Ctirad Novotný, Vilém Bodlák Ověření jízdní bezpečnosti a jízdních vlastností vozů ř. Zaes 30, Zas 30 s podvozky UIC 30 Klíčová slova:jízdní bezpečnost a jízdní vlastnosti kotlových vozů ř. Zaes 30 (Zas 30). Vyhláška UIC 518 a UIC 432. Moment odporu podvozku proti natáčení. Ekvivalentní konicita. Charakteristiky pojezdu. Hodnocení geometrických parametrů koleje. 1. CÍLE ŘEŠENÍ Ověření jízdní bezpečnosti a jízdních vlastností kotlových vozů ř. Zaes/Zas/30 s podvozky UIC 30 z hlediska kriterií vyhlášky UIC 432 (ve znění platném do 6/98) a vyhlášky UIC 518 (vydání z 1.10.99) v závislosti na km proběhu. Poznámka: Dle vyhlášky UIC 518 jsou určovány: při užití tzv. normálního postupu v případě jízdní bezpečnosti síly ΣY 2m, poměr (Y/Q) 2m, nestabilita formou směrodatné odchylky ΣY v případě jízdních vlastností příčné a svislé zrychlení skříně, směrodatné odchylky těchto zrychlení a kvazistatické hodnoty příčného zrychlení skříně při užití tzv. zjednodušeného postupu v případě jízdní bezpečnosti síly Η, svislé zrychlení skříně, nestabilita ve formě směrodatné odchylky sil H (mimo nákladních vozů a speciálních vozidel s jednotlivými dvojkolími) a směrodatné odchylky příčného zrychlení skříně (u nákladních vozů a speciálních vozidel s jednotlivými dvojkolími) Ing. Ctirad Novotný, nar. 1937, absolvent VŠD r. 1960, Oddělení dynamiky kolejových vozidel VÚŽ. Ing. Vilém Bodlák, nar. 1972, absolvent DFJP Univerzity Pardubice r. 1995, Oddělení dynamiky kolejových vozidel VÚŽ.
v případě jízdních vlastností příčné a svislé zrychlení skříně, směrodatné odchylky těchto zrychlení a kvazistatické hodnoty příčného zrychlení skříně Není-li měřena síla H, jsou možné následující varianty posuzování jízdní bezpečnosti: u podvozkových vozidel na základě určování příčného zrychlení rámu podvozku, příčného a svislého zrychlení skříně a nestability ve formě směrodatné odchylky příčného zrychlení rámu podvozku u vozidel s jednotlivými nápravami na základě určování svislého a příčného zrychlení skříně a nestability ve formě směrodatné odchylky příčného zrychlení skříně. 2. TECHNICKO PŘEPRAVNÍ ÚDAJE VOZŮ ř. Zaes/Zas/30 Vozy ř. Zaes/Zas/30 byly vyráběny v Jugoslávii v letech 65-71. Dodavatel: Fabrika vagona Kraljevo Goša Smed. Palanka DURO Dakovič Slavonski Brod. V současné době jsou u ČD vozy následujících číselných intervalů: Řada vozu Konstrukční skupina Číselný interval Rok výroby Zas 30 7850 1965 až 1971 Zaes 30 7880 1966 až 1968 7881 1968 až 1969
Zas 30 Čtyřnápravový kotlový vůz určený pro přepravu ropy a lehkých derivátů ropy Zátěžová tabulka Dodatkový rastr A B1 B2 C Hmotnost ŽSR C S 38,0 t 41,0 t 49,0 t prázdného vozu PKP 120 00,0 t 23 200 kg 90 57,0 t Ložný objem:...61 m 3 Průměr kotle/délka kotle:... 2 800/10 280 m Druh kotle:...ocelový Podvozek:... UIC 30
Zaes 30 Čtyřnápravový kotlový vůz s topnicemi určený pro přepravu minerálních olejů a ropných derivátů Zátěžová tabulka Dodatkový rastr A B1 B2 C Hmotnost ŽSR C S 38,0 t 40,0 t 46,0 t prázdného vozu PKP 120 00,0 t 26 000 kg 90 54,0 t Ložný objem:...60 m 3 Průměr kotle/délka kotle:... 2 800/10 280 m Druh kotle:...ocelový + parní vytápěcí zařízení Podvozek:... UIC 30
Podvozek UIC 30 Užitý podvozek UIC 30 má jako jediný z nákladních podvozků ČD dlouhé příčně pohyblivé hraníky závěsů pružnic - pomineme-li omezený počet prototypových podvozků ČSD typu 1-131-2 a jeho variant. Podvozek UIC 30 vyráběný v německé licenci v Polsku a dřívější Jugoslávii svým pojetím a provedením předchází podvozku DB 931, který je uveden ve vyhlášce UIC 432 (vydání z 1/2000) v bodě 3.6.2. typ podvozku UIC 30 DB 931 1-131-2 délka rámu [mm] 3700 3720 3536 šířka rámu [mm] 2120 2100 2118 rozvor [mm] 2000 2000 2000 průměr kol na styčné kružnici [mm] 1000 1000 1000 vůle ve vedení ložiskové skříně příčně (podélně) ±14/±1,5 ±20/±6 ±20/±1,5 [mm] pružnice [mm] 120x16x1200 120x16x1200 120x16x1200 počet listů 8 8 8 závěsy pružnic dlouhé, příčně dlouhé, příčně pohyblivé hraníky pohyblivé hraníky měrné sednutí vypružení [mm/kn] střední délka hraníku [mm] nejvyšší rychlost [km/h] v prázdném stavu v loženém stavu max. nápravová hmotnost [t] dlouhé, příčně pohyblivé hraníky 0,16 0,16 0,16 314 314 120 100 120 100 120 100 20 20 20 UIC 30 DB 931 1-131 - 2 Podvozky se závěsy pružnic prostřednictvím dlouhých, příčně pohyblivých hraníků.
