Därför ger halka problem med ledbussarna

Den senaste tidens kraftiga snöfall har på många hållmedfört omfattande störningar och olyckstillbud i vägtrafiken. I flera fall har det handlat om ledbussar som inte tar sig fram, eller har glidit av vägen. Det leder till följande fråga:

-Är ledbussarnas konstruktion direkt olämplig för utomhusbruk vintertid?

Enstaka ledbussar byggdes redan på 1920-talet, medan ledbussar kom i kommersiellt storskalig drift på 1960-talet. År 2010 fick tidningen NyTeknik följande läsarfråga: ”De blå ledbussarna i Stockholms innerstad har motorn i bak och drivningen på det bakersta hjulparet. Ekipaget puttas alltså på bakifrån, bakom leden (dragspelet). Vem som helst kan räkna ut att om mellanhjulen tappar väggreppet, kommer bussen att vika sig som en fällkniv. Är det farligt att åka ledbuss?”. Frågan besvarades av professor emeritus i färdsäkerhet, Lennart Strandberg, tillika under många år ordförande för vår förening VETA. Både frågan och svaret är idag återigen högaktuella. Här återges Lennart Strandbergs svar i helhet:

”Dåligt väggrepp ger ledbussar flera problem med framkomlighet, stabilitet och styrbarhet. Att de viker sig behöver dock inte bero på det fenomen som frågeställaren i NyT 23 anser att ”vem som helst kan räkna ut”. Fordonsdynamiken är ofta mer komplex än så.

1. Framkomlighet: Drivhjulens friktionskrafter måste alltid övervinna tyngdkraftskomponenten parallellt med körbanan, när vägen lutar på längden eller tvären. Ju mindre del av fordonets tyngd som belastar drivhjulen, desto lättare slirar de när det är halt.

Ett fleraxligt fordon med en enda drivaxel kan liknas med en tvåhjulsdriven personbil, som ska bogsera flera andra lika tunga bilar. Ännu värre blir det för en slirande ledbuss, som driver enbart på bakre axeln. När den viker sig minskar nämligen drivkraften i körriktningen som cosinus för vinkeln.

2. Stabilitet: Ett slirande hjul ger nästan inga sidkrafter. Vid en hållplats kan det räcka med den lilla tvärlutning som uppstår genom vägbanans bombering för att drivhjulen ska slira och börja glida i sidled. Kantstenar och snövallar kan sedan göra det omöjligt att komma ur fläcken, speciellt för en så kallad pusher, med drivning på släpvagnsaxeln bakom leden. Här är det alltså sidoglidning hos drivaxeln snarare än hos mellanaxeln, som är roten till det onda.

När fordonet fått upp farten, måste sidgreppet på de bakre hjulen vara större än på framhjulen för att det ska vara stabilt. Antalet frihetsgrader och varianter av instabilitet blir därför större för ledbussar, speciellt för dem med drivning eller medstyrning på den bakre axeln.

3. Styrbarhet: Om väggreppet och sidkraften från styrhjulen inte räcker till för att ändra girhastigheten tar det längre tid att svänga en buss eller en lång lastbil jämfört med en personbil. Det är en praktisk konsekvens av matematiken i den så kallade girmomentekvationen, som jag senast (2010-01-04) skrev om på Newsmill under rubriken Glömd naturlag bakom bussolyckan i Spånga*.”

Lennart Strandberg, Linköpings universitet

***

NyTeknik återkom ett par månader senare med ytterligare fylligt svar på samma fråga; denna gång skrivet av en läsare med förflutet hos en av de stora busstillverkarna. Här sammanfattas det svaret:

Ledbussen utvecklades för att kunna ge plats åt fler passagerare än en vanlig 12 m lång normalbuss. Längden hos en typisk ledbuss är 17 – 18 m och den har två axlar i den främre delen och en axel i ledvagnen. Under många år tillverkades mest ledbussar där motorn var placerad under golvet i den främre delen och med drivning på den mittre axeln, medan ledvagnen hade en styrd axel för att den svepta ytan i korsningar och kurvor skulle bibehållas liten.

För att bussen ska vara tillgänglig för personer med funktionshinder krävs lågt golv. Denna nyare aspekt medförde att motor och växellåda kom att placeras längst bak i ledvagnen, för att ge minsta möjliga intrång på passagerarutrymmet. Följaktligen blev det smidigast att låta bussens bakersta axel vara den drivande. Därmed kom också en större andel av bussens vikt att hamna på drivhjulen.

Som passagerare i en ledbuss behöver man alls inte sitta och vara livrädd när bussen körs i hög hastighet på motorväg. Så kallad ”jack-knifing” inträffar inte, inte ens vid häftiga rattrörelser. Påskjutsledbussar har säkra stabiliseringssystem, medan ledbussar med drivning på den mittre axeln numera har egenskaper hos ledvagnens styrda axel som ger stabil gång i alla situationer.

<Slut på sammandrag av läsarsvaret>

***

Den senaste tidens tillbud med ledbussar visar att fordonskategorin ledbuss fortsatt har problem på halt väglag. Bra #vinterdäck är naturligtvis jätteviktigt. Kanske borde ledbussar köras på dubbade vinterdäck, trots att dubbarna gör att däckstommarna inte går att regummera?

Men när det på tunga fordon inte ens hjälper med #snökedjor, måste det inses att utöver bra däck finns ytterligare en faktor med avgörande betydelse. I denna video visas en EU-tradare där påhängsvagnen är felaktigt baktungt lastad. På Europeiska påhängsvagnar, till skillnad från amerikanska och norska, sitter axlarna tämligen långt fram. Detta gör att när vagnen är baktungt lastad så vippar den likt en gungbräda bakåt och lättar därmed på dragbilens bakdel. Utan last på #drivhjulen så spinner de hejdlöst. Trots att videon avser ledade EU-tradare istället för ledbussar, styrker den Lennart Strandbergs påpekande ovan om betydelsen av att en hög andel av bussens vikt måste ligga på drivande hjul.

Att på grund av rotproblemet dåligt halkbekämpade vägar ersätta en halkkänslig ledbuss med två normalbussar är dyrt. Antagligen kommer därför många främst stombusslinjer fortsatt köras med ledbussar. Halkproblemen kan sannolikt minskas genom att utrusta ledbussarna med dubbdäck. En annan åtgärd kan vara att, när ledbussen körs med bara ett fåtal passagerare, uppmana resenärerna att sätta sig nära den drivande axeln, så att deras kroppsvikt belastar drivhjulen.

Mycket talar för att framtidens ledbussar kommer vara batteridrivna. Då blir det rimligt med drivning på fler än en axel, vilket sannolikt kan minska ledbussarnas halkproblem.

Johan Granlund