A cikk szerzője:

Ágh Csaba osztályvezető
MÁV Központi Felépítményvizsgáló Kft.

Az FMK–007 mérőkocsi új járműdinamikai mérőrendszere

A vasúti vágányok állapotának megítélése nem csak pusztán a geometriai jellemzők alapján lehetséges. A pálya-jármű rendszer komplex szemléletéből adódóan célszerű megvizsgálni a vágánygeometriai hibákon áthaladó jármű szabálytalan mozgásait is az azokból eredő kisiklási veszély, továbbá az ott létrejövő többleterők pályát terhelő (és utaskényelmet befolyásoló) hatásainak számszerűsítése érdekében. Ezért a vágánygeometriai és járműdinamikai jellemzők együttes megítélése kívánatos. A MÁV Köz­ponti Felépítményvizsgáló Kft. 2018-ban továbbfejlesztette az FMK–007 jelű mérőkocsiján működő járműdinamikai mérőrendszerét. Az alábbiakban az új mérési elrendezést, valamint a szolgáltatott járműdinamikai megítélési jellemzők jelentéstartalmát mutatom be a pályafenntartás szemszögéből.

Az e két mérőrendszer közötti főbb különbségeket az 1. táblázat foglalja össze. A vágánygeometriai mérőrendszer jelenlegi formájában 2010 óta üzemel a mérőkocsin. A pálya-jármű rendszer a pálya alrendszerére koncentrál, és a jármű terhét is viselő pálya alakváltozásait – a hagyományos vágánygeometriai jellemzők alapján – milliméterben határozza meg. Az így születő mérési eredmények szinte teljesen függetlenek a mérőkocsi pillanatnyi haladási sebességétől.


Ezzel szemben a járműdinamikai mérőrendszer – mely 2018-ban megújult – a pálya-jármű rendszer alrendszerhatárára (kerékpár és sínpár erőkapcsolata) és a jármű alrendszerére (utaskényelem) fókuszál. A mérési eredmények csak akkor tekinthetők reprezentatívnak, ha a mérőkocsi a pályára engedélyezett legnagyobb sebességet megközelítően haladt a mérés közben. Fontos megjegyezni, hogy a járműdinamikai mérési eredmények erősen függnek a mérőjármű tulajdonságaitól. Mivel az FMK–007 mérőkocsit egy személykocsiból alakították át, ezért jól reprezentálja a hozzá hasonló kialakítású vasúti járművek dinamikai reakcióit.
Más országokban is alkalmaznak multifunkciós mérővonatokat, amelyek egyszerre több, különféle fizikai elven működő mérőrendszert szállítanak. Az ilyen járművek – például az Egyesült Királyságban működő NMT (New Measurement Train) jelű diagnosztikai szerelvény – a napi pályafelügyeleti tevékenység támogatása mellett kutatási-fejlesztési célokat is szolgálnak [4]. A magyar FMK–007 mérőkocsi eredményei alapján is folyik egy kutatás, mely a vasúti pálya-jármű rendszer vágánygeometriai érzékenységét helyezi a középpontba [5].

Az FMK–007 mérőkocsi új jármű­dinamikai mérési elrendezése

Az FMK–007 mérési elrendezésének alapvető célja, hogy biztosítsa a kerékpár és a vágány között mindenkor fellépő keresztirányú és függőleges erők kiszámítását a jármű egyes pontjain végzett mérések alapján. A mérőkocsit méréstechnikai-számítási szempontból hét merev testre bontjuk fel a következőképpen: 1 db kocsiszekrény, 2 db forgóváz, 4 db kerékpár (2. ábra).

