MÁV részére készült, – intercity forgalomra felújított – 3. generációs kocsik (IC3) műszaki ismertetése (1. rész)

Bevezetés, átépítendő kocsik

A MÁV, az elővárosi Bhv és BDt kocsik felújítása után, 2007-ben pályázatot írt ki a ma már korszerűtlen és koros Bo kocsik korszerűsítésére, amelyet a Bombardier MÁV Kft. nyert meg. Az 1978-79-ben, a poznani Cegielski Vagongyárban gyártott kocsik, jelenlegi állapotukban, önhordó kocsiszekrényű, acélvázas, könnyített, hegesztett szerkezetűek. A homlokátjárók kétszárnyú tolóajtóval ellátottak. A feljáróajtók ún. “billenőpadlós ízelt” kivitelűek. A kocsik mindkét végén az előterekben egy-egy WC és mosdóhelység van.HC-012-211-CHS

A 19-37 középszámcsoportú, 1. osztályú kocsik 9 fülkések, fülkénként 6 ülőhellyel, a 20-37 középszámcsoportú kocsik 10 fülkések, fülkénként 8 ülőhellyel. A forgóváz tuskófékkel rendelkező, 4ANC típusú, a kocsik világítását és az akkumulátor töltését egyenáramú dinamók biztosítják, tranzisztoros feszültségszabályozóval. A kocsik konvekciós villamos fűtésűek.

a. Megrendelés, fő, szerződéses követelmények

A felújítás célja nem csak az igényekhez képest szűkös intercity kocsipark növelése volt, hanem az utasok számára egy magasabb színvonalú komfort és szolgáltatás nyújtására alkalmas kocsipark kialakítása, amely egyben a MÁV számára is kedvező üzemeltetési és karbantartási jellemzőkkel bír.
A felújítási koncepció nem szűkül le a közbenső kocsitípusokra, mert középtávon, ingavonati üzemre is alkalmas intercity vonatok kialakítása valósul meg. Ezek a MÁV IC3 vonatok az alábbi kocsitípusokból épülnek majd fel:

• 1. osztályú, termes kocsi
  2. osztályú, termes kocsi
  Étkezőkocsi
  Vezérlő pótkocsi, speciális terekkel:
  Mozgáskorlátozottak részére kialakított tér, kerekesszék rögzítéssel
  Mozgáskorlátozottak részére kialakított mosdó, WC
  Beépített kerekesszék emelő berendezés
  Kerékpár szállításra is alkalmas poggyásztér

A 2007–es elnyert pályázat és a megkötött szerződés tárgya az 1. osztályú és 2. osztályú, termes kocsik kialakítása, amelyek közül az elsők a 2008/2009-es menetrend bevezetésével már forgalomba is álltak. A továbbiakban e cikk is ezek ismertetésére szorítkozik. Az egyik 1. osztályú kocsi látható az 1.a képen.

A beérkező kocsik (1.b kép) műszaki elavultsága és átlagosan 30 éves életkorából adódó, általános állapota nem tett lehetővé egy, egyszerűbb modernizálást, a magas szintű követelmények kielégítése csak teljes áttervezéssel és átépítéssel volt teljesíthető.

A főbb, szerződéses követelmények a következők voltak:

