NZA barátom ezúttal az osztrák villamosgyártás sikertípusáról, és annak ma is zajló utóéletéről ír. Nem mondom, hogy minden következtetésével és gondolatmenettel egyetértek, de érdekes a folyamatot látni, hogy hogyan alakult ki az egyik legsikeresebb alacsonypadlós járműcsalád!

Bombardier Cityrunner és PESA 122N Łódźban: rokonok és ellenfelek

Mai történetünk a piacon kapható egyik legsikeresebb villamostípuson keresztül vezet el a 2000-es évek villamosgyártásához. Az előző részekben megismerhettük az európai gyártók különböző alacsonypadlós próbálkozásait: az SGP ULF-ját, a Bombardier Tram 2000-ét, az olaszok első generációs alacsonypadlós villamosait, valamint ide sorolhatók a MAN rövidcsuklós villamosai is. Persze nem teljes a lista, mert nem esett szó egyes gyártók másfajta próbálkozásairól - pl. a német VÖV-villamosról, a Bombardier Cobráról, a GEC-Alsthom TFS-éről, a Tatra RT6-osáról, az ABB Variobahnjáról. Ezek a típusok több olyan technikai újdonságot vonultattak fel a 90-es évek elején, amik ma már az alacsonypadlós technológia megszokott részei - és persze több olyan megoldás is keletkezett, ami mára zsákutcának bizonyult. A 90-es évek emiatt a maihoz képest sokkal nagyobb típusváltozatosságot jelentett alacsonypadlós villamosok tekintetében, de a 2000-es évekre az akkori kudarcok és sikerek, az összegyűlt tapasztalatok, valamint a vállalati átalakulások nyomán a piac lassan kezdte felvenni mai képét - és letisztultabb termékpalettáját.

Az egyik legfontosabb technikai előrelépés Ausztriában történt 2000-ben, a Cityrunner villamosok megszületésével. Ezeket a villamosokat a Bombardier Flexity Outlook néven, minimális módosítással a mai napig forgalmazza. A Cityrunnerek története előtt azonban nézzünk körül a 90-es évek második felében. Bécsben a Bombardier-Rotax gyár - ami 1970-ben a nagynevű Lohner és a Rotax cégek összeolvadásából alakult - tervezői az ablakból végignézték, ahogy az SGP és az Elin (ma a Siemens részei) elhappolja előlük a világ egyik legnagyobb villamosüzemének alacsonypadlósítását az ULF-ok szállításával. A gyáregység ugyan megélt a mindenféle más városi vasúti megrendelésből - ők gyártották a manapság Flexity Swift néven forgalmazott villamosokat Köln, Croydon, Stockholm, Saarbrücken számára, de egy időben pl. "dugiban" ők gyártották az ULF vázszerkezetét is a Siemensnek -, de a tervezőgárda nem maradt tétlen.

Az első Cityrunner típus Grazban üzemel

A Bombardier szerencséjére a környékbeli nagyvárosoknak - különösen Graznak - nem akaródzott ULF-okat vásárolni. Az ULF ugyanis egy bonyolult és kompromisszumokkal terhelt jármű, és mire elkezdték sorozatban gyártani, a piacon már más megoldású járművek hódítottak; ráadásul a közönség tetszését se igazán nyerte meg a relatíve szűk utastér. Hogy tudatosan vagy véletlenül, de az új osztrák tervezésű villamos futóművének kialakítása az egyszerűség felé ment el - és talán ez lett a Cityrunner villamosok sikerének igazi titka.

Először is - látva a multicsuklós villamosok elterjedését - elválasztották a futóművet a csuklótól. Ennek a technikai lépésnek a csíráit már láthattuk az olasz villamosokon és a VÖV-prototípuson, de a teljes szétválasztás 100%-os alacsonypadló mellett az ABB Variobahnjain történt meg sorozatban, '93-ban. Ennek köszönhető, hogy a mai korszerű alacsonypadlós villamosok csuklóinak technikai bonyolultsága lényegében a csuklós buszokéval egyezik meg, és ennek folyományaként nem kellett tovább sokat kísérletezni vele, helyette csak meg kellett venni az erre szakosodott cég jól kiforrott termékét. Az utóbbi időszakban már lényegében mindenki így gyárt villamosokat - egy kivétel van, a csehek a Škoda 15T-vel (de az új pozsonyi villamoson már másképp fogják megoldani) és a VarioLF 2/2-vel. Ne becsüljük le ezt az előrelépést, manapság nagyon ritka, hogy a villamosok csuklóival meghibásodás lenne, de emellett pl. a budapesti Combino Suprák csuklóival is valószínűleg több nyűg lett volna vadonat új típusként, ha nem lett volna meg az a know-how, amit a csuklógyártó tett hozzá a konstrukcióhoz.

