• Kiegészítő siklásbiztonsági jellemző (Bks): a kerék elemelkedésének kockázatát mérő mennyiség, százalékban kifejezve; +100% esetén az egyik kerék elemelkedik a sínről, így siklás következhet be. A mérőkocsi kerekeire ható függőleges erőkből képződik. Értéke attól függ, hogy valamely kerék és sín között mennyire csökken le az őket összenyomó erő (kerék-tehermentesülés). Határértékei pozitívak, negatív értékek esetén nincs ilyen jellegű veszély.

• Pályabiztonsági jellemző (Bp): a vágány maradó oldalirányú eltolódásának kockázatát mérő mennyiség, százalékban kifejezve; 100% esetén a vágányban azonnali, jelentős irányhiba keletkezhet. A mérőkocsi haladása során fellépő, vágány­ra ható keresztirányú és függőleges erők viszonyából képződik. Értéke attól függ, hogy a keresztirányú erő (ívekben a terelőerő) mennyire képes eltolni a vágányt a függőleges irányú (leszorító) erőből származó súrlódás, illetve a felépítmény ezt akadályozó erőinek ellenében.

Pálya-igénybevételi jellemzők

A pálya-igénybevételi paraméterek a pálya-jármű rendszerben fellépő dinamikus többleterőket a pálya szempontjából mutatják meg. Az e paraméterekkel jellemzett hatások a pálya geometriai jellegű avulását közvetlenül befolyásolják, mivel a pályára ható többleterők az ágyazatban, illetve az alépítményben a rugalmas behajlások mellett kismértékű maradó alakváltozásokat is okoznak. A kicsiny maradó alakváltozások összegződnek, és idővel egyre nagyobb vágánygeometriai hibákként jelentkezhetnek (fekszint- és irányhibák stb.). A pálya-többletterhelések a sínhibák kialakulásával is összefüggésbe hozhatók, hiszen a sínhibákat is a kerék-sín között ébredő erők hozzák létre, illetve növelik a már meglévő anyagszerkezeti folytonossági inhomogenitásokat. A pálya-többletterhelési jellemzők a menetirány szerinti első kerékpárnál kialakuló függőleges és keresztirányú erőkapcsolatot értékelik az alább vázolt szemléletes definíciók szerint.

• Függőleges vágány-többletterhelési jel­lemző (PTvá), függőleges sínszál-többlet­terhelési jellemzők (PTb, PTj): a vágányt, illetve a menetirány szerinti bal és jobb sínszálakat érő függőleges többletterhelést mérő mennyiségek, százalékban kifejezve; 100% esetén az álló helyzetben mérhető súly kétszerese adódik át a pályára, illetve az adott sínszálra. A mérőkocsi kerékpárjáról, illetve adott kerekéről a vágányra átadódó függőleges dinamikus többleterők és az álló helyzetben mérhető függőleges terhelés arányából képződnek. Értékük attól függ, hogy a pillanatnyi, vágányra vagy adott sínszálra egyszerre átadódó függőleges többleterő hányszorosa a nyugalmi állapotban mérhetőnek. Negatív érté­kek (tehermentesülés) esetén a grafikonon 0 szerepel.
• Vágányra ható keresztirányú erő (SumY): a vágányra ható keresztirányú erő, kilonewton [kN] mértékegységben. Ez a jellemző a mérőkocsi kerekeiről a két sínszálra átadódó pillanatnyi keresztirányú erők összegének valós nagyságát mutatja. Előjeles mennyiség, tehát a menetirány szerint jobbra és balra ható erő ellentétes előjellel szerepel a grafikonon. 50 kN-t megközelítő értékek már jelentősnek számítanak.

Komfortjellemzők

Az előző két alfejezetben (biztonsági és pálya-igénybevételi paraméterek) a jármű haladásának veszélytelenségéről, illetve a pálya avulását befolyásoló hatásokról volt szó. A vasúti szolgáltatások folyamatos fejlődésével összhangban azonban kívánatos a személyszállító vonatokon utazók komfortérzetének növelése, illetve a tehervonatokon a rakományt érő nemkívánatos ütések-rezgések mérséklése is. Ezért a megítélési jellemzők harmadik csoportját a mérőkocsi utasterében (a menetirány szerinti hátsó forgócsap felett) tapasztalható viszonyokat számszerűsítő jellemzők alkotják az alábbiak szerint.