Přehled podvozků pro nákladní vozy ČD Y 25, V max = 100/120 km/h UIC 30, V max = 100/120 km/h 26-2.8, V max = 80/80 km/h 26-2.8 RP 50, V max = 90/100 km/h
3. CHARAKTERISTIKY POJEZDU ZKOUŠENÝCH VOZŮ U vozů Zaes 30 31 54 788 0 967 8 6 týdnů proběhu Zas 30 33 54 785 4 129 5 38 měsíců proběhu Zaes 30 33 54 788 5 277 5 68 měsíců proběhu byly zdokumentovány rozhodující charakteristiky pojezdu: - rozdělení kolových sil - průměr kol, rozchod dvojkolí, rozkolí - příčné a podélné vůle ve vedení ložiskových skříní - rozměrové hodnoty jednotlivých částí závěsu vypružení - moment odporu podvozku proti natáčení - hodnoty ekvivalentní konicity v měřených úsecích POROVNÁNÍ NAMĚŘENÝCH HODNOT A POVOLENÝCH HODNOT vůz posuzovaná veličina dovolené rozmezí zjištěné rozmezí (rozdíl) (rozdíl) Zaes 30 31 54 788 0 967 8 rozdělení - kolových hmotností na dvojkolí - hmotností na dvojkolí podvozku v % průměrné hmotnosti na dvojkolí rozkolí 45,0-55,0 % 98,0-102,0 % 1360 ± 1 mm nové dvojkolí 1360 +3-1 mm po opravě, V99/1 1360 ± 3 mm v provozu, V67 39,3 60,7 % 98,3 101,7 % 1359,7 1361,2 mm rozchod dvojkolí 1410 1426 mm 1419,5 1424,7 mm průměr kol 1000 924 mm 947,5 959,5 mm rozdíl průměrů - na dvojkolí - dvojkolí podvozku - mezi podvozky 0,5 mm (2,0 mm v provozu) 5 mm... V67 10 mm 0,5 1,4 mm 5,8 mm 12,0 mm
POROVNÁNÍ NAMĚŘENÝCH HODNOT A POVOLENÝCH HODNOT vůz posuzovaná veličina dovolené rozmezí zjištěné rozmezí (rozdíl) (rozdíl) Zas 30 33 54 785 4 129 5 Zaes 30 33 54 788 5 277 5 rozdělení - kolových hmotností na dvojkolí - hmotností na dvojkolí podvozku v % průměrné hmotnosti na dvojkolí rozkolí 45,0-55,0 % 98,0-102,0 % 1360 ± 1 mm nové dvojkolí 1360 +3-1 mm po opravě, V99/1 1360 ± 3 mm v provozu, V67 35,2 64,8 % 99,1 100,9 % 1359,7 1360,9 mm rozchod dvojkolí 1410 1426 mm 1422,2 1423,9 mm průměr kol 1000 924 mm 920,4 926,1 mm rozdíl průměrů - na dvojkolí - dvojkolí podvozku - mezi podvozky 0,5 mm (2,0 mm v provozu) 5 mm... V67 10 mm 0 0,3 mm 3,2 mm 5,7 mm rozdělení - kolových hmotností na dvojkolí - hmotností na dvojkolí podvozku v % průměrné hmotnosti na dvojkolí rozkolí 45,0-55,0 % 98,0-102,0 % 1360 ± 1 mm nové dvojkolí 1360 +3-1 mm po opravě, V99/1 1360 ± 3 mm v provozu, V67 45,3 54,7 % prázdný 44,7 55,3 % ložený 98,5 101,5 % prázd. 96,8 103,2 % ložený 1360,2 1362,5 mm rozchod dvojkolí 1410 1426 mm 1420,5 1421,6 mm průměr kol 1000 924 mm 954,0 955,0 mm rozdíl průměrů - na dvojkolí - dvojkolí podvozku - mezi podvozky 0,5 mm (2,0 mm v provozu) 5 mm... V67 10 mm 0 0,5 mm 1,0 mm 1,0 mm
ZJIŠTĚNÉ ROZMEZÍ NAMĚŘENÝCH HODNOT PŘÍČNÝCH A PODÉLNÝCH VŮLÍ V POJEZDU vůz posuzovaná veličina dovolené rozmezí zjištěné rozmezí Zaes 30 31 54 788 0 967 8 Zas 30 33 54 785 4 129 5 Zaes 30 33 54 788 5 277 5 vůle pojezdu příčná podélná vůle pojezdu příčná podélná vůle pojezdu příčná podélná ±14,0 ±17,5 mm ±0,5 ±4,0 mm ±14,0 ±17,5 mm ±0,5 ±4,0 mm ±14,0 ±17,5 mm ±0,5 ±4,0 mm ±15,6 ±16,7 mm ±2,5 ±4,0 mm ±15,2 ±15,9 mm ±2,1 ±3,3 mm ±11,0 ±13,0 mm ±1,5 ±3,5 mm ROZMEZÍ NAMĚŘENÝCH HODNOT *) : veličina výkresová vůz hodnota Zaes 30 31 54 788 0 967-8 Zas 30 33 54 785 4 129-5 Zaes 30 33 54 788 5 277-5 d 1 35 [+0,5 ; 0] 35,6 37,7 35,2 37,8 35,5 37,5 a 52 [+1;0] opr. [0;-2] 46,8 52,6 49,2 53,6 48,7 53,9 d 35 [0;-0,5] 2 opr. [0;-3] 33,9 34,6 34,1 34,7 34,0 34,9 d 3 35 [0;-0,5] 33,7 34,7 33,7 34,9 34,0 34,9 l 292 [+1;0] opr. [+3;0] 288,0 293,2 289,3 296,0 284,9 294,9 d 4 25,0 23,1 25,8 21,7 26,3 22,1 26,0 d 25,0 5 opr. [0;-1] 22,7 26,0 21,0 25,1 21,9 25,9 *) viz obr. Jednotlivé části Podvozek UIC 30
Závěs vypružení Jednotlivé části MOMENT ODPORU PODVOZKU PROTI NATÁČENÍ VŮČI SKŘÍNI [knm] vůz stav prázdný ložený Zaes 30 31 54 788 0 967 8 3,28 12,4 Zas 30 33 54 785 4 129 5 3,50 20,6 Zaes 30 33 54 788 5 277 5 5,38 26,14
