NZA barátom ráérzett a műfajra, ami nem is annyira baj, mert a héten nem nagyon volt időm blogot írni :)

Beavis and Butthead így kezdené: höhö, höhö... terepjáró villamos? Nos, a villamosvasúti szakirodalomban ugyan terepjáró villamosról valójában nem szoktak beszélni (bár a sziléziai villamosok esetében kellene, lásd a lentebbi videót), de a "terepjáró forgóváz" mint kifejezés, bevett. Miről is van szó?

Kezdjük az elején: a villamosok üzemeltetőinek első és legfontosabb feladata, hogy minden eszközzel megakadályozzák a villamosok kisiklását. Az egyik legfontosabb oka a kisiklásnak, ha a vasúti tengely terhelése egyenetlen, vagy még rosszabb esetben a pályatorzulások miatt elemelkedik a kerék a vágányról. A vasúti pályafenntartási szolgálatoknak folyamatosan ellenőriznie kell az ún. síktorzulás mérethatárait, hogy a pályában létrejövő magassági hibákat (púpokat, süppedéseket) korlátok között tartsák. Több bemérendő síktorzulás érték közül az egyiket tipikusan 1,5 méteres hosszra vonatkoztatják, azaz előírják, mekkora magasságkülönbség lehet a 1,5 m 1,435 m-es téglalap három pontja által meghatározott síkja, és a negyedik pont között. Tipikusan 1 cm-es magassági lépcső esetén a forgalmat már elvileg le kellene állítani. A mellékelt fotón szándékosan az egyik legelrettentőbb európai példát mutatom be - Sziléziában egy a biztos: hogy ott a régebbi vágányoknál a síktorzulás messze meghaladhatott már minden előírást - de idehaza is lehetne problémás helyszíneket találni.

Honnét jön a 1,5 m-es vonatkoztatási hossz? Egy tipikus, normál kerékátmérőjű forgóvázas kocsi tengelytávja a forgóvázon belül kb. 1,8-1,9 m szokott lenni. Ha egy villamos forgóvázában az egyik kereket 1 cm-rel felemeljük a négyből, el kell érni, hogy ettől még a négy kerékre jutó terhelés közel egyforma maradjon. A forgóvázak hagyományosan merevkeretes kialakításúak voltak, és ebbe a keretbe a primer rugózáson keresztül ülnek bele a tengelyek (a szekunder rugózás a forgóvázkeret és a kocsiszekrény közé kerül). Itt lent egy, a lengyelországi Citadis 100-as kocsiéval megegyező varsói típus középső alacsonypadlós forgóvázát mutatom: relatíve egyszerű szerkezetű merevkeretes forgóvázról van szó:

Fotó: http://tramwar.republika.pl/

Amint látható, a primer rugózás egy MEGI-rugó, ennek kell a tengely kb. cm-es nagyságrendű mozgását kiegyenlítenie. Nyilvánvaló azonban, hogy a kerékterhelés tökéletesen egyenletesen tartása egy merevkeretes forgóvázban nem sikerülhet, mert a primer rugózásban ébredő rugalmas erő csökkenti vagy növeli a kerékterheléseket. Nehezíti a merevkeretes forgóvázak karbantartását, hogy a gumirugók bármilyen gyártásban is készültek, általában nem teljesen egyformák, ráadásul idővel elöregednek, ezért nagyobb szemlét követő összeszerelésnél gyakran igyekeznek az egyforma gumirugókat párosítani, hogy legalább  egy kerékpáron belül ne legyen eltérés. A sziléziai hálózaton 2000 óta futnak Citadis 100-asok merevkeretes forgóvázzal - és egyelőre általában rajta maradnak a sínen, ám ugyanezen a hálózaton a volt bécsi villamosok érkezésüket követően szinte rögtön szerepeltek látványos kisiklásokban. Ezek Düwag forgóvázasak, melyek szintén merevkeretesek, és nyilván nem tesz jót a lassan 40-50 éves villamosok elhasznált rugózása. Tegyük hozzá, hogy a volt bécsi E1-eseknek nem volt szerencséjük a sziléziai hálózaton, mert ezeket egyből a legrosszabb állapotú szakaszokra is kiküldték, ahol a terepjáró forgóvázas Konstal 105Na-sok is kisiklanak rendszeresen.

A villamosok XX. század eleji elterjedése után az üzemeltetők technológiai szintben lényegében mindig lépéshátrányban voltak a gyártókhoz képest, ezért nagy jelentőségű, ha egy új villamostípus tervezésébe komoly beleszólásuk van. Ha ezt intézményes formában sikerül elérni, az egyenesen villamostörténeti esemény - az első ilyen alkalom a PCC villamosok kifejlesztése volt, 1929-36 között, az USA-ban.