2. ábra. A mérőkocsi dinamikai számítási modelljét alkotó testek és kapcsolati erők

A feladat a hét, egymással kölcsönhatásban lévő merev testből álló, zárt rendszerre ható külső erőrendszer (vagyis a pálya felől ható erők) meghatározása. A feladatot az említett szabványban található ajánlás úgy egyszerűsíti, hogy csak a menetirány szerint elöl haladó kerékpárnál ébredő erőket kell számítani. Mivel a modellben szereplő merev testek (vagyis a kocsi fő részei) tömege és tehetetlenségi nyomatéka ismert, elegendő a merev testek kapcsolati erőinek vagy gyorsulásainak mérése, így a kívánt ismeretlen erők számíthatók.
2001-től 2018-ig az FMK–007 mérő­kocsi járműdinamikai rendszere tíz erő­mé­rő­ből és tíz gyorsulásmérőből állt. Ebben az időszakban a kocsiszekrény és a forgóvázkeret megtámasztásához szükséges mindenkori erőket közvetlenül, a hordrugóerő-mérőtárcsa és csillapítóerő-mérőkonzol segítségével határozta meg a rendszer, és csak a kerékpár gyorsulásainak mérésére volt szükség gyorsulásmérő szenzorokra. Az erőmérők karbantartási-üzemeltetési erőforrás-igényessége, illetve elavulása miatt döntés született azok kiváltására gyorsulásmérőkkel. Ám ehhez teljesen más elvi alapokra kellett helyezni a kerékpár és vágány között ható erők számítását. Az FMK–007 gyorsulásmérői­nek elhelyezése és a mérési adatokat feldolgozó algoritmusok kialakítása a Pálfi és társai által kidolgozott WRIM-eljárás [6] szerint történt 2018-ban. Értelemszerűen a kocsiszekrényen, a forgóvázkereteken, valamint az első és hátsó kerékpárok csapágytokjain összesen 24 gyorsulásmérőt kellett elhelyezni a fent említett erők meghatározásához. A függőleges értelmű gyorsulásmérő szenzorok elhelyezkedését a 3., a keresztirányúakét a 4. ábra szemlélteti.
A következőkben részletesen bemutatom – a kiszámításukhoz használt algoritmusok közlésének mellőzésével – az FMK–007 mérővonattal szolgáltatott járműdinamikai megítélési jellemzőket, melyeket a mérőrendszer grafikonok formájában jelenít meg, illetve az érvényben lévő határértékek (2. táblázat) alapján kiértékel.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző1234Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Unfalluntersuchungsstelle des Bun­des Fachbereich Schiene: Unter­such­ung­s­bericht – Entgleisung des Zuges 55201 am 29. Jänner 2010. Balesetvizsgálati jelentés, Bécs (2011).
  • [2] A. Haigermoser, B. Luber, J. Rauh, G. Gräfe: Road and track irregularities: measurement, assessment and simu­lation. Vehicle System Dynamics 53 (7) (2015) pp. 878–957.
  • [3] MSZ EN 13848-6:2014. Vasúti alkalmazások. Vágány. A vágánygeometria minősége. 6. rész: A vágánygeometria-minőség jellemzése. Magyar és európai szabvány.
  • [4] K. Barrow: Network Rail measure­ment trains take asset monitoring to the next level. International Railway Journal 59 (5) (2019) pp. 32–34.
  • [5] Ágh Cs.: Comparative Analysis of Axlebox Accelerations in Correlation with Track Geometry Irregularities. Acta Technica Jaurinensis 12 (2) (2019), pp. 161–177.
  • [6] Császár L., Pálfi Cs.: Determination of the Wheel/rail Contact Forces by Different Measurement Methods. Proceedings of the 9th International Conference on Railway Bogies and Running Gears, Budapest (2013).
  • [7] Nemzetközi Vasútegylet (UIC) Kísérleti és Kutatóintézete (ORE): Lauftechnik – Versuchs- und Auswertetechnik, Beurteilungskriterien. Kutatási jelentés
  • (B 10. kérdés, 12. jelentés), Utrecht (1969).
  • [8] MÁV Zrt.: D54. sz. Építési és pályafenntartási műszaki előírások.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2019 / 4. számában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©