Vypočtené hodnoty ekvivalentní konicity jsou uvedeny v následujících tabulkách: HODNOTY EKVIVALENTNÍ KONICITY VOZU Zaes 30 31 54 788 0 967-8 Dvojkolí Dobříkov kolej č. 1 průměrovaná ŽZO Cerhenice km 0,5 rozchod: 1429 mm ŽZO Cerhenice km 0,5 rozchod: 1432 mm ŽZO Cerhenice km 7,6 rozchod: 1435 mm 1. 0,134 0,284 0,234 0,134 2. 0,119 0,501 0,298 0,081 3. 0,234 0,515 0,378 0,124 4. 0,207 0,763 0,386 0,091 HODNOTY EKVIVALENTNÍ KONICITY VOZU Zas 30 33 54 785 4 129-5 Dvojkolí Dobříkov kolej č. 1 průměrovaná ŽZO Cerhenice km 0,5 rozchod: 1429 mm ŽZO Cerhenice km 0,5 rozchod: 1432 mm ŽZO Cerhenice km 7,6 rozchod: 1435 mm 1. 0,175 0,717 0,430 0,132 2. 0,147 0,609 0,337 0,069 3. 0,156 0,566 0,375 0,125 4. 0,136 0,492 0,308 0,080 HODNOTY EKVIVALENTNÍ KONICITY VOZU Zaes 30 33 54 788 5 277 5 Dvojkolí Sedlišťka kolej č. 2 průměrovaná Sruby kolej č. 2 průměrovaná VŽO Cerhenice přední přímá 1429 mm VŽO Cerhenice přední přímá 1432 mm VŽO Cerhenice zadní přímá 1435 mm 1. 0,131 0,111 0,345 0,310 0,088 2. 0,205 0,129 0,517 0,305 0,126 3. 0,129 0,144 0,524 0,337 0,103 4. 0,127 0,114 0,383 0,281 0,077 Odlišnosti zkoušených vozů z hlediska pojezdu: vůz Zaes 30 31 54 788 0 967 8 Zas 30 33 54 785 4 129-5 Zaes 30 33 54 788 5 277-5 rozdíl v době proběhu po opravě rozdíl ve vlastní hmotnosti rozdíl ve velikosti podložek pod opasky pružnic v návaznosti na průměry kol 6 týdnů 25 635 kg 25 mm 38 měsíců 21 810 kg 35 mm 68 měsíců 25 470 kg 25 mm
Zjištěná rozmezí posuzovaných hodnot hmotností u dvou vozů ukazují překročení dovolených rozdílů hmotností na kola téhož dvojkolí, takže namísto dovolených rozdílů ve velikosti 10 % nápravové hmotnosti činí zjištěné rozdíly až 21,4 % a 17,4 % u dvojkolí téhož podvozku vozu Zaes 30 788 0 567 8, až 29,6 % a 26,8 % u podvozku vozu Zas 30 785 4 129 5. U vozu Zaes 30 788 5 277 5 činil zjištěný nejvyšší rozdíl 9,4 %, čili rozdíl dovolených 10 % nebyl překročen. V případě rozdělení hmotností na dvojkolí podvozku, v % průměrné hmotnosti na dvojkolí podvozku, nebyl dovolený rozdíl 4 % překročen, protože nejvyšší zjištěné hodnoty činily 3,4 1,8 3,0 %. Hodnoty rozkolí se nacházely v dovoleném rozmezí hodnot po opravě. Hodnoty rozchodu dvojkolí byly v dovoleném rozmezí. Hodnoty dovolených rozdílů průměru kol byly překročeny u vozu Zaes 30 788 0967 8 hodnotami rozdílu průměru kol na dvojkolí podvozku 5,8 mm (V 67 dov. 5 mm) na dvojkolí mezi podvozky 12,0 mm (V 67 dov. 10 mm) Zjištěné příčné a podélné vůle ve vedení dvojkolí nepřekročily dovolené rozmezí. U vozu Zas 30 785 4 129 5 byly užity pod opasky pružnic podložky tloušťky 35 mm, což mělo za následek snížení vůle mezi spodní částí ložiskové skříně a rozsochovou sponou u vozu v prázdném stavu. Byly viditelné stopy po vzájemném styku těchto částí a dále byly viditelné stopy styku mezi pružnicemi a narážkami v loženém stavu vozu. U vozů Zaes 30 788 0 967 8 a 788 5 277 5 byly užity pod opasky pružnic podložky tloušťky 25 mm, takže nedošlo ke vzájemnému styku spodních částí ložiskových skříní a rozsochových spon u těchto vozů v prázdném stavu. Ve vztahu k úrovni mazání toren možno říci, že - u vozu Zaes 30 788 0 967 8 bylo zjištěno plošně rozprostřené mazivo - u vozu Zas 30 785 4 129 5 byl zjištěn sporadický výskyt maziva - u vozu Zaes 30 788 5 277 5 byl zjištěn sporadický výskyt zaschlého maziva. V případě ocenění dosažených velikostí momentu odporu proti natočení podvozků proti skříni dle velikosti dosažené hodnoty X faktoru, pro který platí