Az ULF-ok egyik nagy tanulsága a hidraulikával elbonyolított rugózás feleslegessége lett, ezt lényegében a legtöbb gyártó elkerüli azóta is, nincs szükség a szekrény magasságának aktív szabályozására. Nem volt ez másképp a Cityrunnereken sem: csak passzív rugózási elemek épültek be.

A grazi Cityrunnerek forgóváza a "műtőasztalon", kerekek nélkül. A lapos forgóváz négy szélén a négy kerékagymotor látható...

... ezek pedig a kiszerelt kerekek.

A grazi verzió kerékagymotorjai Škoda gyártmányúak (kilenc évvel vagyunk a 15T megjelenése előtt)

Az első széria Cityrunner technikai szintje itt állt meg. A Graz számára 2000-ben szállított első kocsik lényegében a Variobahnok és az LHB/Siemens würzburgi típusának szintjét ütötték meg, mivel a forgóvázaikba kerékagymotoros hajtást építettek be. A grazi sorozat olyan értelemben nem lett sikeres, hogy ebben a formában nem gyártották tovább, sőt Graz is inkább a Stadlertől rendelt villamosokat a következő esedékes beszerzésénél, 2009-től.

A linzi Cityrunnerek hétrészesek

A linzi Cityrunnerek forgóváza

Az igazi áttörést a linzi típus hozta el 2002-ben: a város 900 mm-es hálózatára teljesen új forgóvázkoncepció készült. A leglényegesebb, amit észre lehet venni a fenti rajzon, hogy ennek a villamosnak a forgóvázában hagyományos vasúti tengely található. Visszatérő problémává kezdett ugyanis válni a 90-es évek tengely nélküli konstrukcióin, hogy a kerékkopások sokkal drasztikusabbá váltak a hagyományos magaspadlós villamosokhoz képest, különösen a nyomkarimák tekintetében. Amikor megvizsgálták a problémát közelebbről, kiderült, hogy probléma van a kerekek kígyózó futásával.

Egy normális villamoskerék nyomkarimája egyenes pályán ugyanis nem érintkezik a sínnel: a villamost a kerék kúpossága miatt kialakuló kígyózó futás tartja egyenesben. A kígyózó futás azonban alapvetően attól jön létre, hogy a vasúti tengelyre mereven vannak a kerekek felsajtolva, azaz mindkét kerék azonos szögsebességgel fut. Emiatt ha a vasúti kerék oldalra kicsúszik, a kúposság miatt nagyobb kerületen kezd futni, így visszafordul a pályatengely felé. (Nem állom meg, hogy ne linkeljem ide az angol nyelven beszélőknek Richard Feynmann Nobel-díjas fizikus magyarázatát erre a jelenségre.) Ez az, ami megszűnt a legtöbb alacsonypadlós villamosnál a tengely nélküli konstrukciók alkalmazásával, és ugyan történtek fejlesztések ennek pótlására - pl. az ULF-nál a hajtómotorokon keresztül elektronikusan szabályozva mesterségesen alakítottak ki kígyózó futást - de a Bombardier mérnökei úgy gondolták, hogy az egyszerűség a legjobb megoldás ismét: a hagyományos vasúti tengelyes konstrukció.

A vasúti tengelynek azonban hely kell, emiatt a forgóváz felett az utastér magasságát kb. 10 cm-rel, 450 mm-re emelték meg. Ez a megoldás egy lélektani gát leküzdését jelentette: a padló nem lesz teljesen vízszintes az utastérben. Ez egy szép példa az alacsonypadlós konstrukciók tervezési kérdéseire, ahol meg kell találni a legjobb kompromisszumot az egymásnak néha ellentmondó műszaki és utaskényelmi szempontok között. A Bombardier osztrák gyára azonban már csinált korábban is ilyen konstrukciókat: a Wiener Lokalbahn és a bécsi U6-os szerelvényei mind teljes vasúti tengelyes konstrukciók; ezeknél az eseteknél azt a trükköt alkalmazták, hogy a szokásosnál magasabb volt a teljes jármű utastéri szintje (kb. 400 mm-es volt a beszálló magasság), és a hajtott forgóvázak felett lejtőkkel még tovább emelték a padlószintet. A linzi konstrukcióban a 350 mm-es szokásos beszállási magasság mellett az ajtókban és a csuklókban alkalmazott enyhe lejtőkkel érték el a változó, 380-450 mm-es padlómagasságot.

