts självkörar-manick som skall hålla tågets fart konstant och på vissa sträckor dessutom skall kunna följa ett börvärde som fås av tågskyddssystemet. AFB är inte skapat av en person som tänker som en lokförare, utan håller på och gör en massa smålustigheter. Bromstillsättningarna som AFB gör ibland strider pikant nog mot de tyska bromsföreskrifterna, som har fått ändras så att vissa saker som är strängt förbjudna för människor är påbjudna för automater. Det handlar bl a om att AFB håller på och gör trycksänkningar i HL med 0,2 bar, höjer-sänker-höjer HL-trycket med mycket snabba och korta intervall o s v. Sitter någon och kör med AFB inkopplad kan du få HL-tryck som saknar sans och vett och som dessutom inte är kopplade till något visst läge på en huvudbromskontroll.

Det här är varför Cargonet har spärrat AFB-funktionen på sina 185-lok. Tydligen lär det tilltaget ha minskat mängden tjuvbroms och hjulskador rejält, vilket inte känns speciellt förvånande. AFB gör i princip exakt vad man får lära sig på bromskursen att att man inte får eller bör göra. Tyvärr saknar dessa loken en vanlig farthållarfunktion som bara verkar på lokets pådrag och elbroms.

[Zaphod]

Angående AFB så har jag hittat lite olika information. Till exempel säger manualen för BR185.0 (äldre version än den som finns i sverige) följande:

"Bei Reduzierung der Sollgeschwindigkeit um mehr als 20 km/h wird eine weggeregelte Bremsung mit einer Verzögerung 0,5 m/s² in den Bremsstellung P oder R bzw. einer Verzögerung 0,3 m/s² in der Bremsstellung G anhand eingespeicherter Bremskurven durchgeführt."

Om jag förstår texten rätt (jag talar inte tyska och får förlita mig på översättningsverktyg) så påbörjar inte AFB en bromsning förrän hastighetsbörvärdet (V_soll) är 20 km/h lägre än hastighetsärvärdet, och då med antingen 0,5 m/s² (P eller R-broms) eller 0,3 m/s² (G-broms) enligt sparade bromskurvor. Jag vet inte riktigt hur man ska tolka detta eftersom AFB kan användas som farthållare (och därför kan göra små justeringar när ärvärdet är närmare börvärdet än 20 km/h). Kanske menar dom när AFB börjar tillsätta tågbromsen?

De sparade bromskurvorna låter också intressanta, men dessa beror ju på tågets vikt, längd och bromsvikt så väldigt många bromskurvor måste vara sparade(?).

Så här säger i stället handhavandeboken för ES64U2 (Taurus):

"AFB-Bremsungen erfolgen mit konstanter Verzögerung (Reisezug 0,7 m/s², Güterzug 0,5 m/s²). Die E-bremse wird dabei vorranging verwendet. Reicht die E-bremskraft für diese konstante Verzögerung nicht aus, erfolgt eine entsprechende Absenkung des HL-Druckes."

Här står det inget om att det krävs en hastighetsskillnad på 20 km/h för att AFB ska bromsa, men det står att den prioriterar elbromsen före tågbromsen, så länge som den kan åstadkomma 0,7 m/s² retardation för persontåg och 0,5 m/s² godståg. Osäker på om det ska tolkas som att persontåg är R- och P-broms eller att föraren matar in att det är ett persontåg/godståg.

[Simon B]

Angående AFB så har jag hittat lite olika information. Till exempel säger manualen för BR185.0 (äldre version än den som finns i sverige) följande:

"Bei Reduzierung der Sollgeschwindigkeit um mehr als 20 km/h wird eine weggeregelte Bremsung mit einer Verzögerung 0,5 m/s² in den Bremsstellung P oder R bzw. einer Verzögerung 0,3 m/s² in der Bremsstellung G anhand eingespeicherter Bremskurven durchgeführt."

Om jag förstår texten rätt (jag talar inte tyska och får förlita mig på översättningsverktyg) så påbörjar inte AFB en bromsning förrän hastighetsbörvärdet (V_soll) är 20 km/h lägre än hastighetsärvärdet, och då med antingen 0,5 m/s² (P eller R-broms) eller 0,3 m/s² (G-broms) enligt sparade bromskurvor. Jag vet inte riktigt hur man ska tolka detta eftersom AFB kan användas som farthållare (och därför kan göra små justeringar när ärvärdet är närmare börvärdet än 20 km/h). Kanske menar dom när AFB börjar tillsätta tågbromsen?

De sparade bromskurvorna låter också intressanta, men dessa beror ju på tågets vikt, längd och bromsvikt så väldigt många bromskurvor måste vara sparade(?).

Så här säger i stället handhavandeboken för ES64U2 (Taurus):

"AFB-Bremsungen erfolgen mit konstanter Verzögerung (Reisezug 0,7 m/s², Güterzug 0,5 m/s²). Die E-bremse wird dabei vorranging verwendet. Reicht die E-bremskraft für diese konstante Verzögerung nicht aus, erfolgt eine entsprechende Absenkung des HL-Druckes."

Här står det inget om att det krävs en hastighetsskillnad på 20 km/h för att AFB ska bromsa, men det står att den prioriterar elbromsen före tågbromsen, så länge som den kan åstadkomma 0,7 m/s² retardation för persontåg och 0,5 m/s² godståg. Osäker på om det ska tolkas som att persontåg är R- och P-broms eller att föraren matar in att det är ett persontåg/godståg.