• Konstrukciós szelvény: UIC 505-1
• Nyomtáv: 1435mm
• Ütközőtányérok közötti távolság: 24500mm
• Forgóvázak: Áttervezett OPOLE forgóváz, tárcsafékkel és előkészítve mágneses sínfék későbbi felszerelésére
• Kerékátmérő: 920mm (új)
• Forgócsapok közötti távolság: 17200mm
• Padló magasság: 1255mm
• Szolgálati súly: max. 47t
• Max futástechnikai sebesség: 160km/h
• Engedélyezett sebesség: 140km/h
• Kocsiszekrény elégítse ki az UIC 566 szerinti statikus szilárdsági követelményeket
• 1. és 2. osztályú termes kocsik, 50 / 72 üléssel
• Teljes légkondicionálás
• Energiaellátás 55kW teljesítményű segédüzemű konverterrel
• Alacsony zajszínt
• Jó futási komfort
• Távvezérelt, automata, lengő-tolóajtó, visszanyitási funkcióval
• Automatikus működésű belső ajtók és kocsivégi átjáró ajtók
• Zárt, vákuum WC, gyűjtőtartállyal
• Audió utastájékoztató, GPS rendszerű állomás meghatározással
• Külső és belsőtéri, vizuális utastájékoztató rendszer
• 230 V-os aljzatok, hordozható számítógép (laptop) táplálására
• Beépített repeater a 900 MHz és 2100 MHz sávra, amely jobb mobil-telefon és mobil internet kapcsolatot biztosít
• Központi kocsivezérlő és adatgyűjtő egység
• Könnyű diagnosztika hordozható PC-vel (laptop)
• Tárcsafék csúszásgátlóval
• A kapcsolószekrény, a kábelezés és valamennyi villamos komponens csak új lehet (nem felújított)
• A teljes belsőtér új legyen, beleértve a padlót, oldalfal és mennyezet burkolatokat, a világítást, üléseket, válaszfalakat, ajtókat, ablakokat, WC-mosdót, feljáró előtereket
• Új ütközőket és vonókészülékeket kell alkalmazni
• A tervszerű karbantartási ciklusidők növelése, az alábbi javítási ciklusidők figyelembevételével:
– K1 napi vizsgálat,
– K2 havi vizsgálat,
– K3 hat havi vizsgálat,
– K4 éves vizsgálat,
– K5 fővizsga járműjavítóban négyévente, vagy 1,2 millió km futásteljesítmény elérése után
• Megfelelés a különféle MÁV, MSz, UIC, EN, DIN, ISO, IEC, TSI előírásoknak

Fenti igények megvalósítása miatt a kocsik eredeti külső és belső kialakítása megváltozott.
Az oldalablakok a teljes klimatizáláshoz igazodva, többségében fix, ill. az UIC által megkövetelt mértékben, részben billenő kivitelűek. Oldalanként két, az UIC 560 szerinti lengő-tolóajtó biztosítja a kocsikba a felszállást, míg a szomszédos kocsikba történő átjárást, a homlokfalakba épített, elektro-pneumatikus működtetésű, kétszárnyú tolóajtók teszik lehetővé.
A kocsik egyik előterében egy WC-mosdó helyiség lett kialakítva, amelybe zárt rendszerű WC van telepítve. A kocsik másik előterében került elhelyezésre a villamos kapcsolószekrény. Az említett elrendezés látható a kocsik jellegrajzán is. (2. és 3. ábra)
Az előterekből az utastérbe jutás önműködő tolóajtón keresztül lett biztosítva.
Megfelelően méretezett konstrukciós megoldásokkal és jól megválasztott komponensekkel sikerült a kiírásban szereplő jármű tömeget jelentősen, 5t-val csökkenteni, így annak szolgálati, üzemkész tömege 42t. Ez a csökkenés a járművek teljes élettartama alatt gazdaságosabb vonattovábbítást tesz lehetővé a MÁV részére, a kisebb vontatási energia felhasználás révén.

b. Az átépített IC3 kocsik bemutatása

A kocsik felújítása során majdnem minden szerkezeti elemük kicserélődött új tervezésű, modernebb, biztonságosabb, esztétikusabb, kevesebb karbantartást igénylő elemre, ezért inkább átépítésről célszerű beszélni. Az átépítési folyamatot, ill. annak tartalmát, a jobb áttekinthetőség kedvéért szerkezeti, ill. funkcionális egységenként foglaljuk össze.

1 Kocsiszekrény
1.1 Alváz

A kocsi alvázán jelentős átalakítási munkákat végeztünk:
– A hossztartókat a szükséges helyeken megerősítettük, a főkereszttartók közötti padlótartók helyett új padlótartókat építettünk be. Új, növelt réztartalmú acél hullámpadlót alkalmaztunk, amelynek bordázata a vontatási síkkal párhuzamos.
– Az alváz alatti, új szerelvények, készülékek részére az alvázon megfelelő tartókat, támokat, felfüggesztő elemeket helyeztünk el.
– Az új lengő-tolóajtóhoz zárt lépcsőaknát alakítottunk ki.
– Az új tartók acélminősége S355 J2, MSZ EN 10025 szabvány szerinti.
Az alváz alatti berendezések takarására áramlástechnikailag kedvező kialakítású műanyag szendvicsszerkezetű szoknyaelemek kerültek felszerelésre.