X = M 2 a +.2 Q o X 0,1 M = moment odporu [kn] 2a + = 2 [m] 2Q O = průměrná nápravová síla [kn] možno uvést tyto nejvyšší dosažené hodnoty X faktoru. vůz stav prázdný ložený Zaes 30 788 0 967 8 0,026 0,032 Zas 30 785 4 129 5 0,033 0,052 Zaes 30 788 5 277 5 0,043 0,066 Kriterium X 0,1 bylo splněno. Kriterium ekvivalentní konicity (v přímé a v obloucích R 2500 m) 0,5 pro V max 140 km/h bylo splněno vyjma místa rozchodu koleje 1 429 mm na zvláštním úseku trati VŽZO, kde došlo k překročení hodnoty 0,5 u všech vozů. S ohledem na vzniklou souhru zjištěných nepříznivých skutečností u vozu Zas 33 54 785 4 129 5 - rozdíl kolových hmotností dvou dvojkolí (téhož podvozku) 29,6 a 26,8 % - viditelné stopy po vzájemném styku spodní části ložiskové skříně a rozsochové spony u vozu v prázdném stavu v důsledku užití podložek tloušťky 35 mm pod opasky pružnic s možným následkem snížení kolové hmotnosti či zdvihu kola (poznámka tento jev je pozorovatelný i u kotlových vozů PKP v prázdném stavu s podvozky téhož typu a podložkami tloušťky 35 mm pod opasky pružnic) - viditelné stopy po vzájemném styku mezi pružnicemi a narážkami v loženém stavu vozu - poškození horní části spodního dílu torny obou podvozků, ohnutí nicohlavů byl vůz ihned po zkouškách odeslán provozovateli k odstranění závad. Hodnoty rozdílů kolových hmotností téhož dvojkolí pak nepřekročily 5,88 %. Dosazením dvojkolí větších průměrů na styčné kružnici 950,0 950,1 a 947,0 947,3 bylo možno užít podložky pod opasky pružnic o tloušťce 25 mm a vyloučit tak dotyk spodní části ložiskových skříní a rozsochových spon. Spodní díly toren a ohnuté nicohlavy byly vyměněny.
Kotlový vůz ř. Zas 30 33 54 785 4 129 5 určený pro přepravu ropy a lehkých topných derivátů z ropy Podvozek UIC 30 se závěsy pružnic prostřednictvím dlouhých, příčně pohyblivých hraníků
Snímač síly H na podvozku UIC 30 vozu Zaes 30 31 54 788 0 967-0 Ulomená část spodního dílu torny vozu Zas 30 33 54 788 4 129-5
4. HODNOCENÍ GPK ZKUŠEBNÍCH ÚSEKŮ Kvalita zkušebních úseků byla ověřena měřením geometrické polohy koleje. Měření provedla firma KŽV s.r.o Praha měřicím zařízením KRAB. V roce 1998 v rámci zkoušek vozů Zaes 30 31 54 788 0 967 8 Zas 30 33 54 785 4 129 5 bylo provedeno hodnocení GPK zkušebních úseků - dle ČSN 736360 na základě lokálních závad - dle metodiky SMV (popsané ve služební rukojeti SR 103) na základě úsekového hodnocení. Podrobné hodnocení je uvedeno v průběžné zprávě o řešení projektu za rok 1998, v které uvádíme přehled závad kvality koleje v měřených úsecích. Trať Kolej MŽZO VŽZO Choceň - Zámrsk Zámrsk - Uhersko oblouk R 300 m, km 6,0-6,4 oblouk R 450 m, km 4,3-5,0 oblouk R 800 m, km 1,77-2,17 oblouk R 1400 m, km 4,0-6,0 přímá km 6,9-8,4 přímá km 0,1-1,4 přímá km 274,3-275,3 přímá km 275,3-276,3 přímá km 276,3-277,3 přímá km 281,0-282,0 Celková známka kvality 2,33 2,56 2,0 2,55 2,08 2,57 1,71 2,17 1,39 1,92 Hodnocení provedeno dle metodiky ČÍSEL KVALITY CK. Mezní hodnota celkové známky kvality RP3 90-120 km/h 3,6 1,34 2,39 RP4 1,43 2,35 1,47 1,95 1,61 2,35 1,66 2,21 120-160 km/h 2,5 V roce 1999 (v rámci zkoušek vozu Zaes 30 33 54 788 5 277 5) bylo: - vyhodnocení stavu geometrie dle ČSN 736360 provedeno pomocí programu KRAB 6.12 Win. Výsledky jsou uvedeny v tabulkách lokálních závad a tabulkách úsekového hodnocení. - vyhodnocení stavu geometrie dle UIC 518 provedeno pomocí programu KRAB 52 DOS, kde z každého úseku byl vytvořen textový soubor, který obsahuje tabulku minimálních, středních, maximálních hodnot a směrodatných odchylek geometrických veličin. Výsledky jsou uvedeny v tabulkách. Veličiny GPK byly počítány v pásmu 3-25m s filtrací Butterwordovým filtrem, jak požaduje vyhláška UIC 518.
