A billentéstechnikával kapcsolatos tapasztalatok a DB hálózaton. Ennek az üzemi eljárásnak előnyei és hátrányai.
A VT 610 járműsorozatnak Nürnberg – Bayreuth vonalon 1992-ben történt bevezetésével immár 15 éves tapasztalatunk van az ívbe bebillentés technikának a DB hálózaton történő alkalmazásával. A tanulmány csak olyan mértékben ismerteti az ívbe bebillentés technikát, amennyire ezt az adott áttekintés igényli. A döntéstechnika anyagával kapcsolatos forrásokra vonatkozóan e tanulmány irodalomjegyzéke közöl részletes felvilágosítást.
Döntéstechnika alatt egy olyan technikát értünk, melynek alkalmazása esetében a vasúti jármű kocsiszekrénye az utasra ható oldalirányú gyorsulás csökkentése érdekében a pályaívekben nagy sebességgel való áthaladás alatt az említett gyorsulás egy bizonyos határértéket meg ne haladjon.. Ha a döntéstechnikát alkalmazzuk, akkor megengedetté válik a megengedettnél nagyobb sebességgel a pályaívben történő haladás és az utas nem vagy csak a megengedett mértékben érzi az oldalirányú erőt.
Abban az esetben, ha a megfelelő billentéstechnikával rendelkező jármű bekapcsolt billentő technikával, de csak konvencionális sebességgel halad, akkor „konform-döntésről” beszélünk.
És az utas a pályaívekben nem érez semmit. Jelenleg két különböző lehetőség van a probléma megoldására: így beszélünk aktív és passzív döntéstechnikáról.
Aktív döntéstechnika
Az aktív rendszer a (GSt) kocsiszekrény vágányívtől függő vezérlésen alapul. A kocsiszekrényt tudatosan – pneumatikus vagy hidraulikus henger, illetve esetleg elektromos szervomotor segítségével a pályaívben történő futás idején a kanyarulat belső íve felé billentjük. A vezérlés elektromos szabályozó rendszerek, valamint egy olyan szenzortechnika által történik, mely a vonat első és utolsó tengelyének tartományában van. A döntés 8o-ig terjedhet. A döntéstechnikát az eddig ismert rendszereknél 70 km/h sebességtől kezdődően aktiválják és eközben a vágány túlemelésnek vagy a túlemelés változásának legalább 20 miliméternek kell lennie.
„Pendolino” típus (Fiat/Alstom)
A Fiat Ferroviaria (ma: Alstom) által eredetileg az olasz ETR vonatok számára kifejlesztett rendszer a német VT 610 és az ET 411/415 vonatoknál is bevezetésre került.
Ennél a rendszernél a döntési szög (max 8o) hidraulikus hengeren keresztül kerül beállításra. A forgóvázakban gyorsulási szenzorok és körök vannak, az éppen akkor működő centripetális gyorsulást a döntési vezérlésnek jelentik, amely az annak alapján szükséges döntési szöget határozza meg.
„Nelcontrol E” típus (ADtranz/Bombardier)
Az ADtranz (ma Bombardier) típus által kifejlesztett rendszert a VT 611 és a VT 612 típusokba építették be. Az ívbedöntés elektromos úton, szervomotorok segítségével történik. Az ennél a rendszernél lehetséges döntési szög ugyancsak 8o Ennek a rendszernek azaz előnye, hogy egy forgóváz számára mindig csak egy motor szükséges. Igy lényegesen kevesebb helyet és energiát igényel, mint a hidraulikus változat. A Pendolino változattal szemben teljesen a padló alatt helyezhető el.
Az aktív döntési technikának e két legelterjedtebb változata mellett további kivitelek is léteznek (pl. ICE-TD, VT 605 sorozat vagy a svéd X2000 jármű ADtranz). (1. ábra)
Svédország kanyargós pályáin az X2000 billentős-technikával közlekedő vonat
1. ábra Svédország kanyargós pályáin az X 2000 billentős-technikával közlekedő vonat
Passzív döntéstechnika
Az aktív döntéstechnikával ellentétben a spanyol Talgo cég egy olyan rendszert fejlesztett ki, melynél a kocsiszekrény magasan elhelyezett légrugók fölött úgy van ingásan felfüggesztve, hogy egy virtuális forgáspont keletkezik. A vonat ívben valóhaladása közben a kocsiszekrény az ébredő centrifugális erő következtében a súlypont alatt a kanyarulat külső oldala felé leng ki. A döntési szög itt 3,5o-ig terjedő értékeket ér el.
Ez a rendszer szenzortechnika nélkül is tökéletesen működik, olcsóbb és egyszerűbb, mint az aktív döntéstechnika,viszont a kisebb bedöntés miatt a lehetséges menetidő javulások is kisebbek A Németországban közlekedő egyes – Talgo kocsikkal közlekedő – éjszakai vonatok konvencionális sebességgel továbbító mozdonnyal a hagyományossal vonatokéval megegyező, nem rövidebb menetidővel közlekednek, mert itt nem a rövid menetidő, hanem az előbbiekben már említett „komfortdöntés” áll az előtérben.