1.2 Nyers kocsiszekrény
A kocsiszekrény is alapvető áttervezést és átalakításokat kapott.
A tetőszerkezetet a korróziós károsodás miatt teljesen új gyártásúra cseréltük.
Az oldalfalak úgy vannak kialakítva, hogy az ablakok külön keret nélkül, a lemezelés külső oldalán kerüljenek beragasztásra, a lemezeléssel egy síkot képezve. A kocsiszekrény külső oldalán nincs ablakkeret. A teljesen egysíkú oldalfalak csökkentik a kocsik elpiszkolódását, ugyanakkor maximális tisztíthatóságot biztosítanak az automata, gépi mosósoron.
Az eredeti oldalfal mezők helyett, a megváltozott oldalfal kialakítás miatt, új elemek készültek, 2mm vastagságú, növelt réztartalmú acéllemez borítással. A kocsi homlokokat is új gyártású elemekkel váltottuk fel, amelyek az új tetőszerkezethez, valamint az új átjáró ajtóhoz illeszkednek.
A vázszerkezet jól hegeszthető, minősége S235 J2 vagy S355 J2 MSZ EN 10025 szabványnak megfelelő nyugtatott acél, hengerelt, hajlított, vagy préselt síklemezekből készült.
A szekrényváz oldalfala – MÁV igényre – csak szakaszos varratot tartalmaz. Hegesztés útján biztosított, hogy az egyes szerelési csoportok – alváz, oldalfal, homlokfal, tető – egymás között erőzáróak legyenek, csőszerű tartót képezzenek.
Az oldalfalak és tető gyártásánál a DIN 6700 szabvány szerinti hegesztési eljárást alkalmaztuk.

A javítóműhelyben való könnyebb mozgathatóság érdekében a kocsi mindkét oldalán 4 db. vontatószemet helyeztünk el, továbbá oldalanként, a főkereszttartóknál egy-egy emelési helyet képeztünk ki, az emelők fogadására.

Mindkét kocsioldalon, átlós elrendezésben egy-egy elektronikus iránytábla és kocsiszám tábla fogadására szolgáló hely lett kialakítva.
A kocsik homlokfalain a beépített zárlámpák, zártárcsák és a villamos kapcsolati szerelvények (UIC kábel, nagyfeszültségű kábel) részére megfelelő helyet, illetve támokat alakítottunk ki. Az újjáépített kocsiszekrény a 4. képen látható.

2 Vonó- és ütközőkészülék
2.1  Ütközőkészülék
A járművekre új, Schwab gyártású, Miner S-110 betétes ütközőkészüléket szereltünk fel. Az ütközők átlós elrendezésben műanyag betéttel ellátottak, így acél tányéros ütköző mindig műanyag betétessel van érintkezésben, kedvezően lecsökkentve ezzel a súrlódást, a kopást és a keresztirányú erőátadást.

2.2  Vonókészülék
A kocsik eredetileg tekercsrugós, nem átmenő vonókészülékekkel voltak felszerelve, amelyet új, Miner elemekkel ellátott Schwab gyártmányú, ST-9-2/170 típusú vonókészülékekkel váltottunk fel.
A szemes vonóhorgot szintén új, 1000 kN teherbírásúra cseréltük.
A csavarkapocs is új, 850 kN vonóerő felvételére alkalmas, az érvényes UIC 520 számú döntvény szerinti kivitelnek megfelelő.

3 Forgóváz
A forgóvázat az eredeti Opole forgóvázból úgy alakítottuk ki, hogy az alkalmas a 160 km/h közlekedési sebességet és a módosuló járműtömeg követelményeit teljesíteni. Az eredeti Opole 4ANC forgóváz az 5. képen, az átalakított forgóváz a 6. képen látható.

3.1 Kerékpár
A forgóvázba új kerékpárok vannak beépítve. A kerekek monoblokk kivitelűek. A kerék anyaga UIC 812-3 szerinti R7T, a kerék futófelület profilja MÁVSZ 2616 szerinti K6. A kerék futókör átmérője új állapotban ø920mm. A kerék sugárirányú kopása max. 40mm lehet.
A tengely anyaga A1N, kialakítása, műszaki szállítási feltételei kielégítik az UIC 811-1 és 811-2 sz. döntvény előírásait.
A csapágyközepek egymástól mért távolsága 2000mm. A tengelyeken 2 db ø 610 x 110mm méretű féktárcsa található. A féktárcsa közepek egymástól mért távolsága 900mm. A kerékpár dinamikus kiegyensúlyozatlansága max. 75gm.

