A csuklós motorkocsik

Az 1973. évi rekonstrukcióhoz szükséges 21 új járművet fővállalkozóként a Ganz Villamossági Művek szállította. Járműszerkezeti részüket a Ganz-MÁVAG Mozdony-, Vagon- és Gépgyár készítette. A régi járműveknél nagyobb befogadóképességű és nagyobb utazási sebességű új kocsik, valamint az új jelző- és biztosítóberendezés révén a vonal átbocsátóképessége a korábbinak kétszeresére növeketett. [1], [2]
A FAV alagútja közvetlenül az útburkolat alatt fekszik. Mind a régi, mind pedig az új járművek kialakítását döntően befolyásolta, hogy az alagút áthalad a Nagykörút alatti szennyvízgyűjtő főcsatorna fölött, emiatt a felsővezeték a sínkoronától 2700 mm magasan van. Az állomási peronok szintje a kocsik belső magassága érdekében a sínkoronától 350 mm, így a harmadik sínes áramvezetést a rekonstrukció során sem lehetett megvalósítani.
Az új járművek kialakításánál is követni kellett a régi ún. hattyúnyakas alvázrendszert, mert a forgóvázakat csak az utastéren kívüli alvázrészen lehetett elhelyezni.
A BKV által előírt befogadóképesség szükségessé tette, hogy a kocsik hosszát maximális mértékre - a peronhossznak megfelelően - alakítsák ki. A pályaívek viszont csak legfeljebb 9 m-es forgócsaptávot engedtek meg, így szükségszerűen háromrészes csuklós rendszerű járművet kellett tervezni illetve gyártani. (1. ábra)
A vezetőfülkéket a három azonos befogadóképességű járműszekrény két végén, a futó forgóvázat felett helyezték el. Az alvázak a csuklós végeken a forgáspontban támaszkodnak rá a hajtott forgóvázakra. Ez a megoldás lehetővé tette a 63%-os tapadósúly-arány megvalósítását. A csuklótér fölött kialakított zárt térben helyezték el a villamos és levegős berendezések készülékeit. Az indító és fékező ellenállások a padló alatt találhatók. A kétirányú forgalom miatt mindkét oldalon 2x2 ajtónyitás készült a kedvező utascsere érdekében.

Az új járművek fontosabb forgalomtechnikai és műszaki adatai

A jellegrajzon jól látható a jármű utastereinek, vezető fülkéinek elrendezése, fontosabb méretei, műszaki jellemzői.

A járművek vázszerkezetének, csuklókapcsolatainak kialakítása

Az alváz és szekrényváz lemezből hajlított magas gerincű tartókból villamosan összehegesztett együtthordó acélszerkezet. Az oldalfal és a tető lemezelése pont-, ill. lyukhegesztéssel van a vázhoz erősítve és részt vesz a teherhordásában.
Az alvázak a csuklós végeken a forgáspontban támaszkodnak rá a forgóvázakra.
A csuklóalagút zárt keretszerkezet. Ennek a belső tere nincs elzárva a külső tértől. Ezért a csuklóterek a villamos és pneumatikus berendezések szempontjából nyitottnak tekintendők.
A csuklóterekbe ellenőrzés vagy javítás céljából az alagút oldalán lévő kétszárnyú ajtókon át lehet bejutni. A kocsiszekrények túlnyúló lemezelésén látható, ajtókkal takart nyíláson át a csuklótéri gép-berendezéseket lehet szükség esetén kiszerelni.

A kerekek gumirugózásúak; a tárcsa és az abroncs közé előfeszített gumituskók vannak beszerelve. Csúszó csapágyvezetés elkerülése érdekében a kerékpárok hengergörgős csapágyait a gumiperselyes csapokba ágyazott lengőkarok vezetik. A főrugó a ferdehatásvonalú csavarrugó. A gumirugó csak teljes utasterhelés, ill. dinamikus hatások esetén érintkezik a csapággyal. Ilyenkor párhuzamosan kapcsolódik a csavarrugóval, tehát a rugózást progresszívvá teszi. A kocsi rugózása egylépcsős, mert a csapok a forgóvázak H alakú főkeretébe vannak ágyazva, és ezekre a gömbtányérok, ill. gömbtámok közvetlenül támaszkodnak rá.
A hajtott forgóváz főkerete a motorok elhelyezése érdekében a vízszintes síkban görbített és a gömbtányérnál kissé fel van emelve. A vontatómotorok a kardántengelyek közvetítésével a kétfokozatú tengelyhajtóműveken keresztül hajtják a kerékpárokat. A hajtómű első fokozata a behajtótengelyvéggel ellenkező oldalon elhelyezett ferdefogazatú hengeres kerékpár, a második pedig ívelt fogazatú kerékpár. A magassági méretek korlátozása érdekében a motor és a kardántengely a függőleges síkban kissé ferdén helyezkedik el. A hajtómű elfordulását a nyomatéktámok akadályozzák meg. A tárcsás fékek fékbetétjei a főkeret nyúlványaira vannak felerősítve. A fékeket az egyedi léghengerek működtetik, amelyek a segédlégtartályból kapnak táplálást.
A futó forgóváz szerkezete hasonló, de egyszerűbb. Légfékezéskor a fékhengerek légnyomása az utasterheléstől is függ. Ezt a tengelyvégekre szerelt terhelésérzékelő berendezés szabályozza.

