自動空気ブレーキ有識者への質問

[貝割てんま]

実際の自動ブレーキの動作と少し違う部分が見受けられたのですが、あまり詳しくないので有識者の方にお聞きしたいことがあります。

自動空気ブレーキは、ブレーキ管内圧力を下げることによってブレーキが掛かる
解除時は、ブレーキ管内圧力を上げることによって緩む

このゲームでは、常用位置にしてブレーキ管内圧力が下がっているのにも関わらず
ブレーキ管内圧力が、50k㎩減圧されてからブレーキシリンダー圧力が上がります。

実際であれば、常用位置にすればブレーキ管圧力とブレーキシリンダーの圧力は同時に動くはずだと思います。

解除時も、ブレーキ管圧力が緩め時と同じ、490kpaになっているのにも関わらず、ブレーキシリンダー圧力は105kpa残っているのは変だと思います。

この挙動のせいでとても制動がやりにくくなっている気がします。
実際と同じ動きであれば問題ないですが、普通に考えるとおかしな点が多いです。

[kubaku]

自動ブレーキというものは、今の鉄道の感覚からすると非常に応答性が悪いものです
今のような電気的な装置ではなく、圧縮空気圧で動くピストンやバネの複合体である制御弁という機器によりブレーキが動作するように作られています

ピストンなので摺動部があり、また、給気・排気されるまでも経路は複雑、想像するより非常に小さい溝や穴の開閉のみで作用しており、時間がかかります
現代の装置のようにセンサや電磁弁などがあり、電気的に即応性が高い機器で作られているわけではないので、当時の性能としてはこのような感じになろうかと思います

[maietouya]

そこまで詳しいわけではないですが、自動空気ブレーキは電気指令式と違って２テンポくらい遅れてブレーキが効いてくるもんです。　この辺の挙動はおそらく何度も確認してると思うので合ってるとは思います。（本職から指摘があれば別ですが）

[hirochaso]

自動ブレーキ車は、ブレーキ管をいくら減圧したかが全てです。
とはいえ、限界以上に減圧をいくらしてもブレーキ力は得られないんですけれどね。
ブレーキシリンダ圧力は参考にしたら「ドエライ目」にあうことがたまーにあるから
ブレーキシリンダを見てブレーキをかける習慣をつけないようにと言われるぐらいです。実際、ブレーキシリンダの圧力計が無い車両もあります。

[貝割てんま]

BVE育ちなもので、動画を見てみました。込めるときはやっぱりワンテンポ遅れてブレーキがかかり始めていますね。ただ、少しだけ込めた時の挙動が動画では見れないのでどうなんでしょうか。。。
でも抜くときはゲームと挙動が違うかも？と思ってしまいます。
ブレーキ管圧力が上昇するとそれに追従するようにシリンダー圧力が低下することがゲームの挙動で違うと思うのですが
他方の動画ですが、私の言いたいことが伝わればと思い共有しておきます。
https://youtu.be/Pgqtrylle9c?si=T7l4dAVMd9Cr6Oxj&t=219

[hirochaso]

Originally posted by 天満＠Vtuber:

BVE育ちなもので、動画を見てみました。込めるときはやっぱりワンテンポ遅れてブレーキがかかり始めていますね。ただ、少しだけ込めた時の挙動が動画では見れないのでどうなんでしょうか。。。
でも抜くときはゲームと挙動が違うかも？と思ってしまいます。
ブレーキ管圧力が上昇するとそれに追従するようにシリンダー圧力が低下することがゲームの挙動で違うと思うのですが
他方の動画ですが、私の言いたいことが伝わればと思い共有しておきます。
https://youtu.be/Pgqtrylle9c?si=T7l4dAVMd9Cr6Oxj&t=219

停車直前に手前に停まりそうなので、ブレーキを緩めてもブレーキ管圧が上昇してもブレーキシリンダ圧がなかなか下がらないで手間に停まってしまうケースのことでしょうか？

[貝割てんま]

Originally posted by hirochaso:

Originally posted by 天満＠Vtuber:

