Hamulce pojazdów szynowych.

Tematyka hamulców pojazdów szynowych stanowi szeroką część dyscypliny „budowa i eksploatacja pojazdów". Po wielu latach braku w Polsce wydań książek z tej dziedziny autor podjął zadanie prezentacji wiedzy o hamowaniu pojazdów szynowych oraz przedstawienia wszystkich istniejących w obecnej chwili rodzajów układów hamulcowych pojazdów kolejowych wraz z rozwijającymi się, szczególnie w obecnych czasach, różnorodnymi lżejszymi pojazdami szynowymi. Książka z założenia winna służyć studentom i inżynierom zajmującym się transportem szynowym i konstrukcją pojazdów szynowych. Materiał książki jest tak przygotowany, by umożliwić zapoznanie się z układami hamulcowymi także osobom bez wiedzy na ten temat, ale z przygotowaniem inżynierskim.
W kolejach konwencjonalnych głównym hamulcem jest najczęściej hamulec adhezyjny, przenoszący siłę hamowania na styku koło-szyna. Zasadniczym jego rodzajem w większości pociągów osobowych i towarowych jest hamulec pneumatyczny, stosowany w kolejnictwie niemal od półtora wieku. Do tej pory nie wynaleziono lepszego rozwiązania i dlatego nadal jest oraz będzie on stosowany jako hamulec bezpieczeństwa, nawet w szybkich pociągach zespołowych. Tylko z pozoru ten typ hamulca jest dostatecznie dopracowany; ciągle trwa rozwój jego komponentów, przedstawionych szczegółowo w tej książce.
Wzrost prędkości jazdy i masy pociągów oraz coraz większe wymagania dotyczące bezpieczeństwa transportu szynowego wymuszają doskonalenie istniejących układów hamulcowych oraz poszukiwanie nowych rozwiązań. Podejmuje się rozległe przedsięwzięcia obejmujące wprowadzenie do eksploatacji nowych typów pneumatycznych zaworów hamulcowych oraz zastosowanie elektrycznych systemów sterujących układem hamulcowym. Wraz z rozwojem elektroniki i wzrostem jej zaawansowania technicznego mierzonego pewnością działania wprowadza się szeroko elementy mikroprocesorowe zarówno w sterowaniu całopociągowym, jak i w poszczególnych pojazdach. Elementy te sterują zespołami wykonawczymi pneumatycznych układów hamulcowych oraz zapewniają ich diagnostykę. Doskonali się również materiały cierne klocków hamulcowych oraz pary cierne hamulca tarczowego.
Działania legislacyjne związane z interoperacyjnością kolei w ramach Unii Europejskiej mają również wpływ na nowe rozwiązania hamulca pojazdów szynowych.
W książce przestawiono również nowoczesne typy hamulców, czasami będące jeszcze w fazie prototypów i w związku z tym jeszcze ostatecznie nie wdrożone. Klasyfikacja tych pojazdów stwarza pewien problem, gdyż nowe rozwiązania konstrukcyjne nie mają jeszcze swoich polskich nazw.
Próbie klasyfikacji pojazdów szynowych poświęcono podrozdział 2.1. W różnorodnych ich zastosowaniach wdrażane są coraz liczniejsze rozwiązania układów hamulcowych oprócz stosowanych powszechnie hamulców pneumatycznych. Rozwój hamulców kolejowych polega nie tylko na wdrażaniu nowych ich rodzajów, ale też na doskonaleniu urządzeń istniejących. W książce przedstawiono nowoczesne metody doskonalenia układów klasycznych, opracowywane współcześnie przeważnie na podstawie badań symulacyjnych.
Badania hamulców ukierunkowane są również na zwiększenie technicznych możliwości lepszego wykorzystania przyczepności kół do szyn podczas hamowania lub na poszukiwanie hamulców działających niezależnie od przyczepności. Służy to zwiększeniu bezpieczeństwa jazdy pojazdów. Zagadnienie to również przedstawiono krótko w niniejszej książce.
Ocena skuteczności, niezawodności i bezpieczeństwa hamowania z uwzględnieniem wpływu licznych parametrów urządzeń hamulcowych oraz różnorodnych czynników zewnętrznych jest najważniejszym kryterium oceny całego systemu hamowania pociągu i stanowi zadanie o znacznym stopniu trudności. Miarą skuteczności działania hamulców jest m.in. hamowność, na którą składa się zespół cech określających zdolność pojazdu lub pociągu do wielokrotnego zatrzymania się na ustalonym w przepisach odcinku toru. Przepisy, normy oraz krajowe i międzynarodowe wymagania techniczne w jednoznaczny sposób regulują warunki, jakie powinny spełniać układy hamulcowe pojazdów uczestniczących w ruchu kolejowym.
Przyjęto, że w książce zostaną zaprezentowane wszystkie typy hamulców pojazdów szynowych, powoduje to jednak pewną skrótowość i wymaga wielu uproszczeń. Nacisk na przedstawienie tendencji rozwojowych wprowadził pewną nieokreśloność, gdyż nie są jeszcze znane wyniki tego rozwoju. Książka zawiera również opisy rozwiązań „przestarzałych", ale wciąż rozpowszechnionych w znacznej części taboru; wiedza o nich jest więc ciągle aktualna i przydatna, zwłaszcza dla czytelników którzy dopiero zaczynają zagłębiać tematykę pojazdów szynowych.
Aby umożliwić poszerzenie wiedzy z tego zakresu, zaprezentowano obszerny wykaz literatury. Pewna skrótowość cechuje opis układów hamulcowych różnych producentów. Intencją autora było uszanowanie ich własności intelektualnej. Bardziej szczegółowe opisy są w gestii twórców tych układów.
W niniejszej książce przez ciśnienie rozumie się nadciśnienie względem ciśnienia atmosferycznego. Uwaga ta jest istotna dlatego, że w obliczeniach układu pneumatycznego (zarówno bilansów masy powietrza, jak i zależności przepływowych) konieczne jest uwzględnianie absolutnych wartości ciśnienia. Wartości ciśnienia podawano w barach, czyli 103 N/m2, gdyż ta miara jest często stosowana w Europie i odpowiada w przybliżeniu starszym jednostkom (kG/cm2).