A kocsik fékberendezését a zárt pályára való tekintettel a gyorsvasúti járművekre vonatkozó előírások szerint kellett kialakítani. Ennek megfelelően a kerekekre ható két egymástól független fékrendszerrel vannak ellátva, de sínfékek nincsenek rajtuk.
Az üzemi fék villamos ellenállásfék, amellyel a futótengelyek tárcsásfékjei is együtt dolgoznak.
A másik fékrendszer, az ún. kiegészítő fék, a légfék, amely mind a hajtott, mint a futótengelyeken lévő tárcsásfékekre hat. A sűrített levegő beömlését forgóvázanként egy-egy kormányszelep szabályozza. Ezeket a forgóvázakban helyezték el. A terhelésérzékelő is a kormányszelepre hat. A légfék Knorr BR rendszerű közvetett automatikus, terhelésfüggő, egyvezetékes gyorsvasúti fék.
A légfék többféleképpen léphet működésbe. A vezető a légfékezést a vezetőállás jobb sarkában lévő kézi fékezőszeleppel válthatja ki. Ez utóbbival a fékhatás folyamatosan szabályozható és oldható is. A légfék ezenkívül biztonságfék-feladatot is ellát, mert a vezetőtől függetlenül maximális fékezőerővel működésbe lép, ha:

• nem záródott a villamos fékezés köre;
• működésbe lépett a vonatmegállító berendezés;
• a fékvezeték valahol elszakadt.

Ilyenkor elenged a nyugalmi áramú vészfékszelep, és nagy keresztmetszeten át hirtelen teljesen légteleníti a fékvezetéket, a kocsi pedig 60 km/h segességről 150 m úton megáll.
Az egyemberes vezetés miatt - mivel a járművezető az utasoktól teljesen el van zárva - a kocsikat Integra-rendszerű vonatmegállító berendezéssel látták el. A pályán minden térköz elején egy É polaritású elektromágnest, majd egy D polaritású permanens mágnest helyeztek el. Az elektromágnes csak „szabad” (zöld) jelzés esetén kap gerjesztést a jelző- és biztosító berendezéstől. A középső kocsirészen alul egy mágneses vevőfej helyezkedik el. Ha az elektromágnes a biztosítóberendezéstől gerjesztést nem kap, a kocsi vevőberendezése a D polaritású állandómágnes gerjesztését „tilos” (megállj) jelzésként értékeli és a motorkocsit megállítja.
A biztonsági áramkörök hibáját a berendezés „tilos” jelzésnek értékeli.
Az értékelő berendezés szabad jelző meghaladásakor a vezetőfülkében zöld felvillanó fényjelzést ad a járművezetőnek, tilos jelző meghaladásakor pedig maximális légfékezést vált ki. Megállás után a fékhajtást a járművezetőnek visszaállító kapcsolóval kell megszüntetnie. Ekkor azonban működik a számláló jelfogó. Az érzékelő mágneses vevőfej 2-60 km/h segességhatárok között működik megbízhatóan.

A FAV kocsik villamosberendezése gyakorlatilag megegyezik a Ganz csuklós motorkocsik berendezésével. Eltérés elsősorban a fékberendezéseknél található, a felszínen közlekedő Ganz csuklós motorkocsik szabadonfutó tengelyeit mágneses fékek, a FAV-kocsikat pedig fékáramszeleppel vezérelt légfékhengerek fékezik. A FAV kocsikon nincs sínfék és távvezérlő csatlás (bár a villamos berendezés távvezérlésre alkalmas lenne).

