a kisiklott British Rail 165.osztály a London Paddington állomáson. A vonat áthaladt egy sor csapdaponton, ami a kisiklást okozta. Kisiklás után a vonat hátulja egy oszlopnak ütközött, súlyosan megrongálva a vezetőegység vezető oldalát.

a kisiklások számos különböző okból származnak; ezek a következők lehetnek:

• a vágánykomponens elsődleges mechanikai meghibásodása (például sínek törése, nyomtáv terjedése alváz (nyakkendő) meghibásodása miatt)
• a jármű futóműve egy alkatrészének elsődleges mechanikai meghibásodása (például tengelydoboz meghibásodása, kerék törése)
• a vágánykomponensek vagy a futómű geometriájának olyan hibája, amely kvázi statikus meghibásodást eredményez a futásban (például a kerekek vagy sínek túlzott kopása, a földmunkák csúszása miatt)
• a vágánykomponensek vagy a futómű dinamikus hatása a pálya-jármű interakció (például extrém vadászat, függőleges visszapattanás, vágányeltolás
• a pontok nem megfelelő működése, vagy az őket védő jelek nem megfelelő betartása (jelhibák)
• másodlagos eseményként más vonatokkal, közúti járművekkel vagy egyéb akadályokkal való ütközést követően (sorompó ütközések, akadályok a vonalon)
• vonatkezelés (hirtelen vontatási vagy fékezési erők miatti elakadások, Észak-Amerikában laza akciónak nevezik).

egy kisiklott mozdony egység Ausztráliában a látótérből elrejtett fogási ponton (2007.január)

törött sínekszerkesztés

egy törött sín, amely valószínűleg a sínfejben lévő hidrogénből indul ki

a hagyományos vágányszerkezet két sínből áll, amelyek egymástól meghatározott távolságra vannak rögzítve (nyomtávolságként ismert), és keresztirányú talpfákon (nyakkendőkön) vannak rögzítve. Néhány fejlett sínszerkezet támogatja a síneket egy beton – vagy aszfaltlemezen. A sínek futófelületének gyakorlatilag folyamatosnak és a megfelelő geometriai elrendezésnek kell lennie.

törött vagy megrepedt sín esetén a sín futófelülete megszakadhat, ha egy darab kiesett, vagy nem megfelelő helyen helyezkedett el, vagy ha a fennmaradó sínszakaszok között nagy rés keletkezik. 170 törött (nem repedt) sínről számoltak be Hálózati vasút az Egyesült Királyságban 2008-ban, a 988-as csúcsról 1998/1999-ben.

• Az illesztett síneken a síneket általában csavarozott hallemezekkel (ízületi rudakkal) kötik össze. A sín szövedéke nagy nyíróerőket tapasztal, amelyek a csavarlyuk körül fokozódnak. Ahol a vágány karbantartása gyenge, a kohászati fáradtság a csillagrepedés terjedését eredményezheti a csavarlyukból. Szélsőséges helyzetekben ez ahhoz vezethet, hogy az ízületnél egy háromszög alakú síndarab leválik.
• a kohászati változások a nyomtáv sarokrepedésének jelensége miatt következnek be (amelyben a fáradtság mikrorepedése gyorsabban terjed, mint a szokásos kopás), valamint a hidrogén felvételének a gyártási folyamat során bekövetkező hatásai miatt, ami a repedés terjedéséhez vezet fáradtság terhelése alatt.
• az alapfém helyi ridegsége a kerék forgása miatt következhet be (a hajtókerekeket a vágány mentén mozgás nélkül forgó vontatóegységek).
• a Sínhegesztések (ahol a sínszakaszokat hegesztéssel kötik össze) meghibásodhatnak a rossz kivitelezés miatt; ezt kiválthatja a rendkívül hideg időjárás vagy a folyamatosan hegesztett sínek nem megfelelő megterhelése, oly módon, hogy nagy húzóerők keletkeznek a sínekben.
• Az illesztett vágányon lévő hallemezek (csatlakozórudak) meghibásodhatnak, lehetővé téve a sínek széthúzását rendkívül hideg időben; ez általában korrigálatlan sínkúszással jár.

