Veilig stoppen op hoge hoogtes - Vacuüm remt treinen af, zelfs als het koud is of op een helling

Veilig stoppen op hoge hoogtes - Vacuüm remt treinen af, zelfs als het koud is of op een helling

Bij modern treinverkeer wordt perslucht gebruikt om te remmen. Bij lage temperaturen heeft dit echter zijn grenzen. Smalspoortreinen die over hoge bergen rijden, maken daarom gebruik van bewezen vacuümremsystemen.
Vacuum-brakes-trains-1.jpg

Als de aandrijving van een voertuig stopt met werken, is het niet mogelijk om vooruit te rijden. Dit kan vervelend zijn, maar meestal niet gevaarlijk. Als de remmen defect zijn, moeten echter alle alarmbellen afgaan, omdat de remmen tot op zekere hoogte het belangrijkste onderdeel van elk voertuig zijn. Dit geldt met name voor treinen, die vele honderden passagiers kunnen vervoeren.

Van handremmen tot moderne stoptechnologie

Aan het begin van de 19e eeuw werden de eerste treinen voor elke wagon afzonderlijk met de hand afgeremd. In de loop van de tijd kwamen centraal gestuurde remsystemen die over de gehele lengte van de trein werkten. Destijds kwamen vacuümremmen veel voor, terwijl tegenwoordig vooral perslucht wordt gebruikt.

De twee remprocessen lijken in principe sterk op elkaar: Remzuigers op de wielassen worden aangedreven door remcilinders. De cilinders zijn met de besturingseenheid verbonden door leidingen die van de tractie-eenheid naar het einde van de trein lopen. De machinist bedient een klep om het remmen te starten. Bij persluchtremmen wordt overdruk, die afkomstig is van een compressor en die de energie levert voor het remproces, in de remleidingen geleid. Bij vacuüm- of zuigluchtremmen dient de klep om een bestaande negatieve druk te verminderen. Het houdt de remzuigers tijdens het rijden uit de buurt van de assen. Wanneer de klep wordt bediend, oefent de inkomende atmosferische druk druk uit en wordt het remmen gestart.

Voordelen van vacuümremmen

Persluchtremmen hebben een nadeel qua ontwerp: ze moeten omgevingslucht comprimeren voor het remproces. Tijdens koud weer kan het vocht in de lucht condenseren. Dit leidt tot een drukval en dus tot een vermindering van de remprestaties. Als het echt ijzig is, kan de condens bevriezen en de remleidingen verstoppen.

Dit gevaar bestaat niet bij vacuümremmen. Om ze bedrijfsklaar te maken bouwt de vacuümpomp, nadat de besturingseenheid is ingeschakeld, vacuüm op in de remleidingen. Dit voorkomt dat vocht van buitenaf het remsysteem binnendringt. Een drukverschil van ongeveer 690 millibar tussen het remsysteem en de atmosferische druk houdt de remmen in de vrijgavepositie. Wanneer de machinist de klep opent, begint de trein af te remmen. Dit gebeurt ook automatisch in geval van een systeemfout.

Dit zorgt voor operationele veiligheid, en niet alleen bij temperaturen onder het vriespunt. Bovendien kunnen vacuümremsystemen eenvoudig worden geregeld. Ze behouden hun volledige effectiviteit, zelfs na snel achter elkaar herhaalde bediening – belangrijke voordelen voor gebruik op lange afdalingen en tijdens het manoeuvreren. Vacuümremsystemen worden daarom vandaag de dag nog steeds gebruikt, bijvoorbeeld in veel smalspoor- en kleine treinen, diesellocomotieven voor manoeuvreerwerk of tunnelbouw, bergtreinen in Zwitserland en Oostenrijk, evenals in treinen van de Zuid-Afrikaanse en Indiase spoorwegen.

Het afremmen van een locomotief met zeer veel wagons is een complexe technische uitdaging. Gezien de versnelde massa moet rekening worden gehouden met lange remafstanden. Afhankelijk van de treinlengte moet tussen 5 en 25 ton per wielstel worden gestopt (ter vergelijking: voor een personenauto is dit gemiddeld 0,7 ton per wielstel). De wielstelremmen, zoals de perslucht- en vacuümremmen, zijn de belangrijkste componenten, maar zijn nog steeds maar één component. De motorrem verandert de elektromotor van de locomotief in een generator en genereert dus naast het remeffect ook elektriciteit. Tijdens het noodremmen worden railremmen gebruikt: remschoenen worden onder het chassis neergelaten en door geïntegreerde elektromagneten op de rails getrokken.

Geavanceerde remtechnologie is te vinden in wervelstroomremmen. Het effect daarvan is gebaseerd op elektromagnetische verspreiding in de rails. De remkracht wordt contactloos gegenereerd en nauwkeurig gedoseerd tussen de rem en de railkop. Deze kracht hangt echter af van de snelheid; daarom wordt deze technologie alleen als aanvulling gebruikt.

Bij het afremmen van treinen is het ook belangrijk om te onthouden dat als de remkracht ongelijk is, compressies en spanningen kunnen optreden over de lengte van de trein. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij persluchtremmen omdat de overdruk van de compressor vanwege de lange luchtleiding alleen vertraagd in de achterste wagon terechtkomt. De remmen drukken dan tegen het reeds geremde deel van de trein. Als daarentegen het achterste deel van de trein eerder of langer wordt afgeremd dan het voorste deel, bestaat het gevaar dat de trein in lengterichting uit elkaar wordt getrokken. Om dergelijke effecten te voorkomen, worden de toepassings- en vrijgavetijden van individuele voertuigremmen met behulp van omschakelinrichtingen aangepast aan de rijsnelheid en het gewenste remeffect.


Abonneer u op de "World of Vacuum"-nieuwsbrief!
Abonneer u nu en blijf up-to-date met het laatste fascinerende nieuws op het gebied van vacuüm.

ABONNEREN