Utastéri lejtők a brüsszeli Cityrunner forgóváza felett

A Cityrunnerek motor - hajtómű - kerék lánca

A vasúti tengelynek köszönhetően két motorral és két hajtóművel megoldhatóvá vált a jármű hajtása, a fékberendezéseket pedig a tengelyek hajtás nélküli végére lehetett felszerelni. Ezzel ismételten több egyszerűsítési lépés történt: a motor mechanikusan jóval egyszerűbb kivitelűvé vált - azaz hirtelen a motorgyártóknak sem kellett nagy bonyolultságú mechanikát fejleszteni meglévő aszinkron motorjaikhoz pl. a kétoldali kihajtás megvalósítása végett. Hajtóműként pedig a Voith hajtóműve került be - ez a cég évtizedek óta ilyen szerkezetek gyártására specializálódott.

Ez a hajtómű megfelelő primer rugózással bírt, a Cityrunner így lényegében hozta azt a rugózottsági színvonalat, amit a Düwag-forgóvázas villamosok képesek voltak elérni. Ennek a jelentőségét úgy lehet leginkább érzékeltetni, hogy a hagyományos négytengelyes villamosok össztömege lényegében három egyforma részből állt össze: kb. ugyanakkora terhet jelent a forgóváz össztömegében (Tatra villamosoknál kb. 2x5 t), mint a jármű szekrényváza forgóvázak nélkül (kb. 10 t), és kb. ezzel a tömeggel egyezik meg az utasterhelés is méretezési utaskapacitás (azaz pl. 8 fő/m2) mellett (szintén kb. 10 t). Nagyon lényeges emiatt, hogy a forgóváz tömege mennyire üti a pályát a primer rugózáson keresztül. A korszerű alacsonypadlósoknál a tömegarány kissé lejjebb ment a forgóvázak tekintetében, de cserébe jelentős részükben összességében nagyobb tengelyterhelésűek lettek (a Tatrák 8 tonnás tengelyterhelésével szemben a multicsuklósok - így a Cityrunnerek - tengelyterhelése is kb. 11 tonna körül alakul). Nagyon nem mindegy tehát, hogy a járművek össztömegének harmada meg van-e rendesen rugózva: a graz-i kerékagymotoros Cityrunnerek hajtott forgóváza körülbelül 3 tonnás rugózatlan tömeget jelentett a pályára nézve.

Cityrunnerek Łódźban

Elegendő a Düwag forgóvázas villamosok rugózottsági színvonala? - kérdezhetjük. Nos a Bombardier Cityrunner típusának első külföldi megrendelője 2002-ben Łódź városa lett, ahol a pályaállapotok azonnal letesztelték, mire is képes ez a konstrukció. 

Cityrunner hullámos pályán csattog végig Łódźban - a videó készítésekor ezek a villamosok már hat éve jártak ilyen körülmények között.

Linzben szintén bevált a konstrukció, 2008-ban és 2011-12-ben is utánrendeltek belőle. Jelenleg már 300 feletti darabszámot értékesítettek a konstrukcióból, amit a Bombardier immár több helyszínen is gyárt. A vevők között van Eskişehir (Törökország), Augsburg, Genf, Brüsszel, Blackpool, Marseilles (utóbbi különleges, hajó formájú dizájnjával váltott ki elismerést), Valencia, Palermo, Innsbruck, Toronto (igen, az egy rúdáramszedő a villamos végén). Időközben modernizálták a konstrukciót Flexity 2 néven, de lényegesen nem módosítottak a jármű forgóvázkoncepcióján. Óriási fegyvertény volt, hogy a Düwag szülővárosában, Krefeldben is emellett a típus mellett döntöttek. Jelenleg a Bombardier Bécs, Bázel és Kína felé kacsingat ezzel a típussal.

Nem csak a Voith-tól lehet már ilyen hajtóművet vásárolni. A krefeldi Flexity Outlook második szériája a Voith-hajtómű helyett Flender-hajtóművel lett szállítva. Utóbbi cég 2005 óta a Siemens konszern része - olyan nincs, hogy Krefeldben ne legyen valami hazai...
Forrás: http://www.drehscheibe-online.de/foren/read.php?5,6968656

Folyatás: hamarosan!

(C) dr. Németh Zoltán Ádám

Forrás: Harry Hondius: Systemstraßenbahnen und ihre Antriebe, Eisenbahntechnische Rundschau 51 (2002)