• Keresztirányú dinamikus lengéskomfort (Kk): az utasra ható keresztirányú lökéseket (szitálás) mérő mennyiség, m/s2 mértékegységben. A mérőkocsi kocsiszekrényén mérhető keresztirányú gyorsulás alapján képződik, a 2 s és 0,2 s közötti időtartamú lengések figyelembevételével. Azt mutatja meg, hogy mekkora gyorsulások (szitálás) érik keresztirányban az utasokat, leszámítva az ívekben tapasztalható folyamatos, centrifugális vagy centripetális gyorsulást. A diagramon a jobbra és balra irányuló gyorsulás is pozitív értékként jelenik meg.
• Függőleges dinamikus lengéskomfort (Kf): az utasra ható függőleges lökéseket (rázás) mérő mennyiség, m/s2 mértékegységben. A mérőkocsi kocsiszekrényében mérhető függőleges gyorsulás alapján képződik, a 2 s és 0,2 s közötti időtartamú lengések figyelembevételé­vel. Azt mutatja meg, hogy mekkora gyorsulások (rázás) érik függőleges irányban az utasokat. A diagramon a felfelé és lefelé irányuló gyorsulás is pozitív értékként jelenik meg.
• Kvázistatikus keresztirányú komfort (Kqk): az utasra ívekben folyamatosan ható keresztirányú gyorsulást mérő mennyiség, m/s2 mértékegységben. Ez a jellemző a mérőkocsi kocsiszekrényén mérhető keresztirányú gyorsulás alapján képződik, a 2 s feletti időtartamú hatások figyelembevételével. Azt mutatja meg, hogy mekkora, állandó jellegű (kvázistatikus) gyorsulás éri keresztirányban az utasokat az ívekben, a padló síkjával párhuzamos irányban. A diagramon a jobbra és balra irányuló gyorsulás is pozitív értékként jelenik meg.
• Kiegyenlítetlen szabad oldalgyorsulás (a0): az utasokra ívekben folyamatosan ható keresztirányú gyorsulást mérő mennyiség, m/s2 mértékegységben. Ez a jellemző a mérőkocsi kocsiszekrényén mérhető keresztirányú gyorsulás alapján képződik, a 2 s feletti időtartamú hatások figyelembevételével. Azt mutatja meg, hogy mekkora, állandó jellegű gyorsulás éri keresztirányban az utasokat az ívekben, a túlemelt vágány síkjával párhuzamos irányban. A diagramon a jobbra és balra irányuló gyorsulás is pozitív értékként jelenik meg.

A jellemzők kiértékelése

A kiértékelés jelenleg a D54. számú MÁV-utasítás 51.1. fejezetének 18. táblázata szerint történik (2. táblázat) [8].
Felmerül a kérdés, hogy mi a teendő, ha a mért járműdinamikai értékek meghaladják a határértékeket. Előfordul ugyanis, hogy ezeken a járműdinamikailag kritikus helyeken a vágánygeometriai értékelés nem mutat határértéket meghaladó pályahibát. Az ilyen látszólagos ellentmondások természetesek, mivel a vágánygeometriai hibáknál kialakuló járműreakció a vágánygeometriai eltéréseknek rendkívül bonyolult függvénye. A jármű viselkedése a többi között a sebességtől, az egymás után következő geometriai hibák hatásainak összegződésétől (pl. a szakirodalomban lásd a „cyclic top” jelenséget), illetve a jelenlegi irány- és hosszfekszint-kiértékelési rendszerben figyelembe nem vett hullámhossz-tartományú (D1-en kívüli) pályahibáktól is függ. Lehetnek olyan jellegű vágánygeometriai hibák is, melyekre a hagyományos vágánygeometriai mérési jellemzékek nem érzékenyek, bár hatásuk a pálya-jármű rendszerben jelentős: ilyen a keresztfekszint (túlemelés) II. deriváltja [5]. A pálya fenntartója a dinamikai problémákat okozó helyeken, illetve szakaszon általában a vágánygeometria további javításával tud enyhíteni a járműdinamikai problémákon. Ideiglenes megoldásként természetesen sebességkorlátozás is szóba jöhet, mivel a dinamikus igénybevételek a jármű haladási sebességével szorosan összefüggnek.
A vágánygeometriai és járműdinamikai jellemzők együttes megítélését és összefüggéseit példán keresztül illusztrálom (5. ábra) egy 120 km/h sebességgel végzett mérés eredményeivel:

• A 244 725 szelvénynél található, mindkét sínszálat érintő süppedések vágánygeometriai szempontból határértéken belül maradnak, de határértéket meghaladó függőleges lengést (Kf görbéje) okoznak az utastérben.
• A 244 471 és 244 277 szelvényeknél látható síktorzulások A jelű bázison vett értéke egyaránt 17 mm, azonban for­galomveszélyességük eltérő. Előbbinél a pályabiztonsági jellemző meghaladja a határértéket, utóbbinál a járműdinamikai reakció csekélyebb marad. Vagyis a kettő közül az első hiba – az alakjából következően – veszélyesebb.
• A 244 000 szelvény környezetében avult hegesztésekre utaló, kb. 21 m-enként periodikus ütéseket mutatnak a függőleges vágány- és sínszál-többletterhelési jellemzők, ám ezek a függőleges komfortot kevésbé zavarják.

Összefoglalás

A fentiekben bemutattam a geometriai és dinamikai szemléleten alapuló kettős pályaállapot-megítélés szempontjait, és az FMK–007 mérőkocsi ebbe illeszkedő mérőrendszereit. A 2018-ban üzembe he­lyezett új járműdinamikai mérőrendszer méréstechnikai szempontból teljesen megújult, azonban az eredményeket tartalmazó paraméterek – a járműdinamikai megítélési jellemzők – változatlanok. Az egyes jellemzők szemléletes jelentésének közlésével és a gyakorlati példával a MÁV Zrt. pályafenntartási szakemberei számára újra szolgáltatott járműdinamikai mérési eredmények megértéséhez, felhasználásához és továbbgondolásához kívántam hozzájárulni.