A lehető legkisebb kerék- és sínkopás eléréséhez az optimális futási tulajdonságok (alacsony kígyózási frekvencia egyenesben, kedvező érintkezési felületi területek, ívben a futókörsugár-különbség megfelelősége) optimalizálása szükséges.
Ilyen optimalizálásról I. Y. Shevtsov [7] is beszámol publikációiban. Véleményem szerint olyan közúti vasutat üzemeltetőknél, ahol többfajta felépítmény (nyitott/burkolt) és többfajta sínprofil (legalább 2) van használatban (Vignol/vályús/tömbsínek, például Budapesten, lásd 4. ábra), ez az optimalizálási folyamat nem elégséges.
Az ilyen vegyesen alkalmazott sínrendszereknél is „univerzális” kerékprofil alkalmazása a célravezető, de ennek meg kell felelnie az infrastruktúrát üzemeltető távlatban preferált felépítményi rendszereihez, és azokhoz kell ezt optimalizálni.
Mindezek mellett az is követelmény lehet ennél a kerékprofilnál, hogy a meglévő pályákon adott sínprofil-, síndőlés-, nyomtávparaméterek esetén is ki­elégítő, és semmiképpen sem káros sín-kerék érintkezési mechanikai tulajdonsága legyen. Kedvező sín-kerék együttműködési paraméterekre a 10. és a 11. ábra mutat példát.

A bemutatottak alapján javaslom az MSZ EN 14363:2016 szabvány [7] által előírtak elvi, közúti vasúti körülményekre való részleges adaptációját, átvételét.

A hazai bevezetésre javasolt paraméterek

Az alkalmazandó kerékprofil előírásai:
  I. A min. 120 mm kerékszélességet lehetőleg kerülni kell.
 II. Lehetőleg 130 mm kerékszélesség alkalmazása, a 135 mm távlatban lehet cél.
III. Kis sugaró ívben, 1450 mm nyomtáv és aszimmetrikus síndőlés mellett, ∆r min. = 5,5 mm futókörsugár-különbség kialakulási lehetőségének megteremtése.
IV. 59R2 vályús sín esetében (1 : ∞ síndőlésnél) és MÁV 48-as Vignol-sín esetében 1 : 40 síndőlés figyelembevételével a lenti (VI., VII., VIII. és X.) paramétereknek hiánytalanul feleljen meg.
 V. Egyéb sínprofil és síndőlés-kombinációk esetében a VI., VII. és VIII. pontoknak feleljen meg 1432–1450 mm nyomtávokon.
A sín-kerék érintkezési mechanikájának előírásai:
    VI. Az egyenértékű kúposság (tanγe, a ±3 mm-es y kitérésnél, 1435 mm nyomtávnál)
              a) tervezési értéke max. 0,4 és min. 0,05 (új kerék, új sín);
              b) fenntartási értéke max. 0,5 és min. 0,05 (határértéken belüli ko­pottságú sín és kerék).
  VII. A tanγe függvény lefutása az ∆ oldalkitérés növekedésének irányában csak monoton növekvő lehet (1432–1450 nyomtávolságok esetében).
VIII. A ∆r függvényben 2 mm-nél nagyobb „ugrás”, szakadás az y = ±6 mm intervallumban (kivéve a maximális oldalkitérés ±2 mm-es tartományában) nem engedhető meg.
  IX. 1432 mm-es nyomtávnál kisebb (nyomtávszűkület) a pályában nem tűrhető meg.
   X. Az egyenértékű kúposság (tanγe max.) felső határértéke max. 0,6 lehet a teljes y oldalkitérési tartományban.
  XI. Az érintkezési nyom a lehető legszélesebb legyen, de a „konform” kapcsolat nemkívánatos.
 XII. A paraméterek 59R2 vályús sín esetében (1 : ∞ síndőlésnél) és MÁV 48-as Vignol-sín esetében 1 : 40 síndőlés figyelembevételével kötelezően tartandók. Egyéb sínprofil és síndőlés-kombinációk esetében (pl. karbantartási munkák meglévő pályákon stb.) a határértékek bármely túllépése esetén a síneket átprofilozó köszörüléssel kell átalakítani (59R2 és MÁV 48_1 : 40).
XIII. Ívekben a CI, CI1 és CI1-2 indexek betartása érdekében a legkedvezőbb (pl. 7. táblázat szerinti) vályúszélességek, lapos vályú és nyomtávbővítés a megfelelő aszimmetrikus síndőlés alkalmazandó az építési, karbantartási munkák során.
XIV. Az új pályák tervezési projektjeiben a fenti paraméterek is betartandók.

A tanγe alsó határértékének bevezetése a kígyózó mozgás közbeni, a kerékpárt középállásba visszatérítő erő biztosítása érdekében szükséges.
Az aszimmetrikus síndőlés kialakításánál a külső sínszál 1 : ∞ dőlésénél a belső sínszál 1 : 20-as dőlésénél adódik a legkedvezőbb RRD, amely a járatos sínleerősítésekkel, alátétlemezekkel gond nélkül alakíthatók ki. Egy ilyen kialakítást mutat a 12. ábra.
Az alkalmazásra javasolt vályúszélességeket a 7. táblázat mutatja.