Fotó: http://www.kmk.krakow.pl/

A PCC villamosok számos újítása között a terepjáró forgóváz megalkotása volt az egyik jelentős lépés. Ennek legelterjedtebb megoldását ez a rajz szemlélteti:

Fotó: http://www.mestskadoprava.net/

A lényeges újítás a következő volt: mi lenne, ha nem a primer rugó ellenében tudnának a tengelyek mozogni a forgóvázkeretben, hanem maga a téglalap forgóvázkeret tudna elhajlani az egyik átlója mentén? Ez esetben a téglalap bármelyik sarkán lévő kereket meg lehet emelni anélkül, hogy a primer rugózás rugalmas ellenerőt fejtsen ki. Sok terepjáró forgóvázas konstrukcióban ennek örömére el is hagyták a primer rugózást, mondván, hogy majd a kerekekbe beépített gumirugó pótolja azt. Ennek ellenére a pályafenntartás részéről rendszeresen panaszkodnak a hagyományos Tatra villamosok nagy rugózatlan tömegére; a ČKD a '90-es években ezt javította is újabb konstrukcióin: a szegedi T6-osok forgóvázai pl. már rendelkeznek csavarrugós primer rugózással.

A rajzon látható, hogy a keret hajlékonyságát úgy érték el, hogy a forgóvázkeret két L-alakú részből áll össze, melyek gömbcsuklókon támaszkodnak gymásra - a képen bejelöltem a két L alakú keretrész csatlakozási pontjait:

Más módon is el lehet érni a terepjárást: a Budapesten közlekedő Ganz "ipari csuklós" forgóvázai is terepjáróak, ez esetben azonban a két forgóváz hossztartó részt merev kereszttartó helyett egy gumiba ágyazott csőtartó köti össze a királycsap alatt . Ennek a konstrukciónak a hátránya, hogy a rugalmas csatlakozás úgy van kialakítva, hogy összeszerelésnél pontosan be kell állítani - így fordulhat elő, hogy terepjáró forgóváz ide vagy oda, mégis lehet néha kerékterhelés eltérést mérni rajtuk.

A háború utáni európai PCC-k szinte kizárólag a fentebb bemutatott PCC jellegű forgóvázakat alkalmazták, mindegyikben felfedezhető a két L alakú félkeretet összekötő gömbcsukló. Voltak persze másféle PCC forgóvázak is, de az itteni gyártók nem azokat vették át - vélhetően tudták, milyen pályákra építik a járműveiket.

És az elmélet után jöjjön a gyakorlat: miként váltak be a terepjáró forgóvázak? Legfrappánsabban azzal lehet válaszolni, hogy Oroszországban szinte csak terepjáró forgóvázakat mernek üzemeltetni. Az 50-es évektől valamennyi jelentős szovjet villamosgyár megtervezte a saját terepjáró forgóvázát: Szentpéterváron (a PTMZ-ben), Uszty-Katavban (az UKVZ-ben) és Rigában (az RVZ-ben) egyaránt. Az alacsonypadlós villamosok oroszországi elterjedésének komoly hátráltató tényezője a pályák állapota, mivel az alacsonypadlós konstrukciókban ritkaság az olyan forgóváz, ami annyira tűrné a síktorzulásokat, mint a terepjáró forgóvázak. Az alábbi fotón az UKVZ-gyár Uszty-Katavi falun átvezető próbapályájának azon pontját láthatjuk, ahol a legnagyobb síktorzulás lehet, kivételesen nem pályaállapotból kifolyólag, hanem mert ív és lejtő találkozik (ilyen helyre Budapesten is van példa a Lánchídi budai aluljáró képében):

Fotó: Yakov Titenok, TransPhoto.ru

Hozzá kell tegyük, hogy azért a merevkeretes forgóvázas villamosok is elmennek rossz pályán, erre a legjobb példa Románia, ahol - néhány importált Tatra villamostól eltekintve - mind Temesváron, mind Craiovában  merevkeretes forgóvázas villamosokat gyártottak. Ennek oka, hogy mindkét helyen németországi licencből készítettek villamosokat, és az NSZK-ban a Düwag-forgóvázak annyira jól beváltak, hogy más típus nem nagyon terjedt el. Aztán amikor a Timis-2-es és a V3-as kocsikat felváltották a használt német villamosok, ezeknek is ugyanazokkal a kihívásoknak kellett megbirkózniuk.

Persze adódik a kérdés: megcsinálható mindez a konstrukció alacsonypadlósban? Amint látható volt, a PCC-forgóvázak meglehetősen robusztus szerkezetűek, bár ez a zsúfoltság nem feltétlenül a terepjárásból adódik. Két példát tudok alacsonypadlós terepjáró forgóvázra.

Fotó: http://www.tramroma.com/

Az egyik remélem kellő meglepetést jelent az olvasónak is: 1947-ben készült el Róma számára a Caproni-motorkocsi, mely padlómagassága a két hátsó ajtó között 400 mm volt, míg az első forgóváz felett 600 mm (mai tipikus alacsonypadlósok padlómagassága 350 mm). A konstrukció jellegzetesen római volt: 1927-től jelentek meg, és egészen 2003-ig bezárólag közlekedtek Rómában az ún. "MRS"-villamosok. Az "MRS" a moto-rimorchiata Saglio rövidítése, utóbbi a gyártó neve, az előbbit magyarra "motor-pótkocsi"-nak lehetne fordítani. Ezen villamosok első forgóváza kétmotoros volt, míg a hátsó motor nélküli futó kivitelű.