Üzemeltetési paraméterek
A döntéstechnikának az ívekben is gyorsan közlekedő vonatok megvalósítása érdekében Ennek megfelelően vagy az alkalmazható sebességek határozhatók meg az adott terep-értékekből (tény-állapot), vagy pedig vagy pedig a módosítandó terep-értékeket kell egy célsebességhez igazítani (nem megfelelő sebességek kiküszöbölése). Ezek a paraméterek az egyes vasúttársaságoknál még nem egységesek. A döntési sebességeknek a 160 km/h értékre történő korlátozása nem a rendszerből ered. Ezt a sok vasúttársaságnál érvényben levő azon előírás eredményezi, ha ennél gyorsabban csak a billentő technikával felszerelt vonatok közlekedhetnének, ez aránytalanul nagy költségekkel járna. Megfelelően kialakított vonalakon mindeddig nincs egy külön sebességi profil döntéstechnikával felszerelt vonatok számára.
GNT – Vonatbiztosítási rendszerek döntéstechnikával felszerelt vonatok számára
A vasútvonalak túlnyomó része már a 19. század végére és a 20. század elejére megépült. Annak érdekében, hogy egy olcsó és kiterjedt hálózat szülessen, a terepviszonyokhoz messzemenően illeszkedtek. Így pl., a középhegységekben és a folyóvölgyekben sok kanyarulttal épültek olyan vonalak, melyeknek pályaívei csak csekély sebességet tettek lehetővé. Ezek ma már nem elégik ki a közlekedési piac követelményeit.
A követelmény tehát nagyobb sebesség, kedvezőbb menetrendek és olcsóbb menetdíjak voltak. Annak érdekében, hogy meglevő vonalakon jelentős átalakítás nélkül jobb menetrendek legyenek megvalósíthatók, és egy új, nagyobb sebességű vonalhoz is lehessen csatlakozni, született meg a döntéstechnika módszere.
A döntéstechnika alkalmazásának előnyei
Pályaívekben a döntéstechnika a komfort egyértelmű javulását eredményezi. A kocsiszekrény mintegy 8o-ig történő döntése következtében az utas számára terhes centrifugális gyorsulás jelentősen csökken.
Maga a döntéstechnika eredményez továbbá menetidő rövidülést a sebességnek a pályaívben történő növekedése révén. Ezzel a sebesség pályaívben költséges pálya átalakítási fejlesztések nélkül csökkenthető. A pályasebesség akár 40 km/h-val is emelhető.
Az utazási időre gyakorolt következmények mellett azonban azt is figyelembe kell venni, hogy milyen magas a kissugarú pálya ívek aránya a kérdéses vonalszakaszokon és hogy a megállást jelentő pályaudvarok legalább 20 km (még jobb ha 30 km) távolságban legyenek egymástól. Mennél több 1000m-nél kisebb sugár van, illetve minél kisebb a megállóhelyek egymástó való távolsága, annál jelentősebb a döntéstechnikai módszer. Igen kedvező adottságok között akár 20 % körüli értékek is elérhetők, jobbára azonban 10 % körüli menetidő megtakarítás lehetséges.
A döntéstechnika hátrányai
Döntéstechnika nem lehetséges beruházások nélkül, ez apályára és a járművekre egyaránt érvényes.
Aktív döntéstechnikával felszerelt járművek beszerzés és karbantartás vonatkozásában drágábbak, mint a hagyományosak.
Döntéstechnikára alkalmas vonalnak rendben levő állapotban kell lennie. Ha rendbehozatal igénye áll fenn, ez nem a döntéstechnika kárára írandó. Helyes azonban a sugarak, túlemelések és átmeneti ívek hosszúságának a korrekciója. Ezek mindig a rendszeres karban-tartás keretében végzendők és nem jelentenek pótlólagos költséget.
Nagyobb sebességeknél az átjáróknál esetleg a merev betéteket rugalmasokkal kell pótolni. Ez azonban jobbára az előkészítő munkálatok közé tartozik.
További hátrányt jelent, hogy egyes utasok az aktív döntéstechnikára a tengeri betegséghez hasonló szimptómával reagálnak.
A döntéstechnika bevezetési költségei erősen függnek a vonali körülményektől. A szükséges ráfordítások 10 millió EUR/100 vonalkm körül vannak. A pálya erősebb igénybevételét illető kifogások 15 év üzemi gyakorlatában 16 t tengelynyomásnál nem jelentkeztek.
Végkövetkeztetés
A döntéstechnikának a DB-nél immár 15 éves használata során az üzemzavaroknak és eseményeknek egész olyan sora fordult elő, melyek ezt a technikát előnytelenül befolyásolhatták.
Még nem teljesen „vasútszilád” járművek, amelyek ennek a technikának a hírét előnytelenül befolyásolhatták. S egyes vonalak emiatt a döntéstechnika alkalmazása elől ki voltak zárva. Olyan tengelyproblémák is felléptek, melyekhez voltaképpen a döntéstechnikának nem volt köze, mégis egyes sorozatok hosszabb kesését eredményezték. Ma mégis újra használatban van az összes, döntéstechnikával rendelkező jármű. Megállapítható, hogy az összes – ilyen technikával ellátott ICE-T vonat a meglevő vonalakon a nagysebességű forgalom jó kiegészítéseként működnek, azonban a többi vonatok pótlására nem volnának képesek. A távolsági és regionális forgalom vonalai mellett új vonalakon is megjelenik a döntéstechnika. A Frankfurt – Nürnberg – Passau vonalon a döntéstechnikával 10 perccel rövidül a menetidő.
E technikát nemzetközileg is továbbfejlesztették és egy határátlépő forgalom is lehetővé vált. Csaknem az összes nagysebességű vonatok részben vagy egészben döntéstechnikával vannak felszerelve. A módszer a következő években Kelet-Európában és Kínában is alkalmazásra kerül