Stuureffect van de spooras

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Flens (flange) aan spoorwiel

Het zelfcorrigerende stuureffect van de spooras zorgt ervoor dat de wielen van een trein de rails volgen. Twee treinwielen en een as vormen een vast of star geheel en worden wel wielstel genoemd. Beide wielen draaien dus altijd precies even snel. De loopvlakken van de wielen zijn conisch, met aan de binnenzijde, waar de flens zit, een iets grotere diameter dan aan de buitenzijde. Het loopvlak van een treinwiel is daarom te zien als deel van een kegel.

Zelfcorrigerend

Als bijvoorbeeld het linker treinwiel een beetje naar de buitenzijde van het spoor loopt, dan schuift het raakpunt van rail en wiel naar de binnenzijde van het wiel, waar het een iets grotere diameter heeft. Tegelijkertijd gaat het raakpunt van het rechterwiel meer naar de buitenzijde waar het juist een iets kleinere diameter heeft. Doordat beide wielen even snel draaien zal het linkerwiel iets sneller vooruitkomen dan het rechterwiel; de as stuurt naar rechts en daarmee weer naar het midden. Deze zelfcorrigerende sturing slaat meestal een beetje door, zodat even later het rechterwiel een beetje naar de buitenzijde van het spoor loopt. Zo loopt een wielstel een beetje slingerend over het spoor, zonder dat de wielflenzen van de spoorwielen tegen de rails aanlopen. Deze laagfrequente zijdelingse slingerbeweging wordt vetergang of sinusloop genoemd.

Voor hogesnelheidstreinen gebruikt men wielen met een mindere mate van een kegelvorm om de zijwaartse bewegingen te reduceren.[1]

Onderhoud van wiel- en railprofielen[bewerken]

Het is belangrijk dat de wieldiameters links en rechts precies gelijk zijn, anders stuurt de as voortdurend in de richting van het kleinste wiel tot de wielflens hem tegenhoudt. Naarmate de snelheid toeneemt worden de eisen die aan het wiel- en railprofiel gesteld worden hoger. Na beschadigingen of na slijtage gaan wielstellen van een trein naar kuilwielenbank, waar ze hersteld worden door een klein laagje van het wielstel te verwijderen, 'af te draaien'. Rails wordt onderhouden door een slijptrein of een trein die de rails freest.

Aanlopen[bewerken]

Als de flenzen tegen een rail aanlopen ondervindt de trein extra rijweerstand doordat de flenzen langs de rails wrijven. Ook geeft dit geluidsoverlast.

Bij harde dwarswind gebeurt dit wel en dat is er de oorzaak van dat zijwind bij een trein meer extra trekkracht vergt dan tegenwind. Het zijoppervlak van een trein is immers vele malen groter dan het frontoppervlak, zodat ook de dwarskracht vele malen groter is dan de luchtweerstand. Hierdoor kan, hoewel de afremmende kracht slechts een fractie is van de daar haaks op staande dwarskracht, de afremmende werking van dwarswind belangrijk groter zijn dan die van tegenwind, hoewel deze wind wel volledig als afremmende kracht doorwerkt.

In bogen kan de wielflens aanlopen doordat de trein zijdelings wegglijdt. Dit effect wordt tegengegaan door het spoor een dwarshelling te geven. Deze verkanting afgestemd op de gebruikelijke snelheid; bij sneller of langzamer rijden kan de flens van het buiten- respectievelijk binnenwiel toch aanlopen. Hoe kleiner de boogstraal is, hoe vaker de flens aanloopt.

Bij wissels kan voor het afbuigende spoor geen verkanting worden toegepast doordat het rechtdoorgaande spoor dit niet toelaat. Ook hier zal het aanlopen van de flens vaker voorkomen. De boog van het afbuigende spoor van wissels kan zo klein zijn dat het verschil in diameter van de loopvlakken van de treinwielen te klein is om het lengteverschil tussen de binnenliggende rail en de buitenliggende rail op te vangen. Dan zal het treinwiel enigszins over de binnenrail slippen, wat ook geluidsoverlast geeft.

Om geluidoverlast en slijtage te beperken wordt bij wissels of bogen wel een 'conditioner' (speciaal smeermiddel) aangebracht op de wielen en soms ook op de rails. Dit wordt 'wiel-railconditionering' genoemd. Installaties voor het aanbrengen van de conditioner worden zowel in treinen[2] als in het spoor geplaatst.

Zie ook[bewerken]

Referenties[bewerken]

  1. (en) The Japanese Bullet Train Engineering Connections. BBC Documentary. Een demonstratie met een kegelvormig voorwerp vanaf 3:25 tot 10:00 min.
  2. ProiRail. ProRail pakt geluidshinder bij Hilversum aan (13 augustus 2012)