A b) típusú vizsgálatok során a gyakorlati tapasztalatunk összevág az elméletileg levezethető összefüggéssel, hogy kisebb nyomtávolsághoz – minden más paraméter változatlansága mellett – nagyobb egyenértékű kúposság tartozik [11]. A 3. ábrán a Budapest–Hegyeshalom és Budapest–Újszász–Cegléd–Szolnok–Békéscsaba vasútvonalak 2017-es mérései során felvett, 380 vágánykm-re vonatkozó adatok alapján készített pontfelhők láthatók. A vizsgált pályákban 54 és 60 kg/fm tömegű sínek fekszenek. A kopott sínprofiladatokat a MÁV Központi Felépítményvizsgáló Kft. SDS jelű mérőkocsijával vettük fel. A mérőkocsin működő mérőrendszert a Tecnogamma cég gyártotta. A felvett sínpárprofiladatokon a szabványos, S1002 jelű profilokkal ellátott virtuális kerékpárt futtattuk 3 mm keresztkitérés-amplitúdót feltételezve, a jogszabályban [9] meghatározott kétféle nyomszélességgel (3. ábra).

A felső ábra az SR = 1426 mm nyomszélességű kerékpár 100 m-es mozgóátlagként, 2 m lépesközzel számított egyenértékű kúpossági értékeit mutatja a szintén 100 m-es mozgóátlagként, 2 m lépésközzel számított nyomtávolság függvényében. Az alsó ábrán a virtuális kerékpár nyomszélességének értéke SR = 1420 mm. (A nyomszélességet a névleges futókörsíkok és kerékprofilgörbék metszéspontjai alatt 10 mm-rel mérik a kerékpárokon.) Az ábrákon a nyomtávolság-eltérés 0 értéke 1435 mm-nek felel meg; a pozitív értékek jelölik a nyombővülést, a negatívak a nyomszűkülést. A pontfelhőkre a legkisebb négyzetek módszerével exponenciális függvényeket illesztettünk, melyekkel a pontfelhőkön belül az adott nyomtávolságokhoz tartozó várható értéket közelítettük. Megállapíthatjuk, hogy a nyomjáték szűkülése (akár a sínpár nyomtávolságának csökkenése, akár a kerékpár nyomszélességének növekedése) rendszerint az egyenértékű kúposság növekedését, ezáltal a kritikus sebesség csökkenését eredményezi, vagyis rontja a keresztfutás-stabilitást. Az egyenértékű kúposság adott nyomtávolságnál vett szóródása a vizsgált pályaszakaszok sínkopási formáinak sokféleségét, továbbá a síndőlések és síntípusok különbözőségét reprezentálja.
Az elmúlt években és napjainkban a MÁV Zrt. vonalhálózatán jelentős köszörülési programot hajtottak, illetve haj­tanak végre. Tapasztalataink szerint a gördülő fáradásos sínhibák elhárítása vagy megelőzése céljából elrendelt köszörülés, – egyfajta kedvező mellékhatásként, rendszerint csökkenti az egyenértékű kúposság értékét. Ez azzal magyarázható, hogy a gördülő fáradásos sínhibák (elsősorban Head Check) elhárítása során történő sínanyag-eltávolítás a sínfej formáját olyan módon változtatja meg, hogy a lehetséges kerék-sín érintkezési pontok átrendeződése miatt a futókörsugárkülönbség-függvény alakja előnyösen megváltozik, és az egyenértékű kúposság csökken. „Head Check” típusú gördülő fáradásos sínhibák elsősorban az ívek külső sínszálának belső oldalán jelentkeznek, azonban ívek belső sínszálán, illetve egyenesben is találhatók erősen károsodott szakaszok.
A következőkben egy olyan – jelentősen nyomszűkült – pályaszakaszt vizsgálunk meg, ahol a futási instabilitás és a gördülő fáradásos sínhibák közti kapcsolat tételezhető fel. A 4. ábra felső részén a Mosonmagyaróvár–Hegyeshalom állomásköz jobb vágányának 1850 és 1870 hm közötti egyenes szakaszán a 2017. évi nagygépes köszörülést megelőző és követő átlagos egyenértékű kúpossági mérési eredményeket rajzoltuk fel (S1002 kerékpár, 1426 mm nyomszélesség, 3 mm keresztkitérés amplitúdó, 100 m-es mozgóátlag, 2 m-es lépésköz).

A 4. ábra alsó részén a köszörülés előtti, gördülő fáradásból eredő repedésmélységek (20 m-es sza­ka­szokra vett legnagyobb károsodási mélység) láthatók. A bemutatott szakaszon a jellemző átlagos nyomtávolság-eltérés –3,7 mm (nyomszűkület) volt. Figyelemre méltó, hogy a köszörülés előtt az egyenértékű kúposság és a károsodási mélységek grafikonja hasonló lefutású volt. Ebből arra következtethetünk, hogy ezen a – helyszínrajzilag egyenes – szakaszon az instabilan futó járművek a kígyózó mozgásuk által jelentős gördülő fáradási hibákat okoztak mindkét sínszálban. Ilyen jelenségre a külföldi szakirodalomban is találhatunk utalást [12].
A köszörülés során a Head Check (gördülő fáradásból eredő sínfej-repedezettség) teljesen eltűnt, egyúttal pedig az egyenértékű kúposság is kívánatos mértékűre csökkent. A köszörüléssel remélhetőleg nemcsak a tünet (a repedések), hanem a feltételezett ok (instabil futás) is felszámolható. Köszörüléssel, értelemszerűen, a nyomtávolság is növelhető. Az osztrák gyakorlatban pusztán az egyenértékű kúposság nem megfelelő értéke miatt is végeznek köszörülést [13]. Számításaink szerint az „Anti Head Check” (pl. 60E2) sínpro­filok alkalmazása is megfelelő megoldás az egyenértékű kúposság csökkentésére.
E cikk elsősorban pályafenntartási szakembereknek szól, ezért nem részletezzük az instabil futási kockázat csökkentésének, illetve az egyenértékű kúposság csökkentésének járműveket érintő lehetőségeit, csupán megemlítjük, hogy a forgóváz rugalmassági és csillapítási tulajdonságainak változtatásával, illetve a gyakori és megfelelő kerékprofilra történő esztergálással kedvező hatás érhető el.

Összegzés

A kopások mérséklése, valamint a gördülő fáradásból eredő károsodások és a futási instabilitás elkerülése céljából a pálya–jármű rendszert együtt kell elemezni és kezelni, és bizonyos kompromisszumokat kell kötni. A futási instabilitás – mely helyszínrajzi egyenesekben gördülő fáradási hibákat is okozhat – összetett fizikai modellben elemezhető. A pályafenntartás szempontjából a modellben bemenetként szereplő futókörsugárkülönbség-függvények szere­pe kiemelkedik, és azok jellemzésére az egyenértékű kúposság szolgál. A nyomjáték kis értékei esetén nagy egyenértékű kúposságra számíthatunk, ami magas instabilitási kockázatot jelent. Az egyenértékű kúposság – ha csak a vágány paramétereit tekintjük – a sínfej alakjának megfelelő módosításával, illetve az átlagnyomtávolság növelésével csökkenthető.