3.2 Csapágyazás
Az eredeti csapágytok helyett új gyártású öntvényeket alkalmaztunk.
A tengelycsapágyak SKF NJ-NJP 120*240-es hengergörgős kivitelűek, műanyag kosárszerkezettel. (A FAG WJ-WJP 120*240 szintén használható)
A tömítési rendszer FEY lamellásra módosult. A FEY lamellák horonyszélessége figyelembe veszi a csapágy axiális játékát. A csapágyazás karbantartás, utánkenés, ellenőrzés nélkül, várhatóan 1,2 millió km futás teljesítésére képes.
A csapágyfedél leszerelése esetén a zsírtér zárt marad. A tengelyvégi nyomótárcsa kialakítása lehetővé teszi a tengelyvég földelő berendezés és a 80 foggal ellátott póluskerék felszerelését.

3.3 Primer rugózás
A forgóváz primer rugózását acél csavarrugók biztosítják. A csapágyvezetés és lengéscsillapítás funkciója külön van választva.
A csapágyvezetés 160 km/h sebességre alkalmas kivitelű, műanyag perselyben vezetett, acélhüvelybe vulkanizált gumicsappal lett kialakítva.
A primer rugózást hidraulikus lengéscsillapítók egészítik ki, amelyek többször felújítható, szelepes kivitelűek.
A rugózás elemei a MÁV pályáin fellépő dinamikus terhelések figyelembevételével lettek méretezve, ill. kerültek kiválasztásra. A beépített rugóelemek ülepedése a beépítési magasság 2 %-át nem éri el a garancia idő végéig.
A primer rugózás kialakítása – a forgóváz szétszerelése nélkül – lehetővé teszi a keréknyomás beállítás során szükségessé váló kiegyenlítő alátét beépítését.

3.4  Himbarugózás
A forgóváz szekunder rugózását az eredeti helyett, új szerkezet biztosítja. Az új, hegesztett szerkezetű, egymáshoz merev kikötőrudakkal kapcsolt himbabölcsőket új függesztő csavarokkal, rétegelt gumitányér közbeiktatásával kapcsoltuk a forgóváz kerethez.
A kocsi tényleges tömegének megfelelő, új, acél csavarrugókat építettünk be. A rugók belső terében gumirugós mozgáshatárolót alkalmazunk.
A szekunder rugókkal párhuzamosan, függőleges, hidraulikus lengéscsillapítókat építettünk be.
A forgóváz keret és a himbagerenda közé pedig keresztirányú, hidraulikus lengéscsillapító van beépítve. A lengéscsillapítók többször felújítható, szelepes kivitelűek.
A beépített lengéscsillapító biztosítja a 400 000 km futásteljesítményt a forgóváz két szétszereléses javítása között. Az eredeti hosszirányú erőátadás jellege megmaradt, de komplett új kikötőkarokat alkalmazunk. A forgóváz keresztirányú elmozdulását progresszív karakterisztikájú gumiütközők korlátozzák.

3.5  Szekrény alátámasztás
Az eredeti himbagerendát megfelelő műszaki állapot esetén felhasználtuk. Az eredeti himbagerendák úgy vannak átalakítva, hogy abba a más típusnál is járatos ø108*15mm-es csúszó betétek beépíthetők.

3.6  Forgóváz keret
Az eredeti forgóváz keretet átalakítva és kiegészítve felhasználtuk. Az így létrehozott forgóváz keret szilárdsági megfelelőségét FEA számítás igazolja. A forgóvázkeret FEA modellje a 7. képen látható. Az átalakított forgóváz keret biztosítja a mágneses sínfék utólagos felszerelhetőségét. A forgóváz keret a tárcsás fékrendszer követelményeinek megfelelően van átalakítva.
A fékkonzolok megfelelő konstrukciója és merevsége biztosítja, hogy fékezés közben ne alakulhasson ki káros rezgés, vagy kellemetlen zaj.

Biztonsági felfüggesztések
A biztonsági felfüggesztések lehetővé teszik a kerékpár felemelését a forgóváz kerettel együtt, valamint biztosítják a forgóvázak kocsiszekrénnyel együtt történő felemelését.