kisiklás történhet a nyomtáv túlzott kiszélesedése miatt (néha útszélesítésnek is nevezik), amelyben az alvók vagy más rögzítések nem tartják fenn a megfelelő nyomtávot. Enyhén megtervezett pályán, ahol a sínek a fa talpfákhoz vannak rögzítve, a tüske tartásának meghibásodása a sín kifelé történő elfordulását eredményezheti, általában a forgóvázak (teherautók) kanyarodásának súlyosbító hatása alatt.

a nyomtáv kiszélesítésének mechanizmusa általában fokozatos és viszonylag lassú, de ha nem észlelik, a végső meghibásodás gyakran valamilyen további tényező hatására következik be, mint például a túlzott sebesség, a jármű rosszul karbantartott futóműve, a sínek eltérése és a szélsőséges vontatási hatások (például nagy hajtóerők). A fent említett crabbing hatás száraz körülmények között markánsabb, amikor a súrlódási együttható a kerék-sín interfésznél magas.

hibás kerékpárok

a futómű — kerékpárok, forgóvázak (teherautók) és felfüggesztés — meghibásodhat. A leggyakoribb történelmi meghibásodási mód a siklócsapágyak összeomlása a hiányos kenés miatt, valamint a Laprugók meghibásodása; a kerékabroncsok szintén hajlamosak a meghibásodásra a kohászati repedés terjedése miatt.

a Modern technológiák jelentősen csökkentették ezeknek a hibáknak az előfordulását, mind a tervezés (különösen a siklócsapágyak kiküszöbölése), mind a beavatkozás (roncsolásmentes tesztelés üzem közben) révén.

szokatlan vágánykölcsönhatások

Ha egy függőleges, oldalsó vagy keresztszintű szabálytalanság ciklikus, és az útvonalszakaszon áthaladó egyes járművek természetes frekvenciájának megfelelő hullámhosszon történik, fennáll a rezonáns harmonikus rezgés veszélye a járművekben, ami rendkívüli helytelen mozgáshoz és esetleg kisikláshoz vezet. Ez akkor a legveszélyesebb, ha egy ciklikus tekercset keresztszintű variációk állítanak fel, de a függőleges ciklikus hibák azt is eredményezhetik, hogy a járművek felemelkednek a pályáról; ez különösen akkor áll fenn, ha a járművek tára (üres) állapotban vannak, és ha a felfüggesztést nem úgy tervezték, hogy megfelelő tulajdonságokkal rendelkezzen. Az utolsó feltétel akkor érvényes, ha a felfüggesztési rugó merevsége a terhelt állapotra vagy a kompromisszumos terhelési állapotra optimalizált, így a tárahelyzetben túl merev.

a jármű kerekei egy pillanatra függőlegesen kirakodnak, így a karimák vagy a kerék futófelületének érintkezése nem megfelelő.

különleges eset a hővel kapcsolatos kihajlás: meleg időben a sínacél kitágul. Ezt a folyamatosan hegesztett sínek feszítésével (mechanikusan megfeszítve, hogy mérsékelt hőmérsékleten stressz-semlegesek legyenek), valamint az illesztéseknél megfelelő tágulási hézagok biztosításával, valamint a hallemezek megfelelő kenésével lehet kezelni. Ezenkívül az oldalsó visszatartást megfelelő ballasztváll biztosítja. Ha ezen intézkedések bármelyike nem megfelelő, a vágány becsatolhat; nagy oldalirányú torzulás következik be, amelyet a vonatok nem tudnak tárgyalni. (Kilenc év alatt 2000/1 hogy 2008/9 voltak 429 pálya csat események Nagy-Britanniában).

