Vs: Sm5-lähijunakaluston lisähankinnan valmistelu
En tiedä, mitä tarkoitat viitatessasi nimenomaan "Ivalon aikaiseen" jarrujärjestelmään. Mielestäni junien, alun perin Westinghousen kehittämän, jarrujärjestelmän periaatteena on aina ollut se, että järjestelmä ladataan jarrujohdon paineilmalla käyttökuntoiseksi ja samaa jarrujohtoa käytetään jarrujärjestelmän ohjaukseen painetta nimellispaineesta alentamalla. Tällöin toimintaventtiili laskee apusäiliöstä ilmaa jarrusylinteriin.
Viittasin Ivaloon siksi, että sieltä löytyy selvällä suomenkielellä selostus siitä, mikä on ilmajarru ja miten se toimii. Siellä myös kerrotaan, miten ilmajarrun saa häiriötilaan. Tämä on ”ilmajarru”, jos puhutaan junan ilmajarrusta ja sen ominaisuuksista. Jos siihen liitetään sähkötekniikkaa ja erilaisia apulaitteita, ei puhuta enää vain ilmajarrusta, vaan jarrujärjestelmästä, jonka osana on ilmanpaine tekemässä jotain.
Myöhemmin tehdyt muutokset koskevat tilannetta, jossa jarrusylinteri vuotaa sekä jarrujen irrotuksen toimintaa. Jarruihin on sittemmin lisätty myös luistonestolaitteita sekä sähköistä lisäohjausta, mutta varsinaisesti paineilmajarrujärjestelmän kahdentamisesta en ole kuullut. Mutta toimintaperiaate on pysynyt täsmälleen samana niinkin, että Ivalon aikaiset jarrujärjestelmät ovat yhteensopivia nykyisin käytössä olevien kanssa, kuten varmasti tiedätkin.
Juuri näin. Pelkkään ilmajarruun on sen toiminnan ongelmien ja rajoitusten vuoksi myöhemmin lisätty yhtä ja toista, jotta ilmajarru toimisi paremmin kuin pelkkä ilmajarru. Osa parannuksista on mekaanispneumaattisia, osa sähköisiä. Mutta sillä, että on tehty parannuksia, on aivan keskeinen merkitys silloin, jos verrataan erilaisia jarrujen periaatteita. Sillä erilaisin apulaittein saadaan mikä hyvänsä jarru toimimaan sille asetettujen toimintavarmuus-, vikasietoisuus- ja vikaturvallisuusvaatimusten mukaisesti.
Kuten aiemmin kirjoitin, paineilmajarrujärjestelmä koostuu useista itsenäisesti toimivista, jarrujohtoon liitetyistä paineilmajarrujärjestelmistä, eli käytännössä jokaisessa vaunussa on oma, itsenäinen järjestelmänsä. Jarrujärjestelmä on käyttökuntoinen, kun se on liitetty veturiin, joka syöttää järjestelmään 5 bar paineilmaa ja on ladannut jarrujärjestelmän täyteen. Jarrut on myös asianmukaisesti tarkastettava, tällä varmistetaan, että toimivia, itsenäisiä jarrujärjestelmiä on riittävästi junan pysäyttämiseen, vaikka osa jarrujärjestelmistä olisi vikaantumisen vuoksi suljettunakin. Tarkastusta voidaan verrata lentokoneen ennen lentoa tapahtuviin tarkastuksiin, kaikki sokat ja suojaimet on oltava omilla paikoillaan ja eri järjestelmien toimivuus on testattava, tai seurauksena saattaa olla katastrofi.
Toimintakuntoisen jarrujärjestelmän jarrutukseen ja liikkuvan junan pysäyttämiseen tarvitaan vain jarrujohdon paineen alennus tai paineen katoaminen. Tällöin koko junan kaikki jarrujärjestelmät tekevät jarrutuksen ja juna pysähtyy. Paineen katoamisen voi aiheuttaa mistä hyvänsä kohtaa jarrujohtoa tapahtunut jarrujohdon yhdistäminen ulkoilmaan, olipa avaava tekijä avautuva jarruletku junan katketessa, avattu hätäjarruhana missä hyvänsä matkustajavaunussa tai veturissa eri syistä tapahtuva hätäjarrutuksen laukaisu.