4 Fékberendezés
4.1  Önműködő, pneumatikus fék
A kocsik Knorr-Bremse gyártmányú KE-PR (D) sűrített-levegős fékrendszerrel vannak felszerelve.
A légfék rendszer az ún. kétvezetékes kivitelben készült. A kocsin végigfutó fővezetéken kívül, az átmenő főlégtartály vezeték is ki van építve, amelynek a nyomását a kormányszelep “R” terének töltésére is felhasználjuk, egy 5,5 bar-ra beállított nyomásszabályzón keresztül. A fékvezetékek a kocsik végén, az LH3 elzáróváltókkal és a tömlőkapcsolatokkal csatlakoztathatók.
A pneumatikus fékvezérlés fő egységei koncentráltan, egy fékkonténerben kerültek elhelyezésre, az alváz alatt. A fékrendszer központi eleme a KES DV (P)4/1,27 típusú kormányszelep, amely magában foglal egy alapszelepet, egy nyomásmódosítót és egy ZFA 21 típusú nyomásigazító szelepet. A csak a fővezetéki nyomásról táplált EB3 S/L típusú fékhatásgyorsító egy külön szeleptartón került elhelyezésre, a fékkonténer oldalán. A fékhatásgyorsító működése egy elzárócsap segítségével ki- illetve bekapcsolható.
A segédlégtartály 125 literes, amely az említett nyomásszabályzó segítségével 5,5 bar-ra tölthető a főlégtartály vezetékről, egy centrifugálszűrőn keresztül. Szintén a centrifugálszűrő szűrt oldali tápjáról kapnak sűrített levegőellátást a vákuum WC és az elektropneumatikus ajtók – egyenként 75 literes – légtartályai.

A jármű mindkét oldalán elhelyezésre kerültek a fék kiiktató és a vonatnemváltó berendezések, valamint a fékoldó berendezés. A váltószerkezetek mellett kerültek még elhelyezésre a két ablakos fékkijelzők.
A jármű fékszerkezetek összekötő csővezetékei teljes egészében korrózióálló, rozsdamentes acélból készültek.
A forgóváz mellett, a fékkonténer is elő lett készítve a sínfékhez szükséges elemek utólagos beépíthetőségére.

A fékszámítás szerint a jármű megfékezettsége:
– “P” állásban 120 km/h sebességről max. 650 m fékút
– “R” állásban 140 km/h sebességről max. 660 m fékút
A számítást kísérleti fékútmérések igazolták.

4.2  Vészfék
A járműnek az utasok által kezelhető, tisztán pneumatikus úton működő vészfék rendszere van, amely az utastérben elhelyezett 2db. vészfékhúzóból és a fékkonténerben elhelyezett NB6-4 T típusú, a jármű fővezetékére közvetlenül kapcsolódó vészfékszelepből áll.
A vészfékhúzóknak kiegészítő villamos kapcsolójuk van, a működtetésük a kapcsolószekrényben kijelzésre kerül. Vészfékezés folyamán a vészfékszelepre szerelt sípok éles hangjelzést adnak, melynek figyelemfelkeltő hatása van és segít azonosítani a járművet, ahol a vészféket működtették.
A fogantyúk működtetéséhez szükséges erő, a plombahuzal szakítóerejével együtt, 110N < F < 160N között van.

4.3  Kézifék
A rögzítőfék négyküllős kézikerékkel működtethető, orsós hajtóműve a feljáró előtérben van elhelyezve. A kocsiszekrény és forgóváz közötti erőátvitel 160-as Flexball húzóvezetékkel történik és a toldás után a forgóvázon belül folytatódik, ahol működteti mindkét tengely egy-egy kézifékes fékhengerét. A forgóváz kikötésekor a Flexball bontása, a forgóváz homlokgerendán lévő toldásnál lehetséges.
A kézifék állapotának pneumatikus jelzését a csavarorsós hajtóműben elhelyezett görgős szelep biztosítja. A kézifék egy villamos mikrokapcsolót is működtet a behúzott állapotának villamos kapcsolószekrénybeli kijelzéséhez.

4.4  Csúszásgátló
A jármű MGS2 típusú elektronikus kerékcsúszást gátló rendszerrel van felszerelve annak érdekében, hogy megóvják a kerékpárokat a megcsúszás miatti sérüléstől (keréklaposodás) és a lehető legrö