a vezérlőrendszerek nem megfelelő működéseszerkeszt

a vasúti kereszteződések és egyéb útvonalváltozások általában pontokon keresztül történnek (kapcsolók — mozgatható szakaszok, amelyek képesek megváltoztatni a járművek továbbvezető útvonalát). A vasút kezdeti napjaiban ezeket a helyi személyzet önállóan mozgatta. Balesetek-általában ütközések-akkor történtek, amikor a személyzet elfelejtette, hogy melyik útvonalon állították be a pontokat, vagy figyelmen kívül hagyta a vonat megközelítését egy ütköző útvonalon. Ha a pontokat nem megfelelően állították be egyik útvonalra sem-középütemben beállítva—, akkor az elhaladó vonat kisiklhat.

az első koncentrációs karok jelek és pontok összehozott művelet volt Bricklayer Arms Junction Délkelet-Londonban az időszak 1843-1844. A jelvezérlés helyét (a jelződoboz előfutára) javította a reteszelés (megakadályozva, hogy egyértelmű jelet állítsanak be egy olyan útvonalra, amely nem volt elérhető) 1856-ban.

az áruszállító járművek mellékvágányról futóvonalra történő nem szándékos mozgásának és más hasonló helytelen mozgásoknak a megakadályozása érdekében a mellékvágány kijáratánál csapdapontokat és kisiklásokat helyeznek el. Bizonyos esetekben ezeket a futóvonalak konvergenciáján biztosítják. Időnként előfordul, hogy a sofőr tévesen úgy véli, hogy jogosult a csapdapontok felett haladni, vagy hogy a jelző helytelenül ad ilyen engedélyt; ez kisiklást eredményez. Az ebből eredő kisiklás nem mindig védi teljes mértékben a másik vonalat: a csapdapont sebességnél történő kisiklása jelentős károkat és akadályokat okozhat, sőt akár egyetlen jármű is akadályozhatja a tiszta vonalat.

ütközés utáni kisiklás

Ha egy vonat egy hatalmas tárggyal ütközik, egyértelmű, hogy a jármű kerekeinek megfelelő futása a vágányon kisiklás történhet. Bár nagyon nagy akadályokat képzelnek el, ismert, hogy egy tehén a vonalra tévedt, hogy kisikljon egy személyvonatot olyan sebességgel, mint a Polmont vasúti baleset.

a leggyakoribb akadályok a közúti járművek a vasúti átjárókban (fokozatú kereszteződések); a rosszindulatú személyek néha anyagokat helyeznek a sínekre, és egyes esetekben viszonylag kis tárgyak kisiklást okoznak azáltal, hogy az egyik kereket a sínre vezetik (nem pedig durva ütközéssel).

a kisiklást háborús vagy más konfliktushelyzetekben is előidézték, például az őslakos amerikaiak ellenségeskedése során, és különösen azokban az időszakokban, amikor a katonai személyzetet és az anyagokat vasúton szállították.

durva vonatkezelés

a vonat kezelése kisiklást is okozhat. A vonat járműveit tengelykapcsolók kötik össze; a vasút kezdeti napjaiban ezek rövid lánchosszúak voltak (“laza tengelykapcsolók”), amelyek jelentős lazasággal kötötték össze a szomszédos járműveket. Még a későbbi fejlesztésekkel is jelentős lazaság lehet a vontatási helyzet (a hajtómű szorosan húzza a tengelykapcsolókat), és a hajtómű fékezése (a mozdony fékezi a fékeket és összenyomja az ütközőket az egész vonaton) között. Ez azt eredményezi, kapcsolási túlfeszültség.

a manapság alkalmazott kifinomultabb technológiák általában olyan tengelykapcsolókat alkalmaznak, amelyeknek nincs laza lazasága, bár a tengelykapcsolóknál rugalmas mozgás van; folyamatos fékezés biztosított, hogy a vonat minden járműve a vezető által vezérelt fékekkel rendelkezzen. Általában ez sűrített levegőt használ vezérlő közegként, és mérhető időeltolódás van, amikor a jel (a fékek működtetésére vagy elengedésére) terjed a vonat mentén.

Ha a mozdonyvezető hirtelen és súlyosan fékezi a vonatot, akkor először a vonat elülső részét kell fékezni. (Ahol csak a mozdony fékez, ez a hatás nyilvánvalóan szélsőségesebb). A vonat hátsó része túllépheti az elülső részt, és azokban az esetekben, amikor a kapcsolási feltétel nem tökéletes, az ebből eredő hirtelen lezárás (a “bejáratásnak” nevezett hatás) azt eredményezheti, hogy egy tára állapotban lévő jármű (üres teherjármű) pillanatnyilag felemelkedik, és elhagyja a pályát.