På 185 matar man in om man är person- eller godståg. Man anger även om tåget bromsas med block- eller skivbroms, samt längd, totalvikt och bromsprocent.

[Zaphod]

På 185 matar man in om man är person- eller godståg. Man anger även om tåget bromsas med block- eller skivbroms, samt längd, totalvikt och bromsprocent.

Såhär verkar inmatningsmenyn för AFB se ut på tyska 185:




Ser det ut på liknande sätt på de svenska loken? BrH bör vara bromsprocent, VMZ = STH, ZL = tåglängd. Jag vet inte riktigt vad ZR = Zugreihe betyder men det verkar tågets klass.

En annan sak som jag undrar över är hur losstöten (Füllstoß) och "utjämningsfunktionen" (knappen '5,4 bar') fungerar. Manualen jag har är lite svårtydd men om jag förstår det rätt så ökar utjämningsfunktionen styrtrycket (tror jag att det kallas) långsamt upp till 5,2 bar (automatiskt) eller upp till 5,4 bar (om man trycker på knappen). HL-trycket och trycket i A-kammarna följer med. När föraren släpper knappen så går trycket långsamt tillbaka till 5,0 bar (tillräckligt långsamt för att bromsarna inte ska tillsättas antar jag). Har jag förstått det rätt?

Om bromsventilen förs framåt till positionen Fü så sker en losstöt genom att röret från huvudbehållaren till huvudledningen ökar i tvärsnittsarea så att luftflödet ökar. Här har jag dock hört och läst lite olika (kanske för att det varierar från loktyp till loktyp) men antingen så begränsas HL-trycket till 5,0 bar så att losstöten endast snabbar på lossning, eller så kan HL-trycket också öka över 5,0 bar (upp till 7,5 bar). Hur fungerar det i TRAXX? Ger losstöten också en ökning av styrtrycket (dvs att den har vissa av egenskaperna av den ovan nämnda funktionen)?

[Simon B]

Såhär verkar inmatningsmenyn för AFB se ut på tyska 185:




Ser det ut på liknande sätt på de svenska loken? BrH bör vara bromsprocent, VMZ = STH, ZL = tåglängd. Jag vet inte riktigt vad ZR = Zugreihe betyder men det verkar tågets klass.

En annan sak som jag undrar över är hur losstöten (Füllstoß) och "utjämningsfunktionen" (knappen '5,4 bar') fungerar. Manualen jag har är lite svårtydd men om jag förstår det rätt så ökar utjämningsfunktionen styrtrycket (tror jag att det kallas) långsamt upp till 5,2 bar (automatiskt) eller upp till 5,4 bar (om man trycker på knappen). HL-trycket och trycket i A-kammarna följer med. När föraren släpper knappen så går trycket långsamt tillbaka till 5,0 bar (tillräckligt långsamt för att bromsarna inte ska tillsättas antar jag). Har jag förstått det rätt?

Om bromsventilen förs framåt till positionen Fü så sker en losstöt genom att röret från huvudbehållaren till huvudledningen ökar i tvärsnittsarea så att luftflödet ökar. Här har jag dock hört och läst lite olika (kanske för att det varierar från loktyp till loktyp) men antingen så begränsas HL-trycket till 5,0 bar så att losstöten endast snabbar på lossning, eller så kan HL-trycket också öka över 5,0 bar (upp till 7,5 bar). Hur fungerar det i TRAXX? Ger losstöten också en ökning av styrtrycket (dvs att den har vissa av egenskaperna av den ovan nämnda funktionen)?

Losstöten beror på programvara. De flesta 185 som rullar inrikes i Sverige och Norge gör en ”riktig” losstöt med någonstans runt 7 eller mer bar. Därefter görs en långsam överladdning där trycket får falla tillbaka till 5 bar. När loken var nya i Sverige innebar losstöten enbart att du ökade tvärsnittsarean, men trycket var ca 5 bar. Jag tror att de lok som rullar mellan Sverige och Tyskland fortfarande har det så.
Överladdningsknappen gör samma som på en D3-ventil, men i läge HSM får du aldrig mer än 5,4 bar. Loket överladdar även automatiskt efter varje inbromsning och har en automatisk minnesfunktion där överladdningen blir något högre än vad trycket var innan inbromsningen påbörjades. På så sätt ska det i teorin vara omöjligt att få övertryck i styrventilerna.

[Zaphod]

Losstöten beror på programvara. De flesta 185 som rullar inrikes i Sverige och Norge gör en ”riktig” losstöt med någonstans runt 7 eller mer bar. Därefter görs en långsam överladdning där trycket får falla tillbaka till 5 bar. När loken var nya i Sverige innebar losstöten enbart att du ökade tvärsnittsarean, men trycket var ca 5 bar. Jag tror att de lok som rullar mellan Sverige och Tyskland fortfarande har det så.
Överladdningsknappen gör samma som på en D3-ventil, men i läge HSM får du aldrig mer än 5,4 bar. Loket överladdar även automatiskt efter varje inbromsning och har en automatisk minnesfunktion där överladdningen blir något högre än vad trycket var innan inbromsningen påbörjades. På så sätt ska det i teorin vara omöjligt att få övertryck i styrventilerna.

Tack. Det var exakt den här informationen jag eftersökte.

[Zaphod]

På 185 matar man in om man är person- eller godståg. Man anger även om tåget bromsas med block- eller skivbroms, samt längd, totalvikt och bromsprocent.

Finns det någon begränsning i AFB för största tillsättningen av tågbroms för hastighetssänkning? Till exempel om tåget har låg bromsprocent och är tungt, kan AFB då beordra fullbroms?