BVE育ちなもので、動画を見てみました。込めるときはやっぱりワンテンポ遅れてブレーキがかかり始めていますね。ただ、少しだけ込めた時の挙動が動画では見れないのでどうなんでしょうか。。。
でも抜くときはゲームと挙動が違うかも？と思ってしまいます。
ブレーキ管圧力が上昇するとそれに追従するようにシリンダー圧力が低下することがゲームの挙動で違うと思うのですが
他方の動画ですが、私の言いたいことが伝わればと思い共有しておきます。
https://youtu.be/Pgqtrylle9c?si=T7l4dAVMd9Cr6Oxj&t=219

停車直前に手前に停まりそうなので、ブレーキを緩めてもブレーキ管圧が上昇してもブレーキシリンダ圧がなかなか下がらないで手間に停まってしまうケースのことでしょうか？

そうです。それがあるのでブレーキが大変難しく感じます。その現象がリアルと同じであれば練習すればいいのですが・・・。
でも実際の運転士さんは込め直したりしていないのが不思議なのです。

[Nabassa]

既にご存じでしたら申し訳ないのですが、自動空気ブレーキには空気圧を使用する関係上、ブレーキが実際に効き始める時間が少し空いてしまいます。
これを空走時間というのですが、次の昭和12年ごろの資料では電車列車であっても常用制動で4秒、非常制動で2秒の空走時間があるようです。
(旅客列車や貨物列車は昭和12年当時、機関車牽引が主でしたので、キハ54については電車列車と同等とみてよいでしょう)
稲田隆 著『鉄道工学』上巻,誠文堂新光社,昭12. 国立国会図書館デジタルコレクション
https://dl.ndl.go.jp/pid/1221915/1/69

なお実車でのキハ54のブレーキ操作の動画は以下のようです。
https://www.youtube.com/watch?v=nA9C3wucU_4
これを見る限りシミュレーターの方では常用で減圧後のブレーキのかかり方は実車より早いのではないか？と個人的には感じます。
上記の動画では0:20に常用に入れ、0:22あたりで重なり位置に入れていますが、ブレーキシリンダー圧が上がりきるのは0:24～0:25あたりです。

参考までに公式の動画を以下に載せます。
https://www.youtube.com/watch?v=rcQ3oEE2OBY
公式の動画では、例えば最後の深川駅停車の場面ですが、9:45に常用を入れてブレーキシリンダ圧が上がりきるのが9:47と2秒ほど早いようです。

Originally posted by 天満＠Vtuber:

でも抜くときはゲームと挙動が違うかも？と思ってしまいます。
ブレーキ管圧力が上昇するとそれに追従するようにシリンダー圧力が低下することがゲームの挙動で違うと思うのですが

実車でブレーキを抜く時の動画は以下の動画が特に参考になると思います。
https://www.youtube.com/watch?v=B7QbYrVdttI

Originally posted by 天満＠Vtuber:

解除時も、ブレーキ管圧力が緩め時と同じ、490kpaになっているのにも関わらず、ブレーキシリンダー圧力は105kpa残っているのは変だと思います。

上の動画では停車前にブレーキを大きくかけた後(0:40)、ゆるめ操作を行っています。
ブレーキ管圧力が490kPaになってもまだブレーキ管圧力が150kPaほど残っているのが確認できます。(0:44)
これは他の方が言及されている通り制御弁（動作弁）による働きでこうなってしまうのですが、ではその制御弁がどのよう様な構造をしているかというと次の資料に記載があります。
大教運転教育会 編『標準空気ブレーキ精義』,大教社,昭和16. 国立国会図書館デジタルコレクション
https://dl.ndl.go.jp/pid/1034302/1/72
この資料を見れば、いかに動作弁の構造が複雑でブレーキの応答に時間がかかるかがわかるかと思います。
(なおこの資料は相当古いものですが、どうやらWikipediaの情報が正しいならばこの動作弁はキハ54の新製当初にも搭載されていたようです）

[hirochaso]

Originally posted by 天満＠Vtuber:

Originally posted by hirochaso:

停車直前に手前に停まりそうなので、ブレーキを緩めてもブレーキ管圧が上昇してもブレーキシリンダ圧がなかなか下がらないで手間に停まってしまうケースのことでしょうか？

そうです。それがあるのでブレーキが大変難しく感じます。その現象がリアルと同じであれば練習すればいいのですが・・・。
でも実際の運転士さんは込め直したりしていないのが不思議なのです。

なかなかブレーキが緩まないのは、減圧し過ぎなんですよね。ちょっとでもブレーキ力を得たいもんだから、かなり減圧をしてしまいがちですよね。たしか、180Kpa以上はいくら減圧してもブレーキ力は増大しません。
直通ブレーキなら、はっきりとここが最終とわかるのですが。

新人はもちろん込め直しもしますし、停止位置手前で停まりそうになり緩めてもドカンと停まり再加速は普通にありますよ。実際では、慣れてきたら自動ブレーキ車はブレーキが効かないと考えて運転しているので、かなり手前からブレーキをかけることが多いので、途中修正がしやすいというのもありますね。電車のようにホームかかりが70キロ以上で一発ブレーキなんてありません。^^;

[貝割てんま]

ご丁寧に詳しくありがとうございます。実写と同じということで少し安心しました。こういう動きがあることを知っていれば運転がさらにやりやすくなりそうです。
遅延がないと思わないでブレーキすることが大事そうですね。

疑問が解決したので、一層練習したいと思います。ありがとうございました。

[貝割てんま]

あれですよね、５００ｍ手前ぐらいからゆっくりブレーキかけることで、減圧しすぎを防げるのではないかとふと思いました。あとは、私の癖で距離数を見すぎているのもあるかもしれないです。これはもう研究というか感覚でしかないのでみんなで自動空気ブレーキマスターしたいですね。悩み事があればまたうかがうかもしれませんがよろしくお願いします。

[hirochaso]

Originally posted by 天満＠Vtuber:

あれですよね、５００ｍ手前ぐらいからゆっくりブレーキかけることで、減圧しすぎを防げるのではないかとふと思いました。あとは、私の癖で距離数を見すぎているのもあるかもしれないです。これはもう研究というか感覚でしかないのでみんなで自動空気ブレーキマスターしたいですね。悩み事があればまたうかがうかもしれませんがよろしくお願いします。

そうです。かなり手前からブレーキをかけます。自動空気ブレーキ車は一度ブレーキを緩解して次のブレーキまでの時間をできるだけ長く時間を取ったほうが2回目は確実に効きますからね。早コメといってエンジンを空ぶかししてエアーを溜めることもあります。

[kubaku]

Originally posted by 天満＠Vtuber:

BVE育ちなもので、動画を見てみました。込めるときはやっぱりワンテンポ遅れてブレーキがかかり始めていますね。ただ、少しだけ込めた時の挙動が動画では見れないのでどうなんでしょうか。。。
でも抜くときはゲームと挙動が違うかも？と思ってしまいます。
ブレーキ管圧力が上昇するとそれに追従するようにシリンダー圧力が低下することがゲームの挙動で違うと思うのですが
他方の動画ですが、私の言いたいことが伝わればと思い共有しておきます。
https://youtu.be/Pgqtrylle9c?si=T7l4dAVMd9Cr6Oxj&t=219

そもそもこちらの動画はキハ40です
留萌本線DLCのキハ54とは異なり、制御弁などブレーキユニットが違います
DA1系ブレーキユニットを搭載するキハ54と、CLEブレーキユニットでは、電磁弁の有無もあって応答速度が異なってきます
また、制御弁もA制御弁とキハ40系に搭載されるKU-1B制御弁では構造が異なり、応答性能が異なります

どちらも併結可能としている点や、DA1系ブレーキユニットにも電磁弁が追加され、編成での応答速度差を解消するべくした点(あくまで編成として)、単車での差や異種併結しているかどうかといったあたりもあり、動画などだけで全てが理想どおりの性能を表現しているとは言いづらいよう思います

[中 ドラ１２]

キハ40とキハ54でブレーキの特性が違うのですね。
実際の現場では キハ40を運転するとき、キハ54を運転するとき、異形式を連結するときで
ブレーキの感覚が変わってくるのに、そのブレーキをうまく調整して止める気動車の運転士のテクニックは凄いですね