Podrobné hodnocení je uvedeno v průběžné zprávě o řešení projektu za rok 1999, z které uvádíme přehled celkové známky kvality koleje v měřených úsecích. Trať Kolej MŽZO VŽZO Choceň - Zámrsk Zámrsk - Uhersko oblouk R 300 m, km 6,0-6,4 oblouk R 450 m, km 4,3-5,0 oblouk R 800 m, km 1,9-2,4 oblouk R 1400 m, km 4,0-6,0 přímá km 6,9-8,4 přímá km 0,1-1,4 přímá km 274,3-275,3 přímá km 275,3-276,3 přímá km 276,3-277,3 přímá km 281,0-282,0 Celková známka kvality 0,24-0,65 0,34-0,94 0,91-1,45 0,97-1,31 0,75-1,16 Hodnocení provedeno dle metodiky ZNÁMEK KVALITY CZK. Mezní hodnota celkové známky kvality RP3 90-120 km/h 2,4 0,74-1,77 RP4 0,05-0,32 0,01-0,33 0,01-0,30 1,00-1,80 120-160 km/h 2,4 5. DOSAŽENÉ VÝSLEDKY ŘEŠENÍ V RÁMCI IV. ETAPY 5.1 Zkušební traťové úseky Zkušební jízdy byly uskutečněny na výše uvedených úsecích: Trať Kolej VŽZO Převýšení [mm] Rozchod [mm] Úklon kolejnic Km poloha vyhodnocov. úseku přímá 0 1 435 1:20 6,9 8,4 betonové Pražce Kolejnice R 65 bezstykové přímá 0 1 431 1:40 0,1 1,4 dřevěné oblouk 150,8 1 435 1:20 6,0 6,4 dřevěné S 49 MŽZO R 300 m bezstykové oblouk 140,3 1435 1:20 4,3 5,0 betonové S 49 R 450 m bezstykové MŽZO oblouk 17 (1998) 1 435 1:20 1,9 2,4 betonové T 4.kolej R 800 m 52 (1999) stykované VŽZO oblouk R 1400 m 151,3 1 435 1:20 4,0 6,0 betonové R 65 bezstykové 0 1435 1:40 274,3 275,3 Choceň- přímá 0 1435 1:40 275,3 276,3 betonové UIC 60* Uhersko 276,3 277,3 bezstykové 281,0 282,0 * tvar hlav kolejnic zbroušen dle DB lots 136 ze 7/89
5.2 Měřené veličiny Byly měřeny následující veličiny: označení - síly H na 1. a 4. dvojkolí... H 1, H 4 - zrychlení v úrovni podlahy vozové skříně nad předním podvozkem svisle, příčně... Gz1, Gy1 nad zadním podvozkem svisle, příčně... Gz2, Gy2 5.3 Kriteria vyhodnocovaných veličin (dle návrhu vyhlášky UIC 518 2. vydání z 1.10.99 body 6.2.3, 10.12.1) bod 6.2.3 kontaktní geometrie kolo / kolejnice: Jsou stanoveny podmínky pro hodnoty ekvivalentní konicity dvojkolí vozidel, která mají býti podrobena zkouškám chodových vlastností. Pro vozy s maximální rychlostí jízdy 140 km/h nemá ekvivalentní konicita překročit hodnotu 0,5. V přímé a v obloucích s R 2500 m při zjištění vyšší hodnoty ekvivalentní konicity, než je stanovená nejvyšší hodnota (0,5 pro V 140 km/h), lze v případě místní nestability chodu vozidla vyloučit odpovídající kolejový úsek z posuzování. bod 10.1.2.1 bezpečnost: hodnoty statistických parametrů F 1 = 0,15 % a F 2 = 99,85 % rámové síly H ( P / 3) Hlim( 2m ) = β 10 + 0 P 0 = statická nápravová síla v kn β = 0,75 pro prázdné nákladní vozy β = 0,8 pro ložené nákladní vozy hodnoty statistických parametrů F 1 = 0,15 % a F 2 = 99,85 % svislého zrychlení (0,4 4 Hz) ve skříni v úrovni podlahy nad otočnými čepy
Z * = s lim 5m / 2 jízdní vlastnosti: ms hodnota příčného a svislého zrychlení (0,4 10 Hz) ve skříni v úrovni podlahy nad otočnými čepy sy sz lim lim * 2 = 1,3 m / s y příčný směr * = 2m / s 2 z svislý směr hodnoty statistických parametrů F 1 = 0,15 % a F 2 = 99,85 % příčného a svislého zrychlení (0,4 10 Hz) ve skříni v úrovni podlahy nad otočnými čepy y z lim lim * 2 = 3m / s y příčný směr * = 5m / s 2 z svislý směr hodnota statistického parametru F 0 = 50 % příčného zrychlení (DP 20 Hz) ve skříni v úrovni podlahy nad otočnými čepy 2 y lim * = 1,3 m / s y příčný směr Do června 1998 byla pro nákladní vozy užívána kritéria dle vyhlášky UIC 432 (bod 3.3). Platily tyto vztahy pro limitní hodnoty: rámová síla H max(2m) 0,85(10 + P / 3) E(H) + σ(h) 0,5(10 + P 0 0 / 3)