Paineilmajarrujärjestelmä on rakennettu siten, että ohjeita noudattamalla sen väärin käyttäminen on tehty vaikeaksi. Ohjeiden noudattamatta jättämistä voidaan tehdä alalla kuin alalla ja seurauksena saattaa olla eriasteisia tshernobylejä. Paineilmajarrun nerokkuus piilee siinä, että tapahtuu liki mitä tahansa yllättävää, jarrut kiinnittyvät ja juna pysähtyy. Paineilmajarru ei toimi sillä, että se aktivoidaan, vaan sillä, että aktivointi, eli jarrujohdossa oleva paine, katoaa.
Kopsasin tämän pitkän lainauksen tähän ihan tarkoituksella siksi, että tuon saman voi kirjoittaa muistakin jarruista, tietenkin soveltaen kyseisen jarrun toimintaperiaatteeseen.
Otetaan nyt esimerkiksi jokin juna, joka koostuu moottorivaunuista, nimeämättä niitä ratikoiksi, metroiksi, lähijuniksi tai Sm-juniksi. Olkoon nuo vaunut varustettu generaattoriperiaatteella toimivalla sähköjarrulla ja jousijarrulla. Mitä tapahtuu, jos junaan tulee vika ja ohjaussähköt häviävät? Ihan kuten ilmajarrusta häviää paine. Sähköjarru ei toimi, kun invertterit pimenevät ja moottorin kenttä sammuu. Mutta ohjaus ja energia häviää myös jousijarruista ja kas, ne menevät päälle kuten ilmajarrutkin, jos ilmajarrun apuilmasäiliössä on painetta. Ja juna pysähtyy.
Sähkö-jousijarru ei ole mitenkään huonompi jarrujärjestelmä kuin ilmajarru apulaitteineen tai ilman. Mutta ilmajarrun vikaturvallisuus on heikompi, koska pysähtyminen edellyttää, että järjestelmässä on ”black-outin” jälkeen aktiivisuuttaa, eli painetta apuilmasäiliössä. Sehän vastaa samaa, kuin että sähköjärjestelmässä on sähkönsyötön katkon varalle akku, joka käyttää laitteita. Mutta sähkö-jousijarrullisen junan pysäyttämiseen sähkönsyötön pimentyessä ei akkua tarvittu. Ilmajarrussa paineakku tarvittiin.
Entä sitten junan katkeaminen, se katastrofin siemen, minkä vuoksi paineilmajarru on suunniteltu? Jos tämä sähkö-jousijarrujuna katkeaa, ohjaamopäästä irti jäänyt osa menettää ohjauksen ja taas, jousijarru menee päälle ja karanneet vaunut pysähtyvät. Ilman sähköakkua ja ilman paineakkua. Niin pysähtyvät ilmajarruvaunutkin, mutta paineakun voimalla.
Jos nostan sähkö-jousijarrujunan teknisen vaativuuden ilmajarrujunan tasolle, niin lisään siihen akun varmistamaan ohjauksen virransaannin. Tällainen akku joka vaunuun, kuten apuilmasäiliökin. Silloin on käytettävissä sähköä ohjaukseen ja moottorin kentän aktiivisena pitämiseen. Ja siten häiriötilanteessa toimii myös generaattoriperiaatteella toimiva sähköjarru. Tuottamansa energian turvin ei ole edes murhetta siitä, että akun varaus riittää pysähtymiseen asti, energiaahan tulee lisää koko ajan.
