A BKV-nál alkalmazott villamos­vasúti sín-kerék kapcsolatok gyakorlati elemzése

Ebben a fejezetben a BKV Zrt.-nél alkalmazott járatos és új beszerzésű járműveken alkalmazott kerékprofilok (335 és 300 mm kerékfutókör-sugárral) és a villamosvasúti hálózaton eleddig épített pályaszerkezetekben működő sínprofilok összhangjának hiányát világítom meg.
Vizsgálat alá vontam az

• egyenértékű kúpossági értékeket;
• a sín-kerék kapcsolatának kontakt felületét, az érintkezési nyomot (merev anyagmodell esetében csupán elvi, nem számítási megközelítésben);
• a maximálisan kialakulni képes futó­kör­sugár-különbséget;
• az 50 km/h sebességhez tartozó futási frekvenciákat;
• az esetleges „kétpontos érintkezés” esetében kialakuló kerékfordulatszám-különbségeket.

Az ezekből következő kopási tulajdonságokat – terjedelmi okok miatt – csak áttételesen elemzem.
Az ábrák a [6] irodalomból származnak, a már bemutatott Klingel-formula függvényét egy Excel alkalmazásba be­helyettesítve számoltam és táblázatba foglaltam (4. táblázat).
Szintén terjedelmi okok miatt csupán a legkedvezőtlenebbnek talált eseteket mutatom be (1. táblázat). A többi eset vizsgálata ezzel megegyező. A 8. esetben (8. ábra) külön vizsgáltam a budapesti burkolt, egyenes vágányokban épített kialakítást, melyben a sínek keresztirányú magasságkülönbsége a burkolat esését követi.

A kinyert adatokból számolt futástechnikai jellemzők és a Klingel-formula alkamazásának eredménye (2., 3. táblázat)

itt is csak részben egyezik az előző vizsgálatokéval, ahol a kerékprofil megegyező, azonban a sínek – magassági helyzetüket tekintve – az építés során a burkolat oldalesésével megegyezően kerülnek a vágányba, és gyakoriak a nyomtávszűkületek. A merevtengelyes járművek esetében az alábbi következtetést lehet levonni:
Megállapítások:

• Futókörsugár-különbség: ∆rmax = ~4,5 mm, mely a kis sugarú ívekben történő haladáskor ~R = 100 m-ig megfe­lel, R <100 m esetén elégtelen.
• Kontaktfelület: A sín-kerék kapcsolatának érintkezési nyoma igen kedvezőtlen, a sínen gyakorlatilag egy 1-2 mm széles sávon fut a kerék. Ez a kontaktfeszültség folyáshatáron túli mértékét okozhatja. Ebből adódóan a magassági kopás és a hullámos kopás folyamatának extrém felgyorsulására lehet következtetni, amit a gyakorlati tapasztalat is alátámaszt.
• Futásjóság: Az egyenesfutás stabilitása nem kedvező, a közúti vasúti gyakorlatban összességében káros konstelláció. A Ph sín 1 : 40-es dőlése mellett a burkolat például 1%-os oldalesése miatt a belső sínszálat (jobb) 1 : –100 dőléssel, a külső (bal) sínszálat pedig 1 : 100 dőléssel ábrázoltam. (Ez aszimmetriát jelent a futástechnikai paraméterekben, bár a modell nem „hibátlan”.) Az y = 0 pontnál a ∆r = ~2,5 mm, a további oldalkitéréseknél pedig előáll a 2 pontos érintkezés jelensége. Ez itt is azt jelenti, hogy a ∆r függvényben szakadás van, ezzel együtt egyenesfutás közben a kígyózó futás frekvenciája az igen magas tanγe (~1) miatt eléri a 3,3 Hz-et! Az y = 3 mm-es oldalkitérésnél is 0,69 az értéke, mely szintén igen kedvezőtlen (2,74 Hz). Ez különösen káros, de ezt még fokozza az ebből adódó és állandósuló, min. 2,5 mm-es futókörsugár-különbség, mivel a ∆r függvény szigorúan monoton csökkenő. Ez azt jelenti, hogy (visszahelyettesítve a korábbi képletekbe) a merevtengelyű jármű egyenesben folyamatosan változóan, de R = ~99–198 m sugarú körívekben való haladást leíró körülményekbe kényszerül, ilyen ívekben „szeretne” haladni az éppen kialakuló ∆r-től függően. Az IRW kerekekre ekkor fokozottan jellemző, hogy a középállásból valamely szélső helyzetbe törekednek (hiszen a tanγe ott magasabb, mint a szélső pozíciókban), különösen igaz ez a szabadonfutó kerekekre. Ezek amúgy is meglévő kedvezőtlen tulajdonsága [11] ezzel a jelenséggel csak erősödik, végletesen valamelyik sínszálhoz simulva futnak.
  A cikk folytatódik, lapozás:« Előző12345Következő »