směrodatná odchylka zrychlení ve skříni 2 σ P 1,3 m / s. Distribuční funkce a odečtené statistické hodnoty 5.4 Rozsah dosažených výsledků dle kritérijní vyhlášky UIC 518 (2. vydání z 1.10.1999) a vyhlášky UIC 432 (ve znění platném do 6/98) jízdní bezpečnost A... kriterium dle vyhlášky UIC 518 (2. vydání z 1.10.99) bod 10.1.2.1 B.. kriterium dle vyhlášky UIC 432 (ve znění platném do 6/98) bod 3.3 I...Zaes 30 31 54 788 0 967 8 II...Zas 30 33 54 785 4 129 5 III...Zaes 30 33 54 788 5 277 5
Limitní hodnoty [kn] prázdný stav I. II. III. A H lim(2m) 1.dvojkolí 23,02 21,29 23,17 4.dvojkolí 23,17 20,57 23,37 B =0,75(10+P 0 /3 ) H max(2m) =0,85(10+P 0 /3 ) E(h)+s(H) =0,5(10+P 0 /3) 1.dvojkolí 4.dvojkolí 1.dvojkolí 4.dvojkolí 26,09 26,25 15,35 15,49 24,13 23,31 14,20 13,71 26,26 25,35 15,45 14,91 Limitní hodnoty [kn] ložený stav I. II. III. A H lim(2m) 1.dvojkolí 57,14 57,39 61,77 =0,8(10+P 0 /3) 4.dvojkolí 56,07 65,04 61,41 B H max(2m) =0,85(10+P 0 /3) 1.dvojkolí 4.dvojkolí 64,76 63,54 65,04 63,85 65,63 65,25 E(h)+s(H) =0,5(10+P 0 /3) 1.dvojkolí 4.dvojkolí 38,10 37,38 38,27 37,56 38,60 38,38 Limitní hodnoty nebyly v žádném případě překročeny, jak plyne z dále uvedeného přehledu dosažených nejvyšších hodnot. prázdný stav Dosažené nejvyšší hodnoty [kn] R m / p mm / V km/h určovaná I. II. III. veličina A H 1(2m) 17,4 300/150/86 11,77 450/140/105 10,56 300/150/86 H 4(2m) 21,4 800/17/110 18,10 450/140/105 20,56 800/52/115 H 1max(2m) 18,2 300/150/86 12,94 450/140/105 10,93 300/150/86 B H 4max(2m) 23,14 800/17/110 19,63 450/140/105 22,56 800/52/115 E(H 1 )+ s(h 1 ) 10,3 800/17/110 5,26 450/140/105 5,13 800/52/115 E(H 4 )+ s(h 4 ) 7,55 300/150/86 8,58 450/140/105 8,75 300/150/86 ložený stav Dosažené nejvyšší hodnoty [kn] R m / p mm / V km/h určovaná I. II. III. veličina A H 1(2m) 32,5 800/17/110 38,07 450/140/105 22,49 450/140/100 H 4(2m) 37,79 800/17/110 39,56 450/140/105 28,72 450/140/100 H 1max(2m) 32,87 800/17/110 38,90 450/140/105 22,86 450/140/100 B H 4max(2m) 38,25 800/17/110 41,11 450/140/105 31,34 450/140/100 E(H 1 )+ s(h 1 ) 25,52 800/17/110 22,12 450/140/105 14,54 450/140/100 E(H 4 )+ s(h 4 ) 21,91 800/17/110 30,41 450/140/105 19,92 450/140/100
Statistické parametry F 1 =0,15 % a F 2 = 99,85 % svislého zrychlení ve skříni [m/s 2 ] (0,4 4 Hz) R m / p mm / V km/h kritérium z lim * = 5 m/s 2 nejvyšší dosažené hodnoty [m/s 2 ] prázdný stav ložený stav I. II. III. 1,57 přímá Choceň - Uhersko 120 km/h 1,55 300/150/86 1,69 přímá Choceň - Uhersko 120 km/h 1,96 300/150/86 2,73 přímá Choceň - Uhersko 120 km/h 1,86 přímá Choceň - Uhersko 120 km/h Nejvyšší dovolené hodnoty statistických parametrů F 1 =0,15 % a F 2 = 99,85 % svislého zrychlení skříně (0,4 4 Hz) splnily z lim * = 5 m/s 2. jízdní vlastnosti rms hodnoty příčného a svislého zrychlení skříně (0,4 10 Hz) - [m/s 2 ] 2 kritérium sy lim * = 1,3 m / s R m / p mm / V km/h (úklon, rozchod, V km/h ) 2 szlim * = 2m / s y příčný směr z svislý směr nejvyšší dosažené hodnoty [m/s 2 ] I. II. III. svislý směr příčný směr svislý směr příčný směr 0,51 přímá Choceň - Uhersko 120 km/h 1,08 800/17/110 0,51 300/150/86 0,51 800/17/110 prázdný stav 0,52 přímá Choceň - Uhersko 120 km/h 0,77 450/140/105 ložený stav 0,57 300/150/86 0,43 300/150/86 450/140/105 0,53 přímá Choceň - Uhersko 120 km/h 0,93 přímá ŽZO 1:40/1431/120 0,52 450/142/100 1,15 přímá ŽZO 1:20/1435/100 Kritérium pro rms hodnoty ve svislém a příčném směru bylo splněno.
