KTH: Vi har lösningen på tågbroms som blir glidlager

SVT Nyheter rapporterade för ett par veckor sedan om tåg med en relativt sett ny typ av bromsar som har fått problem i vintertrafik. Problemen handlar framför allt om förlängda bromssträckor och i något fall till och med om att tåget inte klarat av att stå still utan börjat rulla bakåt. Felen har rapporterats från så väl Sverige som Finland.

Traditionellt har godståg utrustats med så kallad blockbroms där bromsblocket görs av gjutjärn. Men de kan ge upphov till kraftigt oväsen vid inbromsning, vilket de flesta nog upplevt någon gång. Oljudet beror på termisk instabilitet som orsakar ojämnheter i hjulets slitbana.

För att minska oljudet har bromsblock av komposit utvecklats. Problemet är att de inte tycks tillräckligt testade vid vinterklimat. Fördelen med bromsblock av gjutjärn är att friktionsvärmen leds runt och förhindrar isbildning. På grund av den kraftigare nötningen uppstår också en rå och skrovlig yta, vilket leder bort vatten. Kompositblocken får däremot en i princip spegelblank yta efter ett tag.

– Utsätts sedan de här kompositbromsarna för snö och vatten så vattenplanar bromsarna. Dessa klarar inte av att bryta igenom den vattenfilm som uppstår mellan de blanka ytorna. Bromsarnas funktion blir omvänd, de liknar ett vattensmort glidlager. Det här har medfört att tågen inte klarat av att stanna på stationerna. Därmed har man inte en säker bromsverkan, säger Ulf Olofsson, professor i tribologi vid KTH som studerat fenomenet.

Läs mer:

2015 skrev han en rapport som publicerades i Journal of rail and rapid transit, där flera förslag på lösningar presenterades. Lösningarna har tagits fram efter tester i en klimatkammare.

Bland annat valdes ett alternativt kompositmaterial ut för vidare studier. Det uppges ha goda egenskaper för att motverka oljud men med ett högre friktionstal.

En annan lösning innebär att bromsblocket slitsas med tunna spår i 45 graders vinkel mot glidriktningen. På så sätt kan vattnet ledas bort och glidlagereffekten upphävas.

Ett EU-direktiv mot buller är på väg att införas, vilket skulle kunna innebära att tågbranschen måste byta ut en stor mängd gjutjärnsblock till en beräknad kostnad av 250 miljoner kronor för landets 11 000 godsvagnar. Något branschen nu protesterar mot, inte minst av säkerhetsskäl.

När kan de lösningar du presenterar i rapporten finns tillgängliga på marknaden?

– För att få sälja dem måste de typgodkännas. Det är dyrt. Eftersom typgodkännande inte inbegriper vinterprovning krävs det att någon vill betala för det. Men marknaden för dessa bromsar är ju betydligt mindre, säger Ulf Olofsson.

Bör man vara orolig för att det rullar omkring tåg med dåliga bromsar?

– Det har rapporterats incidenter där tåg inte kunnat stanna och förlorat bromsförmågan. Det är viktigt att man följer upp dessa händelser och framför allt att man inför ett test som motsvarar de miljöer bromsarna ska användas i. Där finns en brist i dag, säger han.

Rapporten kommer den 16 oktober att belönas med John F Alcock Memorial prize som delas ut av Institution of Mechanical Engineers.