I intervjuet ved avgang Bergen sjekket lokfører tre ting: at luftkraner var åpne, togets vekt, og bremseprosenten.

Uttrykket bremseprosent har jeg hørt i årevis uten å vite hva det innebærer. Hvordan regnes denne ut, og hvilken betydning har den for et tog som skal bremse eller stoppe?

Kort fortalt: forholdet mellom et togs totalvekt og bremsekraft. Jo høyere prosent, desto bedre bremser.

Har du lest artikkelen om bremser På Sporet?

Koplingene mellom lok og første vogn er lokførers ansvar. Kontroll av de øvrige koplingene, bremseprøving og beregning av bremseprosenten, er bremseprøveens ansvar. For persontog med lokomotiv og vogner er det oftest en konduktør som er bremseprøver. Sånn er det også i Bergen.

Til det siste:

Den er avgjørende for om hvorvidt toget kan stoppe eller ikke. Et eksempel: En gang i 1940-årene ble det utregnet feil bremseprosent på et godstog. Ved den oppgitte bremseprosent kunne toget fremføres greit. Men bremseprosenten var atskillig lavere. Hadde personalet visst hva den reelle bremseprosent var, ville de ikke satt i vei med toget. Det endte med at de mister kontrollen på toget. Avsporing med tap av liv ved Meråker.

Man kan jo enkelt si at bremseprosenten er tallet som angir forholdet mellom bremset vekt og bruttovekt i prosent. Men prosentregningen i seg selv er jo egentlig lite interessant, og tallene finnes på forskjellig vis som merking, oppslag, og generelle regler osv.

Mer spennende finner jeg hvordan bremset vekt beregnes når kjøretøyet konstrueres. Den fysiske kraften fra trykket i bremsesylindere som virker på stempelflaten, omsettes gjennom stangsystemet slik at klossene presser mot hjulene eller bremseskivene med en beregnet kraft, altså kraftoverføring gjennom dreiemomenter. Denne kraften skal så beregnes over til å gi en bestemt friksjon mellom kloss og hjul, eller mellom bremsebelegg og bremseskive. Denne friksjonen skal slik jeg forstår det kunne beregnes til å gi en retardasjon som tilsier en tilbakelagt strekning under retardasjonen (oppbremsingen) i forhold til en strekning/distanse det forventes at kjøretøyet skal klare å stoppe på, i forhold til signaler osv. Nå kan sikkert noen si noe eksakt om denne distansen sin lengde, men beregnes det at kjøretøyet vil bruke lengre strekning på å stoppe, blir bremset vekt beregnet til å bli tilsvarende lav (lavere enn bruttovekt og under 100%). Viser beregningene at kjøretøyet vil kunne stoppe etter en kortere strekning enn den som forventes, blir bremset vekt beregnet til høyere enn bruttovekt (over 100%) før den blir angitt og merket på kjøretøyet i tonn. Bremseprosenten for et helt og konkret tog, blir forenklet sett alle bremsede vekter og bruttovekter summert opp hver for seg og prosentregnet, ser vi bort i fra noen regler osv.

Forsøkte å bruke mer allment kjent fysikk og forenkling når jeg skrev dette, fremfor masse jernbanebegreper og regelhenvisninger som skal imponere i et miljø. Jeg håper det ble vellykket.

Så noe mer spennende:
Hvordan forholdt dem seg til dette med bremseprosent ved ulike forstadsbaner som BB, HKB, EB eller GB? Relevant tema eller bortfalt det siden bruttovekt sjeldent varierer?

Vi kan forenkle dette ganske betydelig.

I gamle dager beregnet man ikke bremsekonstruksjonen ut fra en bestemt bremselengde. Med de hastighetene som det var mulig å kjøre i var bremsekraften stort sett alltid tilstrekkelig.

Hvis bremsekraften (klossenes trykk mot hjulene eller bremseskivene) ved høyest oppnåelige bremsekraft er lik den kraften som skal til for at hjulene skal slutte å rotere (begynne å gli på skinnene) ved langsomt rullende vogn, så er bremset vekt lik vognens vekt (= 100%).
Ved høyere hastigheter endres friksjonsforholdene mellom klosser og hjul og mellom hjul og skinne. Da kan man ha høyere klosstrykk uten at hjulene fastbremses.
Ved økende hastigheter kommer i tillegg svinghjulseffekten ved hjulenes rotasjon, på lokomotiver også rotasjonen av motorene (dynamisk vekt), som også må bremses.
Materiell som skal gå i mer enn 100 km/t har derfor høyere bremsekraft, og kan ha bremseprosent på langt over 100%. Eksempelvis hadde de tyske 103-lokomotivene en bruttovekt på 114 tonn, men bremsekraft på opp til 250 tonn, som gir en bremseprosent på nesten 220%

Bremselengden varierer mye, helt avhengig av kjørehastighet og fallforhold på strekningen. Tidligere var det fastsatt at alle tog skulle ha en bremsekraft som gjorde det mulig å stoppe på en maksimal distanse på 800 meter i det største fallet på aktuell strekning. I dag er det litt forskjellige distanser avhengig av signalsystem og største tillattet hastighet på strekningene.