Futókörsugár-különbség

Kúszási Index (CI):
Az MSZ EN 14363 szabványban [5] megfogalmazott Radial Steering Index (RSI) meghatározási módszerével analóg módon kell megalkotni egy új határértékrendszert, a Futókörsugár-különbség Kúszási Indexet (Creepage Index, CI). Az RSI-től ez annyival több, hogy az egy forgóvázban lévő tengelyeket vagy egymással valamilyen összefüggésben lévő kerekeket (pl. egy motor hajtja) egymással is összehasonlítja, de úgy, hogy a ténylegesen kialakulni képes ∆r-t veszi figyelembe (lásd 6. táblázat). Az egytengelyes futóművek esetében elégséges a CI vagy az RSI megállapítása. A két vagy több tengellyel vagy kerékpárral rendelkező forgóvázak esetében minden kerékpárra és ezek egymáshoz való viszonyára számolni kell a CI, CI2, CI1-2, CI3, CI2-3… indexeket.
R <100 m sugarú ívekben az adott kerékpárnál lehetséges maximális (∆rw) és az adott ívben szükséges futókörsugár-különbséget (∆r*) vizsgálva meg kell határozni a két keréksugár viszonyát a CI = ∆rw–∆r* kifejezéssel, ahol a nyomtáv, vályúszélesség, nyomtávbővítés és a kerékprofil geometriája a bemenő adatok.
Amennyiben a CI ≥0 (∆rw ≥∆r*) reláció eredménye megfelelő, akkor a vizsgálat tovább folytatandó a forgóvázas (és a kéttengelyű, nem forgóvázas, pl. nosztalgia) járműveknél a jármű ívben való keresztbefordulásának vizsgálatával, a kialakuló nekifutási szög és a hátsó kerékpáron kialakuló CI2 megállapításával, meghatározva a forgóváz keresztbefordulásának hatásait. Amennyiben a jármű futóművének keresztbefordulásából adódóan a hátsó kerékpáron negatív CI2 adódik, akkor intézkedni kell a külső keréknek a külső sínszál nyoméle felé való kitereléséről (külső vezetősín, keskenyebb sínvályú a külső sínszálban).
A két tengelyen lehetőleg azonos futó­körsugár-különbséget kell biztosítani a kúszási erők legnagyobb mértékű csökkentése érdekében.
Ezért meg kell határozni a CI1-2-t, mely a CI1-2 = CI/CI2 összefüggéssel számítandó. Ennek értéke ideális esetben 1, konkrét konstellációknál a vizsgálat eredményének közelítenie kell a CI1-2 = 1-hez. 0,5-től (1/2) kisebb értékek kerülendők, a negatív értékek esetén a műszaki megoldás az ívben nem kielégítő.
Ha a CI <0, akkor az ívben egyéb műszaki megoldásokat kell tervezni (lásd 7. táblázat).
A megtervezett ív műszaki paramétereivel meg kell határozni a kialakuló elméleti CI, CI2 és CI1-2 értéket, azt az üzemeltetővel a terveken közölni kell. Amennyiben az üzemeltető további vizsgálatot vagy alternatív megoldás bemutatását kéri, az új vizsgálatot szintén el kell végezni.

5. Következtetések, fejlesztési javaslatok

Javaslatok a pályavasút építőmérnöki szakterületet illetően

A kis sugarú ívekben az optimálishoz közelítő futástechnikai paraméterek eléréséhez a következők megfontolására van szükség:

• Már az új (felújítandó) pálya megépítésénél szerkezetileg biztosítani kell a síndőlés aszimmetriáját. Erre, ahol szükséges, a lehető legnagyobb elérhető futókörsugár-különbségi értéket biztosító kialakítás látszik kielégítőnek. A külső oldali függőleges, együtt a belső oldali 1 : 20-as síndőléssel minden alkalmazható kerékprofilnál a legkedvezőbb az elérhető futókörsugár-különbséget (∆r, RRD) tekintve.
• A belső sín melletti vezetősín alkalmazása káros, amennyiben a szűk vályúméret akadályozza a szükséges RRD-funkció kialakulását. A külső vezetősín alkalmazása mutatkozik előnyösebbnek az elemzések szerint. A belső vezetősín továbbra is megmaradhat a kis sugarú ívek siklásbiztonsága növelésének érdekében.
• A legkisebb sugarú ívekben (~R <40 m) a járművek külső kerekeinek a nyomkarimán kellene futniuk. Ez magával hozza a lapos vályú kialakítására alkalmas sínrendszerek esetleges további fejlesztését.
• A városi, de különösen a közúti vasutak (villamos) esetében merül fel a kis sugarú ívekben való haladás (futástechnika) előírásszerű szabályozása. Javasolt tehát egy új pályatervezési paraméter bevezetése, különösen a kis sugarú ívekre vonatkozóan. Ez a „futókörsugár-különbség hiány” vagy „index” lehet. (Ennek bevezetése a „nagyvasúti” TSI-kbe is az ajánlások között van.)

Legyen ez a CI, CI2 és a CI1-2… index, melynek javasolt rendszerét a fentiekben mutattam be.

Javaslatok a vasúti járművek jobb gépészeti kialakítására

Az előző pontban leírtakkal párhuzamosan a nekifutási szög csökkentéséhez a városi vasutak járművei forgóvázainak szerkezeti kialakításával is hozzá kell járulni. A mainál határozottabb, nem megengedő szabályozásra van szükség a vasúti járművek forgóvázainak szerkezeti kialakítását illetően is, ez közös szakmai érdek. Ez szükséges, de nem elégséges feltétel. 

• Erősen javasolt, hogy a közúti vasutak (villamos) járműveit csak és kizárólag ívben radiálisan beálló tengelyekkel, kerekekkel tervezzék (pl. Scheffel vagy más, aktív rendszerek…).
• Szintén a fent leírtakkal cseng egybe, de gépészeti oldalról, miszerint a legkisebb sugarú ívekben (~R <40m) a járműveknek a külső kerék karimáján kellene futniuk. Ez magával hozza a kerékprofilok fejlesztését, a nyomkarimán futás optimalizálását.
• Indítványozható a szakmai ágak szorosabb együttműködése a nyomkarimán futás fejlesztésére!