Vzhledem k tomu, že nejvyšší hodnoty rms příčného a svislého zrychlení (0,4 10 Hz) se nacházely pod hodnotou 1,3 m/s 2, byla splněna i podmínka vyhlášky UIC 432 (bod 3.3) platná do 6/98. Statistické parametry F 1 =0,15 % a F 2 = 99,85 % příč. a svislého zrychlení skříně (0,4 10 Hz) [m/s 2 ] R m / p mm / V km/h (úklon, rozchod, V km/h ) kriterium y lim * = 3,0 m/s 2 z lim * = 5,0 m/s 2 nejvyšší dosažené hodnoty [m/s 2 ] svislý směr příčný směr svislý směr příčný směr I. II. III. 2,33 přímá Choceň - Uhersko 120 km/h 3,62... 800/17/100 3,07... přímá Choceň - Uhersko 120 2,00 300/150/86 2,08 800/17/110 prázdný stav 2,31 přímá Choceň - Uhersko ložený stav 2,53 450/140/105 2,6 300/150/86 1,39 450/140/105 3,31 přímá Choceň - Uhersko 120 km/h 3,29 přímá ŽZO 1:40/1431/120 2,12 přímá Choceň - Uhersko 100 3,29; 3,49 přímá ŽZO 1:20/1435/100 Nejvyšší dosažené hodnoty statistických parametrů F 1 =0,15% a F 2 = 99,85% - - svislého zrychlení skříně (0,4 10 Hz) splnily kritérium z lim * = 5 m/s 2 příčného zrychlení skříní (0,4 10 Hz) nesplnily kritérium y lim * = 3 m/s 2 V případě hodnot příčného zrychlení se jedná o překročení limitní hodnoty - v přímé u vozu Zaes 30 (po 6 týdnech provozu) ve stavu prázdném a u vozu Zaes 30 (po 68 týdnech provozu) ve stavu prázdném a loženém. - v oblouku došlo k překročení ve stykovaném oblouku R = 800 m, p = 17 mm při V = 100 km/h u vozu Zaes 30 (po 6 týdnech provozu) ve stavu prázdném. Na základě výsledků zkoušek byla v tomto oblouku provedena úprava směru a podbití styků. Toto překročení není v oblouku typické. Z hlediska dosažených hodnot statistického parametru F 0 = 50 % příčného zrychlení (DP 20 Hz) bylo u vozu Zaes 30 (po 68 týdnech provozu) překontrolováno splnění kriteria
y lim * = 1,3 m/s 2. Tato hodnota nebyla překročena jak pro vůz v prázdném, tak i v loženém stavu, protože nejvyšší dosažené hodnoty činily 1,1 m/s 2 (v oblouku o R = 300 m, p = 150,8 mm, V = 86 km/h). Požadované nejvyšší hodnoty zkušebního nedostatku převýšení činí 1,1 Üf zul ± 0,05 Üf zul, tj. v případě nákladních vozů kdy (Üf zul = 130 mm) nabývají velikosti 1,1.130 ± 0,05.130 = 136,5 149,5mm. Hodnoty nedostatku převýšené np a příčného zrychlení a q realizované při zkouškách v měřených obloucích: vůz R m p mn V km/h np mm a qm/s 2 I., II. III. I., II. III. 300 450 800 300 450 800 300 450 800 300 450 800 150,8 140,3 17 150,8 140,3 52 150,8 140,3 17 150,8 140,3 52 86 105 100 110 86 103 115 86 105 100 86 100 100 140,2 148,9 130,5 161,5 140,2 138,0 143,1 140,2 148,9 130,5 140,2 122,0 95,5 stav 0,91 0,97 0,85 1,05 prázdný 0,91 0,90 0,93 0,91 0,97 0,85 ložený 0,91 0,79 0,62 6. ZÁVĚR Zkoušené vozy ř. Zaes 30 (po 6 týdnech provozu), ř. Zas 30 (po 38 měsících provozu) a Zaes 30 (po 68 týdnech provozu) vyhověly kritériím podle vyhlášky UIC 432 (bod 3.3) ve znění platném do 6/98, a to až do rychlosti 120 km/h ve stavu prázdném a do rychlosti 100 km/h ve stavu loženém. Nejvyšší dosažené hodnoty nedostatku převýšení np (nevyrovnaného příčného zrychle-ní a q ) činily 143,1 148,9 mm (0,93 0,97 m/s 2 ) u vozu prázdného a 140,2 148,9 mm (0,91 0,97 m/s 2 ) u vozu loženého.
Kriteria vyhlášky UIC 518 (bod 10.1.2) byla v části jízdní bezpečnost splněna pro oba stavy vozů v části jízdní vlastnosti hodnotami statistických parametrů F 1 =0,15 % a F 2 = 99,85 % příčného zrychlení (0,4 10 Hz) nepodstatně překročeno u vozu ř. Zaes 30 (po 6. týdnech provozu) ve skříni nad otočnými čepy při jízdách v přímé při rychlosti 120 km/h v prázdném stavu, překročeno u vozu ř. Zaes 30 (po 68 měsících provozu) ve skříni nad otočnými čepy v obou stavech vozu a to při jízdách v přímé při rychlosti 120 km/h v prázdném stavu a při rychlosti 100 km/h v loženém stavu. Z rozboru charakteristik pojezdu zkoušených vozů Zaes 30 a Zas 30 plyne doporučení alespoň v polovině časového proběhu provést - překontrolování, případně seřízení rozdělení hmotností na kola - zajistit překontrolování stavu toren (včetně možné následné opravy), domazání toren za účelem zajištění nižší úrovně momentu odporu proti natočení podvozku vůči skříni zvážit další užívání podložek pod opasky pružnic tloušťky 35 mm, protože jsou zjišťovány stopy po vzájemném styku spodní části ložiskové skříně a rozsochové spony u vozu v prázdném stavu. 7. LITERATURA 1. Vyhláška UIC 432 (Nákladní vozy, rychlosti jízdy, požadované technické podmínky) ve znění platném do 6/98. 2. Vyhláška UIC 432 ve znění platném od 7/98. 3. Návrh vyhlášky UIC 518 (Jízdně - technické zkoušky a připuštění železničních vozidel - jízdní bezpečnost, namáhání jízdní dráhy a jízdní vlastnosti) 2. vydání z 1.10.1999. 4. ČSN 73 6360-2 Konstrukční a geometrické uspořádání koleje železničních drah a její prostorová poloha, část. 2 : Stavba a přejímka, provoz a údržba. 5. Komentář k ČSN 73 6360 6. Breimeier: Trennung von Fahrweg und Betrieb mit Wettbewerb auf dem Netz, Schweizer Eisenbahn Revue 11/2000. 7. Izer, Zelenka: Charakteristiky kontaktní geometrie. Scientific Papers of the University of Pardubice, Series B, 2/1996. 8. Hanneforth W.: Laufwerke. Transpress Bucher 1986.