Minstekravet til bremsekraft for et tog i forskjellige fall og hastigheter er fastsatt i tabeller.
På horisontal linje ville det for et gammeldags godstog i 40-45 km/t være tilstrekkelig med en bremseprosent på 15% for å kunne stoppe på 800 meter. I et fall på 20‰ var det tilstrekkelig med 40%.
For et persontog i 80 km/t var det tilstrekkelig med bremseprosent på 42% på horisontal linje og 75% i 20‰ fall.
I de fleste tilfeller hadde togene større bremseprosent enn dette, men hvis minstekravet til bremseprosent ikke kunne oppnås måtte hastigheten reduseres i fall. Sånn er det også i dag.

Gamle godsvogner og mange gamle personvogner hadde ensidige bremseklosser, noe som satte en del begrensninger på hvor stort klosstrykk man kunne tillate. På slike vogner regnet man at bremset vekt var 80% av vognens egenvekt. For godsvogner sank dermed bremseprosenten med økende last.
fra 1920-30-tallet ble både person- og godsvogner bygget med tosidige bremseklosser, noe som tillot betydelig større bremseklosstrykk og dermed større bremsekraft. Da fikk personvognene bremsekraft som omtrent tilsvarte totalvekten (bremseprosent 100%), mens godsvogner fikk omstillbare bremser slik at klosstrykket kunne økes når vognen var lastet. Noe senere kom det også automatiske lastveksler og lastbremseautomater som øker bremsekraften automatisk når vognene lastes.
Det er uansett viktig at bremsekraften ikke blir for stor, siden man da lett vil få fastbremsing av hjulene med påfølgende hjulslag.

Her kan det legges til at det var mye mer vanlig tidligere at godstogene hadde med vogner enten uten bremser eller med avstengte bremser pga. feil. Likeledes hadde lokomotivene til dels ganske lav bremseprosent. F.eks. slike som El8. Dermed kunne man ende opp med ganske lave bremseprosenter sammenlignet med hva togene generelt har i våre dager.

Forsåvidt enig i det Roar sier, men når det gjaldt de kontenertogene som vi målte retardasjonsevne på etter Lillestrømulykka så holdt ikke retardasjonen det bremseprosenten indikerte. Der manglet det absolutt noe.

Og jeg mener det kom skriv om at man skulle beregne ned bremseprosenten på godstog med en viss reduksjonsfaktor for håpentligvis å være på en sikre sida.

Terje

For Lillestrømulykken var det ikke spekulasjon om at det hadde kommet sne inn i en tilkobling i en bremseslange.
Det bakre toget ble koblet sammen på Alnabru før avgang så i teorien kunne det ha vært slik. Ved senere kontroll
på Lillestrøm lot det seg, naturlig nok, ikke påvise.

Om denne hendelsen, se NOU (Norges offentlige utredninger) 2001:9 Lillestrømulykken 5. april 2000.

Det virkelig spennende kan være hvilken friksjon det er mellom hjul og skinner. Det kan variere ganske mye om det legger seg ulike belegg på skinnene. Best og stabilest friksjon er det kanskje hvis det er kraftig regn som fjerner mulige belegg på skinnene.

Ting som kan lage ulike belegg på skinnene som kan innvirke på friksjonen er fuktig løvfall, men også kraftig polennedfall sammen med litt yr, fiskeslo som renner fra konteinere eller lastebilhengere og ned på skinnene.

En liten historie om det siste fra gamle dager, eller nærmere bestemt 30-tallet og kanskje i tidlig etterkrigstid. Da var det periodevis stor transport av "Frische Fische aus Norwegen" blant annet på Dovrebanen. Om jeg har forstått det riktig ble fisken transportert i beholdere med is hvor smeltet is skulle renne fisken og vogna. Enkelte ganger kunne det havne på sporet, og det er fortalt at det kunne påvirke friksjonen for etterfølgende tog, ikke minst i tunneler som det er mange av opp Drivdalen. Enkelte ganger kunne det da være vanskelig å være sikker på om toget jeg framover. Da kunne man enkelte ganger stikke dørkkosten i tunnelveggen for å få et sikkert svar.