A Caproni-villamos ugyancsak motor-pótkocsi volt, a hátsó forgóváz azonban kis kerékátmérőjű, tengely nélküli, terepjáró forgóváz konstrukció. Ahogy a fentebbi fotón látható, ennek a konstrukciónak sincs primer rugózása. A nyilak azt jelölik, hogy hol kapcsolódik egymáshoz a két L alakú keret.

Fotó: Wikipédia

A másik, mai villamosokban működő alacsonypadlós terepjáró forgóvázt a fenti képen láthatjuk hajtott kivitelben, itt is jelöltem, hol van a két L-keret csatlakozása. Feltűnő, hogy ebben a forgóvázban is teljesen elmaradt a primer rugózás, a motorok pedig mintha csak utólag lettek volna rászerelve a forgóváz szélére (a forgóváz motor nélküli futó verziója lényegében csak a motor hiányában tér el a hajtott fő szerkezetétől). Meglehetősen bonyolult is, ahogy a hajtómű és a teherviselő tartókeret egy elemben egyesült; valamint ami nem látszik, hogy a két, egymással tengelyben lévő keretet a portáltengely belsejében merev tengelykapcsolat köti össze, fogaskerék-áttételen keresztül. Utóbbi jelentősége a forgóváz villamospályára kedvező, kígyózó futásában van azon túl, hogy az átellenes oldali motor nyomatékát is így közvetítik a másik oldalra.

Ez az Alstom Citadis típus Arpege fantázianevű forgóváza - bár lehet, hogy a "forgóváz" elnevezés túlzás, lévén ezek multicsuklós járművek futóművei, azaz nem fordulnak ki a kocsiszekrény alól (emiatt lehetséges a szekunder csavarrugókat a forgóvázkeret négy szélén elhelyezni). Ezt a forgóváztípust kizárólag új létesítésű üzemek számára szállította az Alstom: Franciaországba, Spanyolországba, és legutoljára már szerte a közel-keleti és az észak-afrikai térségbe. Az új építésű pályákon a forgóváz rugalmassági hiányosságait kompenzálja, hogy az új építésű burkolt pályarendszerek bővelkednek rugalmas gumielemekben, így nem okoz olyan zaj- és vibrációs problémát a nagy rugózatlan tömeg, és a magasnak számító 11-12 tonna körüli tengelyterhelés (a Tatra villamosok 8 tonna, a pesti Combinók 10 tonna körüli tengelyterhelésűek). Ennek megfelelően ritkán látunk zúzottköves pályán Arpege-forgóvázas Citadist; Párizsban, a T2-es vonalon közlekednek csak.

A Citadisok jelenleg forgalmazott, 100 %-ban alacsonypadlós verzióját 2005 óta gyártják, a korábbi verziókban csak a futó forgóváz verzió volt meg, így azok a kocsik csak részben alacsonypadlósok voltak, azonban ezzel a bonyolult forgóvázzal sem lett igazán meggyőző az utastér kialakítása a forgóváz felett: szűk az utastér, az ülések pedig magas dobogóra kerültek.

Az Alstom Citadis márkanév alatt legalább 6 különböző típust forgalmazott, árulkodó azonban, hogy működő üzemek részére, más villamosok által is használt villamospályára Arpege-forgóvázas Citadist nem adtak el (lásd a cikk elején említett lengyel példát is). Látszik azonban, hogy az Alstom szeretne kitörni a tisztán új villamosüzemek piacáról: nemrég szállítottak Isztambulnak, illetve egy prototípust készítettek Moszkvának. Ezek már az új, X04-nek elkeresztelt forgóvázas technológiával készültek, és hasonló járművet szeretnének szállítani Ottawa új villamosvonalára is.

Az Alstom Citadis villamosa egyértelműen összefonódott a francia villamosreneszánsszal, melyben kétségtelenül szerepet játszott a változatos dizájn, és a korszerű megjelenés. Emlékezetes, hogy a Combinók egyik komoly versenytársa is az Alstom volt az első budapesti villamosbeszerzésben. A Citadisok sikeréhez jelentősen hozzájárult az a marketingkampány, aminek köszönhetően szerte a világon erre a típusra gondolnak, mihelyt korszerű alacsonypadlós villamosokról esik szó. Szakmai szemmel azonban mindenképpen árnyalja a képet, hogy az Alstom a sikereit javarészt olyan új villamosvonalakon könyvelhette el Nyugat-Európában, melyeknél igazi összehasonlítási alap nem volt fenntartási szempontból más típusokkal, illetve nem voltak olyan pályafenntartási- és üzemeltetési körülményeknek kitéve, mint amivel térségünkben találkozhatunk.

(C) dr. Németh Zoltán Ádám