9. Führer G.: Gleiskonstruktionen. Transpress Berlin 1987. 10. Podkladové materiály pracovní skupiny WG10 Vzájemné působení vozidlo/trať technická komise CEN/TC 256 Železniční aplikace. 11. Izer: Vozidlo a kolej Vědeckotechnický sborník ČD 7/99 12. Nečas Bartoš: Provozování nákladních vozů ČD, včetně soukromých, od 01.01.2001, č.j. 61.136/99 012/3 13. ČD KN 25 (RIV) 2000 Úmluva o vzájemném používání nákladních vozů ve znění z 1.7.2000. 8. SEZNAM OZNAČENÍ Označení: Význam označení: Rozměr: Trať: a q...nevyrovnané příčné zrychlení...[ms -2 ] np (ü f zul )...nedostatek převýšení (nedostatek převýšení přípustný)...[mm] p...převýšení...[mm] R...poloměr oblouku... [m] Vozidlo: V...rychlost...[kmh -1 ] V max...maximální rychlost...[kmh -1 ]
Veličiny všeobecné: Gy 1...příčné zrychlení nad předním (nabíhajícím) podvozkem...[ms -2 ] Gy 2...příčné zrychlení nad zadním (vlečeným) podvozkem...[ms -2 ] Gz 1...svislé zrychlení nad předním (nabíhajícím) podvozkem...[ms -2 ] Gz 2...svislé zrychlení nad zadním (vlečeným) podvozkem...[ms -2 ] H...rámová síla...[kn] H 1...rámová síla 1. dvojkolí...[kn] H 4...rámová síla 4. dvojkolí...[kn] H 1max...maximální hodnota rámové síly 1. dvojkolí...[kn] H 4max...maximální hodnota rámové síly 4. dvojkolí...[kn] Veličiny podle UIC 432 (ve znění platném do 6/98): E(H)...střední hodnota rámové síly...[kn] E(H 1 )...střední hodnota rámové síly 1. dvojkolí...[kn] E(H 4 )...střední hodnota rámové síly 4. dvojkolí...[kn] H lim(2m)...limitní hodnota rámové síly na dráze 2 metry...[kn] H max(2m)...maximální hodnota rámové síly na dráze 2 metry...[kn] P 0...statická nápravová síla...[kn] s H...směrodatná odchylka rámové síly...[kn] s H 1...směrodatná odchylka rámové síly 1. dvojkolí...[kn] s H 4...směrodatná odchylka rámové síly 4. dvojkolí...[kn] s p...směrodatná odchylka zrychlení ve vozové skříni...[ms -2 ] Veličiny podle UIC 518: F 0 = 50 %...hraniční hodnota, pod a nad kterou se měřená veličina vyskytuje s pravděpodobností 50 %... [ - ] F 1 = 0,15 %...hraniční hodnota, pod kterou se měřená veličina vyskytuje s pravděpodobností 0,15 %... [ - ]
F 2 = 99,85 %.hraniční hodnota, nad kterou se měřená veličina vyskytuje s pravděpodobností 0,15 %... [ - ] rms...směrodatná odchylka... [ - ] sy lim *...limitní hodnota směrodatné odchylky příčného zrychlení skříně...[ms -2 ] sz lim *...limitní hodnota směrodatné odchylky svislého zrychlení skříně...[ms -2 ] y lim *...limitní hodnota statist. parametrů F 1, F 2 příčného zrychlení ve skříni vozidla nad podvozkem...[ms -2 ] z lim *...limitní hodnota statist. parametrů F 1, F 2 svislého zrychlení ve skříni vozidla nad podvozkem...[ms -2 ] Označení vozů: I...Zaes 30 31 54 788 0 967 8 (6 týdnů provozu) II...Zas 30 33 54 785 4 129 5 (38 týdnů provozu) III...Zaes 30 33 54 788 5 277 5 (68 týdnů provozu) 9. SEZNAM ZKRATEK CZK...Celková známka kvality koleje ČD...České dráhy ČSN...Česká technická norma DB...Deutsche Bahn (Německá dráha) GPK...Geometrická poloha koleje (geometrické parametry koleje) GVD...Grafikon vlakové dopravy KŽV...Komerční železniční výzkum PKP...Polskie Koleje Państwowe (Polské státní dráhy) RP...Rychlostní pásmo SMV...starý měřicí vůz SR...Služební rukověť TK...Technická kontrola TNŽ...Technická norma železnic V 67...služební předpis ČD V 67
V 68...služební předpis ČD V 68 V 99/1...služební předpis ČD V 99/1 VÚKV...Výzkumný ústav kolejových vozidel VÚŽ...Výzkumný ústav železniční MZO...Malý zkušební okruh MŽZO...Malý železniční zkušební okruh VZO...Velký zkušební okruh VŽZO...Velký železniční zkušební okruh ŽZO...Železniční zkušební okruh V Praze, březen 2001 Lektoroval: Doc. Ing. Rudolf Pohl, CSc. ČVUT Fakulta dopravní