Etter Lillestrømulykka var jeg med på et oppdrag Det Norske Veritas hadde med å vurdere godheten av bremsesystemer for godstog. Vi gjorde også noen målinger av retardasjonsevnen for ulike godstog ved hjelp av akselerometer. En del av de svarene vi fikk er kanskje ikke så godt kjent i miljøet:

1. Klossbremsene skjerpes ved bruk. Vi målte normalt på flere bremsetilsetninger på på forhånd utvalgte steder for samme tog. Den første bremsetilsetning ga alltid dårligst retardasjon. Størst var effekten om det var togets første bruk av trykkluftbremsen etter avgang.

2. Spesielt konteinertog hadde normalt en noe lavere retardasjosnevne enn det bremseprosenten skulle tilsi. Det tror jeg kan skyldes at kontainervogner normalt har veiesystemer som skal gi en kontinuerlig justering av bremseprosenten i forhold til vognens last. Her kan det ofte være snakk om mekaniske overføringer med intern friksjon som kan redusere lastinformasjonen og derigjennom bremskraften.

3. Tog med vogner som enten går fullt lastet eller tomme og som kan ha manuell lastomstilling gir nok ofte en mer pålitelig bremsevirkning enn vogner med automatisk lastomstiller. Blant de togene vi fant bremset vesentlig bedre enn hva bremseprosenten tilsa var et fulllastet tommertog som i utgangspunktet hadde en ganske lav bremseprosent. Fullastede vogner greier ikke ofte ikke å fullutbremse lasten pga fare for skadelig varmeutvikling på hjulene.

For de som lurer på hvordan sporets helning påvirker målinger med akselerometer kan jeg si at så lenge helningen er konstant over bremselengden vil det ikke påvirkes på annen måte enn at man får lengre bremsestrekning å måle på når det heller nedover. Folk som tviler kan prøve det ut med å medbringe et Waterpass til et kjøretøy. Der kan man se at lar man kjøretøyet rulle friksjonsfritt i nedoverbakke vil waterpasset fortsatt vise horisontalt underlag. Dette forutsatt at det har samme stilling i kjøretøyet som ved horisontal vei.

Målingene ble gjort med fullbremse ved lokomotivets førerbremseventil og forsøkt begrenset til hastighetsområdet fra ca 80-90 km/h ned til til ca 40 km/h hvor reduksjonen er relativt konstant. Den øker kraftig i lavere hastighet. Instrumentasjonen laget et plott av retardasjonen og brukte kun den delen hvor retardasjonen var ganske konstant.

Moderne kunststoffbremseklosser og ikke minst skivebremser kan ha litt andre egenskaper enn støpejernsklosser på hjulets løpebane. Det kan jeg ikke mye om.

Terje

Og så kommer motstandsbremsene inn og forstyrrer det. Hvordan vil et diesel- eller elektrisk lok påvirke bremseprosent?

Det er kun tykkluftbremser som teller med i bremseprosent. I alle fall for godstog.

En annen interessant ting er også at når du aktiverer nødbremse her kobles elektrisk bremse ut.

Terje

Magnetskinnebremser regnes heller ikke med ved beregning av bremseprosent.

Jeg omtalte i liten grad friksjonen mellom kloss og hjul. Den er selvfølgelig også viktig.

Hvis togsett blir stående i lengre tid, spesielt i fuktig og marin atmosfære vil det dannes irr både på klosser og hjulets løpebane. Det vil redusere friksjonen ved første tilsetning, og kan nok være en årsak til at bremsene skjerpes for hver aktivering.

Også når man skifter bremseklosser pga slitasje skal det jo litt bremsing til før bremseflaten er blitt blank og rein om man ikke sliper av rust før de nye klossene settes inn.

Og med moderne togframføring brukes trykkluftbremsene mye mindre enn de ble brukt før. Dette er jo relativt marginale effekter, men om en par slike bygger seg på hverandre kan det ha betydning.

Terje

Begrepet bremseprosent opererer en ikke med på sporveier og forstadsbaner i Oslo, men problemstillingen er relevant. I stedet for bremseprosent opererer en med krav til andel aksler som kan fullbremses i et tog.

Bremseprosent gir uttrykk for hvor stor bremsekraft en kan ha på hjulene. På glatt føre må det vel ha en betydning hvordan en oppnår denne bremsekraften, for da er det av større betydning antallet aksler som bremser.

Man regner ikke på dette for motorvognsett på jernbanen, annet enn dersom motorvognmateriell må trekkes av lokomotiv. Ikke så vanlig i dag, i hvertfall ikke med reisende ombord. Men dette forekom i langt større utstrekning tidligere. Også planmessig og med reisende.
Mest vanlig med elektriske motorvognsett. Tp. 68, og 65/67, men også med tp. 92.