Los frenos neumáticos controlados electrónicamente son un tipo de sistema de frenado ferroviario moderno que ofrece un rendimiento mejorado en comparación con los frenos de aire ferroviarios tradicionales .
Descripción general
Los sistemas tradicionales de frenado de trenes utilizan válvulas neumáticas para controlar y generar aplicaciones de freno en los vagones a lo largo del tren. En general, este sistema convencional consiste en un tubo de freno que recorre la longitud del tren que suministra aire a los depósitos montados en cada uno de los vagones. Cuando el tubo del freno y los componentes del automóvil se cargan con aire, los frenos se sueltan. Cuando el ingeniero necesita aplicar un freno, las válvulas de control de la locomotora reducen la presión de la tubería del freno. A medida que se reduce la presión de la tubería de freno, la parte de servicio de cada automóvil desvía el aire de sus depósitos a sus cilindros de freno. Para soltar los frenos, el ingeniero carga el tubo del freno. Este método de controlar los frenos de los vagones de mercancías y de pasajeros ha sido prácticamente el mismo desde que George Westinghouse lo inventó en 1868.
El sistema de frenado convencional adolece de muchas debilidades; uno de los cuales está en el tiempo de reacción . Debido a que el ingeniero controla el flujo de aire que entra y sale del tubo de freno de la locomotora, una aplicación de freno ordenada puede tardar hasta dos minutos en propagarse a la parte trasera de un tren de carga largo. Este frenado desigual puede hacer que se acumulen fuerzas significativas entre los vagones de un tren.
Además, dado que el tubo de freno se usa típicamente para controlar y suministrar aire a los automóviles, si un ingeniero no tiene cuidado, el suministro de aire puede agotarse. Además, dado que el ingeniero solo conoce la presión de la tubería de freno y el flujo de aire hacia la tubería de freno, no es fácil conocer el estado de los frenos del tren en un momento dado.
Por el contrario, el frenado ECP utiliza controles electrónicos que permiten activar los frenos neumáticos de los automóviles. En un tren equipado con ECP, los vagones están equipados con un cable Trainline que corre paralelo al tubo de freno a lo largo del tren. Este cable se utiliza para suministrar energía a los componentes electrónicos instalados en los coches. El cable también funciona como un medio de comunicación que permite a la locomotora enviar comandos y recibir retroalimentación de los vagones y el final del tren.
ECP ofrece muchos beneficios sobre el sistema de frenado tradicional. Por ejemplo, dado que todos los coches reciben la orden de frenado al mismo tiempo, los frenos se aplican de manera uniforme e instantánea. Esto proporciona un control mucho mejor del tren, acorta las distancias de frenado y reduce el riesgo de descarrilamiento o rotura del acoplamiento.
También con ECP, el tubo de freno permanece cargado durante el funcionamiento. Esto permite que los depósitos de los coches se carguen continuamente, lo que dificulta la extracción del suministro de aire utilizado para frenar. Además, dado que los vagones también pueden enviar su estado a la locomotora en la parte delantera, el ingeniero puede controlar el estado del tren y conocer en cualquier momento las capacidades de frenado disponibles.
El ECPB también puede aplicar los frenos en los vagones más traseros, un poco antes de que se apliquen los frenos en los vagones delanteros, lo que reduce el impacto y el ruido de los vagones que se amontonan.
Pruebas
Durante la prueba inicial, el equipo de ECP tuvo fallas de software, [ ¿cuál? ] y problemas [ ¿cuáles? ] por la entrada de humedad en el equipo. Estos ahora se han resuelto. [ cita requerida ]
También es probable que haya mayores intervalos entre las pruebas de frenos debido a la capacidad de los frenos ECP para autodiagnosticarse, lo que debería generar grandes ahorros de costos que ayudarán a pagar la instalación del sistema. [1]
Los beneficios son un mejor control del frenado, menor desgaste del equipo por empujar y tirar entre automóviles, menor distancia de frenado y mejor avance. [2]
Control y poder
Cuando se desarrollaron por primera vez, los frenos ECP necesitaban varios cables a lo largo del tren para controlar los solenoides en cada vagón para liberar los frenos, y no se consideraban económicos para el transporte de mercancías. Esto ha cambiado con la introducción de controles electrónicos, lo que permite que los datos se transmitan por cable de dos conductores o por radio desde la locomotora a un microprocesador en cada automóvil, donde las válvulas accionadas localmente mantienen la presión deseada en cada cilindro de freno. [3]
Uso en el ferrocarril Fortescue
ECP puede usar energía generada por eje o energía distribuida por cable. El ferrocarril de Fortescue en Australia utiliza energía distribuida por cable a 200 voltios de corriente continua . La línea Fortescue también coloca los dos tubos de freno y los cables de alimentación / control individuales en un solo lado de los vagones, ya que los trenes funcionan solo como cargas en bloque y los vagones normalmente no se invierten. [4] Tener los cables en un lado evita la necesidad de que el personal se agache debajo del acoplamiento, como sería el caso con la configuración normal donde la manguera y el cable se cruzan debajo del acoplamiento.
Compatibilidad
Los frenos ECP de los dos fabricantes están destinados a ser compatibles entre sí. The New York Brake Company, con sede en Watertown, NY, es una unidad de Knorr-Bremse , [5] con sede en Munich, Alemania. Wabtec Railway Electronics, o WRE, una unidad de Wabtec Corporation , [6] tiene instalaciones en Germantown, MD, y Cedar Rapids, Iowa.
