Изобретение тормоза противодавления обычно приписывают Никлаусу Риггенбаху, поэтому его также называют тормозом противодавления Риггенбаха. Тормозная система впервые была использована в транспортных средствах железной дороги Вицнау-Риги, открывшейся в 1871 году. Однако тот же принцип уже был реализован в 1851 году шотландским инженером Джоном Хасуэллом, работавшим в Вене, в локомотиве Виндобона для Земмерингской железной дороги.
Проще говоря, тормоз противодавления меняет принцип работы парового двигателя, позволяя ему сжимать воздух, как поршневой компрессор. Поскольку после работы в цилиндрах дымовой камеры пар выбрасывается через газовую трубу под дымоходом, при работе в качестве воздушного компрессора без измененной подачи воздуха через газовую трубу цилиндры будут всасывать выхлопные газы, загрязненные остатками. Чтобы избежать этого, выдувная трубка спроектирована так, чтобы ее можно было запирать в направлении дымовой камеры. При использовании тормоза противодавления закрытие газовой трубки также открывает отдельное впускное отверстие для подачи чистого окружающего воздуха. Отверстие забора свежего воздуха не имеет типичной точки крепления, а обычно располагается рядом с цилиндрами. Кроме того, машинист локомотива устанавливает органы управления в направлении, противоположном фактическому направлению движения, и управляет выпускными дроссельными клапанами над золотниковыми коробками. Сжатый воздух выходит наружу через выпускные дроссельные клапаны, обычно через выходной глушитель. Дроссельные клапаны служат также для регулирования противодавления, чтобы возникающее давление в золотниковой коробке и приточных трубах между регулятором и золотниковой коробкой не могло открыть регулятор. Для локомотивов Deutsche Reichsbahn, оборудованных тормозами противодавления, требовалось, чтобы давление в раздвижной коробке не превышало 6 бар.
Тормоз противодавления приводится в действие через рычаг из кабины машиниста, при этом возможно комбинированное управление. Тормоз противодействия вступает в силу автоматически, как только регулятор принимает отрицательное значение, т. е. если регулятор был установлен на передний ход, он фактически будет работать на задней передаче. Как только регулятор достигнет отрицательного положения, впускное отверстие и линия вытяжного воздуха освобождаются.
Чтобы предотвратить перегрев цилиндров из-за выделения тепла во время тяжелой работы сжатия, должен быть предусмотрен способ впрыска (горячей) воды во всасываемый воздух. Количество воды увеличивается со степенью сжатия (обычно напрямую зависит от управления). Без впрыска воды существовал бы риск разрушения масляной пленки в цилиндрах из-за чрезмерных температур.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛОКОМОТИВОВ С ТОРМОЗАМИ ПРОТИВОДАВЛЕНИЯ
Тормоз противодавления позволяет не только поддерживать заданное тормозное усилие в зависимости от скорости; эффективность торможения увеличивается даже на более высоких скоростях. В этом они отличаются от фрикционных тормозов, которые обычно теряют свою эффективность из-за затухания при увеличении скорости. Фактическая тормозная мощность напрямую связана со скоростью колеса. Это означает, что чем больше оборотов колесо совершает за одно и то же время, тем большую тормозную мощность можно применить. Таким образом, локомотив можно удерживать в узком диапазоне скоростей, несмотря на изменяющиеся уклоны, без необходимости изменения каких-либо настроек, и поэтому он является идеальным тормозом в устойчивом состоянии, тормозом, при котором скорость - обычно на уклонах - сохраняется, но. не следует уменьшать.
Современные локомотивы имеют глушитель на той стороне, где сжатый воздух выходит из цилиндра. Сжатый воздух обычно удаляется через дымоход, чтобы поддерживать тягу для горения и не использовать вспомогательный вентилятор. Типичные для паровозов удары выхлопных газов также звучат при активном тормозе противодавления, с заметной разницей в высоте и громкости по сравнению с обычным ударом выхлопных газов. Однако количество ударов выхлопа за один оборот колеса не изменилось.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Тормоза противодавления Риггенбаха особенно использовались на паровозах, которые применялись на более длинных спусках, а также на локомотивах зубчатой железной дороги (например, на венской канатной дороге Каленбергбан). Его наличие было необходимо для работы на крутых маршрутах, так как этот динамический тормоз является обязательным третьим независимым тормозом на паровозах.
Еще одной областью применения тормоза противодавления были измерения и испытания.
Паровоз, оснащенный тормозом противодавления, может использоваться в качестве тормозного локомотива благодаря возможности постоянного, в основном безизносного торможения. Поэтому некоторые из этих паровозов использовались в Германии в качестве тормозных локомотивов до середины 1970-х годов, например, Class 19/DR Class 19 (Reko) и 18 314 в VES-M Halle или 18.3 в BZA Minden .