Fontosabb villamos berendezések:

Az áramszedő: alacsonyépítésű, levegős működtetésű, félollós rendszerű. Vezérléssel biztosítják, hogy mindig a menetirányhoz képest hátul lévő áramszedő emelkedjen fel, üzembiztonsági okok miatt.
Túláramvédelem céljára Siemens gyártmányú automatikus távvezérelhető megszakítót építettek be. Kiegészítő védelemre gyorsműködésű 400 A-es olvadó biztosítók szolgálnak.
A vontató motorok indításakor soros-párhuzamos és mezőgyengített fokozatokba kapcsolhatók (24 fokozatban).
Villamosfékezéskor két-két motor párhuzamosan kapcsolódik új. négyszög kapcsolásban, előgerjesztést nem alkalmaznak. Az utolsó fékfokozaton automatikusan belép a futó tengelyek tárcsafékeire ható légfék. A menet és fékáramkörök kapcsolását ívszeletes, mágneses működtetésű kapcsolók végzik el. Az ellenállás-fokozatok valamit a soros, párhuzamos és fékáramkörök kapcsolását 29 mágneskapcsolü látja el, félautomatikus menetkapcsoló segítségével. Csúszás és perdülésgátló védelem nincs a vezérlésben.
Az örvényáramú fékes félautomatikus menetkapcsoló lehetővé teszi a gyorsulásváltozás korlátozását 0,4-0,8 m/s2 határokon belül háromfokozatú gyorsulásválasztó kapcsoló állásának megfelelően.
Kisfeszültségű berendezések táplálása 24 V-os Ni-Cd akkumulátort építettek be, kezdetben motorgenerátor töltötte, amelyet a korszerűsítés folyamán statikus átalakítóra cseréltek.
A légfékberendezést, az ajtómozgatást, az áramszedő-működtetést motoroshajtású dugattyús légsűrítő látja el levegővel, ezeket a korszerűsítés folyamán motorhajtású csavarkompresszorokra cserélték.
Az utasterek megvilágítását akkumulátortáplálású váltakozóáramú egyedi inverterek szolgálják.

A FAV-járművek 1973 óta az 1995. évi vonali rekonstrukció megkezdéséig igen jelentős futáskm-t teljesítettek. Az 1973-ban beszerzett 21 jármű lefutotta a J2 jelű javítási ciklusra meghatározott 720 000 km futásteljesítményt és jelenleg már megkezdték a J2/II. jelű második főjavítás folyamatos végzését is.
Az 1995. évi pályarekonstrukció üzemszünete lehetővé tette a FAV-járművek részleges korszerűsítését, közülük a fontosabbak:
Utastájékoztató berendezés. A beépített beszédszintetizátor javítja az utastájékoztatást.
Vonatmegállító berendezés. A metróüzem gyakorlatának megfelelően megszüntették az utastéri vészfékfogantyút, valamint a vészjelző nyomógombokat és „beszélő” készülékeket építettek be, így az utasoknak módjuk van tájékoztatni a járművezetőt az esetleges rendellenes eseményekről, de vészfékezést nem kezdeményezhetnek.
Sebességmérő regisztráló berendezés. A beépített „DIGIDAT” menetregisztráló berendezés a pillanatnyi menetsebesség kijelzésén kívül fedélzeti adatrögzítő berendezéssel is el van látva. Regisztrálja a jármű legfontosabb vezérlési parancsait és végrehajtásukat, szükség esetén a tárolt adatok hordozható számítógépekkel kiolvashatók.
Az áramszedők átalakítása. Az eredeti Faiveley-áramszedőket vörösréz csúszóelemekkel készítették az acélidomú felsővezetékhez illeszkedően. A réz felsővezeték miatt szükségessé vált az áramszedők átalakítása szén csúszóbetétek beépítésével.
Nyomkarimakenő berendezés cseréje. A korábban beépített Alex-Friedmann típusú olaj kenőanyagú nyomkarima-kenőberendezéseket kicserélték REBS típusú CICO kenőanyagú berendezésekre. A tapasztalatok kedvezőek, a kerékpárok nyomkarimái kifogástalanok.
Légfékberendezés ellenőrzése. A légfékberendezésbe beépített kormányszelepek, terhelésérzékelők, fékáramszelepek, fékhengerek ellenőrzését megkönnyítik a forgóvázakba beépített légnyomásmérők.
Csuklóalagutak kényszerszellőztetése. A csuklóalagutak zárt terében lévő készülékek (csavarkompresszor, statikus átalakító, mágneskapcsolók stb.) jelentős hőt termelnek. A folyamatosan beépítésre kerülő motorikus kényszerszellőztetők e készülékek működését megbízhatóbbá teszik.
Csuklóalagút-keretek cseréje. Szakmai körökben ismeretes, hogy a FAV-járművek csuklóalagútjainak keretszerkezete gyakran elrepedt. Jelenleg folyamatban van az új megerősített keretszerkezetek beépítése.