En el caso del ferrocarril Fortescue, los nuevos frenos ECP son incompatibles de varias formas.
- Los tubos de vagón a vagón son rectos y están en un lado del vagón solamente, y no cruzan al otro lado debajo del acoplamiento.
- Los vagones son de un solo lado, aunque las locomotoras son de dos lados para mayor flexibilidad. Los vagones son unilaterales para adaptarse a un volquete giratorio . [7]
Cronología y ejemplos
- 1968: Mitsubishi Electric entregó la "unidad de control de freno de comando eléctrico tipo MBS" para las EMU de clase 7000 y 8000 del metro municipal de Osaka . [8]
- 1971: EMU de la serie TRTA 6000 para la línea de metro de Chiyoda , ECP en combinación con el sistema de freno regenerativo del circuito chopper .
- 1982: Serie 200 EMU de Tohoku Shinkansen y Joetsu Shinkansen (los trenes bala), el primer ejemplo del ECP en trenes de alta velocidad en Japón.
- Década de 1990: Primeros ensayos sobre BN. TSM de Kansas City operó más de ocho trenes de carbón e intermodales utilizando su ECP "EABS" para BN, CP y Amtrak. Wabco compró TSM en 1998.
- 11 de octubre de 2007: El primer tren Norfolk Southern equipado con ECP en los Estados Unidos comenzó a operar con el Norfolk Southern Railway . [9] [10]
- 2007: También se esperaba que comenzaran las pruebas de frenado ECP en la línea de transporte pesado Richards Bay de Spoornet en Sudáfrica , para el servicio en 2009. [11] [12] [ necesita actualización ]
- 24 de enero de 2008: primeras pruebas en BNSF [13] BNSF modernizó 300 vagones de carbón Powder River Basin con Wabtec ECP-4200. [14]
- [ cuando? ] El frenado ECP también se está probando en Australia. [15]
- Mayo de 2008: el nuevo ferrocarril de mineral de hierro de Fortescue tiene ECP. [4]
- Septiembre de 2008: Canadian Pacific Railway ha comenzado a probar trenes de carbón equipados con ECP en su ruta de transporte de carbón en Columbia Británica .
- Noviembre de 2008: Según RGI [16], los dos sistemas de NYAB y Wabtec deben ser interoperables, pero aún no se han realizado pruebas para confirmarlo. Las reglas federales limitan la inspección normal de los frenos de aire a una vez cada 1600 kilómetros, pero con ECP esto aumenta a 5600 kilómetros, lo que permite un viaje de regreso de costa a costa con una sola inspección en la base de operaciones.
- Agosto de 2012, ferrocarril de Rio Tinto : flota completa de 7500 vagones de mineral de hierro.
- 2013, Aurizon (anteriormente QR National) 3 de 12 locomotoras y vagones de carbón de la clase 6000 [17]
- Abril de 2014, todas las tolvas de carbón Xstrata .
- Abril de 2014, vagones de carbón PN . [17]
Poder distribuido
La potencia distribuida es un sistema en el que las locomotoras se acoplan en el medio y / o al final de un tren pesado y se controlan de forma remota originalmente por radio desde la locomotora en la parte delantera. Entre otras ventajas, esto reduce las tensiones de acoplamiento en trenes largos y pesados. El cableado ECP también se puede utilizar para controlar estas locomotoras intermedias.
Parámetros
- Estándar = Asociación de Ferrocarriles Estadounidenses S-4200
- Longitud del tren = 3.658 m (12.001 pies) máximo
- Vagones (dispositivos de red) = 180
- Energía distribuida por cable (WDP) = 230 V CC
Ver también
- Freno de aire ferroviario
- New York Air Brake (proveedor de equipos)
- Wabtec (proveedor de equipos)
- Freno controlado electrónicamente - para vehículos de carretera
- Inyector unitario controlado electrónicamente
Referencias
- ^ Administración Federal de Ferrocarriles [ enlace muerto permanente ]
- ↑ International Railway Journal, abril de 2000, p23.
- ^ Doug Klink (febrero de 1998). "El año del freno de aire electrónico" . Railway Gazette International .
- ^ a b John Kirk (julio de 2008). "Fortescue abre el ferrocarril de transporte más pesado del mundo" . Railway Gazette International . pag. 427.
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2012 . Consultado el 24 de enero de 2017 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )
- ^ https://www.wabtec.com/business-units/wabtec-railway-electronics
- ^ http://www.railpage.com.au/f-t11340333-s15.htm
- ^ "Llave del sistema de frenos Mitsubishi para un transporte ferroviario seguro" (PDF) . Mitsubishi Electric.
- ^ "Los frenos ECP se activan" . Railway Gazette International . Noviembre de 2007. p. 673.
- ^ Trenes de enero de 2008, p22
- ^ "Frenado ECP a Richards Bay" . Railway Gazette International . Julio de 2007.
- ↑ RailwaysAfrica 5/2007 p22
- ^ Nuevos frenos ECP para los ferrocarriles de carbón de EE. UU. África 2008-02-01
- ^ "Bolsa rodante" . Railway Gazette International . 2008-03-07.
- ^ Frenos OZ-ECP Archivado 2008-01-05 en Wayback Machine , Rail Innovation Australia pty
- ^ Railway Gazette International de noviembre de 2008, p864
- ^ a b http://www.railpage.com.au/f-p1907875.htm#1907875
enlaces externos
- Informe FRA
- Informe EEX (Australia)