Mutta se sähköjarru. Ongelmana on, että sähköjarrutus on luonteeltaan keinotekoinen, eli jos sähköjarrutuksesta putoaa joitain osa-alueita pois, ei sähköjarrutus onnistu. Sähköjarru vaatii käytettäville ajomoottoreille magnetoinnin ja kaikkia sähkömoottoreita suojataan ylivirroilta jollakin tavalla; pienempiä sulakkeilla tai lämpölaukaisijoilla ja isompia kontaktoreilla. Toimiakseen sähköjarrutus edellyttää ensin ajomoottoreiden kytkennän muutosta ajomoottoreista generaattoreiksi; ellei tämä toimi, ajomoottorit eivät jarruta. Se edellyttää myös magnetointia jostain virtälähteestä; jos virtalähde syystä tai toisesta ehtyy, sähköjarrua ei tule. Ja koska moottori on suojattu ylivirtoja vastaan, saattaa ylivirtasuojaus laueta virheellisesti; tällöinkään sähköjarrutus ei toimi. Tässä on aika monta asiaa, joka voi mennä pieleen ja tällä perusteella en kyllä suostu helpolla myöntämään, että sähköjarru olisi vikaturvallinen.
Taas lainasin tarkoituksella pitkään.
Edellä selostin, miten sähkö-jousijarrujunan sähköjarrukin saadaan toimimaan vikatilanteessa, kun hyväksytään ilmajarrulle välttämätön periaate siitä, että jokaisessa vaunussa on energiavarasto. Sähköjarru kun vaatii herätäkseen ulkopuolista energiaa. Mutta ei se siinä ole sen huonompi kuin ilmajarru. Ilmajarru vaatii myös ulkopuolista energiaa. Se saa sen omasta energiavarastostaan, paineakusta nimeltä apuilmasäiliö.
Siinä sähköjarru kyllä on huonompi, että yksinkertaisella sähköisellä rakenteella generaattorisähköjarru ei pysäytä karanneita vaunuja, vaan tässä sillä oli apuna jousijarru. Mutta toisaalta, jousijarru yksin kyllä pysäyttää junan. Mutta generaattorisähköjarrusta voi tehdä sellaisen, että se jarruttaa pysähdykseen saakka. Edellytys on energiavarasto, kuten ilmajarrullakin.
Tietenkin sähköjarru ja sähkötoiminen jousijarru ovat ohjauslaitteineen monimutkaisempi juttu kuin mekaanispneumaattinen ilmajarru. Sillä asialla ei sinällään ole mitään tekemistä vikaturvallisuuden kanssa, vaan luotettavuuden ja vikasietoisuuden kanssa. Vikaturvallisuus on puhtaasti toiminnallinen vaatimus. Vikasietoisuus ja luotettavuus ovat rakenteellisia vaatimuksia, jotka voivat täyttyä tai olla täyttymättä vikaturvallisuudesta riippumatta.
Mutta oikeasti, ei ole mekaanispneumaattinen ilmajarrukaan yksinkertainen. Siinä Ivalon kirjassa on selostettu kuvien kanssa, miten toimilaitteet ja venttiilit toimivat. Ne eivät ole ollenkaan yksinkertaisia laitteita, ja niiden vikaherkkyyden ja vikatiheyden vuoksi niitä huollettiin, säädettiin ja korjattiin muutaman kuukauden välein, jotta ne eivät vikaantuisi ennen huoltoa. Sähköiset ohjauslaitteet eivät vaadi huoltoa, kun niissä ei ole liikkuvia, kuluvia eikä vanhenevia osia. Ne on silti helppo tehdä sekä vikasietoisiksi että erittäin korkealle luotettavuudelle, sellaisiksi, mikä on mekaannispneumaattisille laitteille mahdotonta.
Lopuksi voinee todeta vielä sen, että ehkä paras ilmajarrun parannus on vaihtaa toimilaitteeksi jarrusylinterin sijaan jousijarru. En nyt mene yksityiskohtien tasolle, mutta periaatteessa rakenne yksinkertaistuu. Jarrujohdon paine pitää jousen puristuksissa ja jarrun avoimena. Paineen putoaminen päästää jousen puristamaan jarrut kiinni. Siihen ei tarvita apuilmasäiliötä eikä toimintaventtiiliä. Tällaisen ilmajarrujunan vikaturvallisuus on parempi kuin ilman jousijarrua. Siihen on varmasti syynsä, miksi kaikki on nyt kuin on, se on toinen juttu.
Antero
Aiemmista viesteistä en muista sinun osoittaneen virheitä, joskaan et hyväksy mitä kirjoitan. Mutta se ei ole sama asia kuin virhe.