Ez a hatás viszonylag gyakori volt a tizenkilencedik században.

ívelt szakaszokon a járművek közötti hosszirányú (vontatási vagy fékezési) erőknek van egy része befelé, illetve kifelé a kanyarban. Szélsőséges helyzetekben ezek az oldalirányú erők elegendőek lehetnek a kisiklás ösztönzéséhez.

a vonatkezelési problémák speciális esete az éles kanyarokban a sebesség túllépése. Ez általában akkor fordul elő, amikor a járművezető nem lassítja a vonatot egy éles ívelt szakaszra egy olyan útvonalon, amelynek egyébként nagyobb a sebessége. Szélsőséges esetben ez azt eredményezi, hogy a vonat olyan sebességgel lép be egy kanyarba, amellyel nem tudja egyeztetni a görbét, és nagy kisiklásra kerül sor. Ennek sajátos mechanizmusa magában foglalhatja a test felborulását (elfordulását), de valószínűleg magában foglalja a vágányszerkezet megzavarását és a kisiklást, mint elsődleges meghibásodási eseményt, amelyet felborulás követ.

a kanyarban történő gyorshajtásra példa lehet A 2015.májusi Philadelphia vonat kisiklása, amely magában foglalja az Amtrak vonatot, amely 106 mph (171 km/h) sebességgel halad, a megengedett legnagyobb sebesség kétszerese 50 mph (80 km/h).

karima climbingEdit

a gyakorlati vasúti járművek irányítórendszere a futófelületek kúposságának kormányzási hatására támaszkodik mérsékelt kanyarokban (körülbelül 500 m vagy körülbelül 1500 láb sugarú körig). Élesebb íveken a karima érintkezésbe kerül, és a karima vezető hatása függőleges erőre (a jármű súlyára) támaszkodik.

karimamászó kisiklás következhet be, ha ezen erők közötti kapcsolat, L/V, túlzott. Az L oldalirányú erő nemcsak a centrifugális hatásokból származik, hanem egy nagy alkatrész egy kerékpár crabbingjéből származik, amelynek karimás érintkezéssel történő futás közben nem nulla támadási szöge van. Az L / V felesleg a kerék kirakodásából, vagy a nem megfelelő sínből vagy kerék futófelület profilból származhat. Ennek fizikáját az alábbiakban részletesebben ismertetjük, a kerék-sín kölcsönhatás szakaszban.

kerék kirakodás oka lehet csavar a pályán. Ez akkor fordulhat elő, ha a vágány túlfeszültsége (keresztszint vagy túlemelés) jelentősen eltér a jármű tengelytávjától, és a jármű felfüggesztése nagyon merev a torzióban. A kvázi-statikus helyzetben előfordulhat szélsőséges esetekben a rossz terheléselosztás, vagy szélsőséges túlfeszültség alacsony fordulatszámon.

Ha egy sínt extrém oldalkopásnak vetettek alá, vagy ha egy kerékperemet nem megfelelő szögben viseltek, lehetséges, hogy az L/V arány meghaladja azt az értéket, amelynek a karima szöge ellenáll.

Ha az oldalsó kopású kapcsolók hegesztési javítását végzik, lehetséges, hogy a rossz kivitelezés miatt a profilban rámpát állítanak elő az oldalirányú irányba, amely a közeledő kerékperemet a sínfejre tereli.

szélsőséges helyzetekben az infrastruktúra súlyosan torzulhat, vagy akár hiányzik; ez a földmunkák mozgása (töltéscsúszások és kimosódások), földrengés és más jelentős földi zavarok, hiányos védelem a munkafolyamatok során stb.

kerék-sín kölcsönhatás

szinte minden gyakorlati vasúti rendszer közös tengelyhez rögzített kerekeket használ: a kerekek mindkét oldalon együtt forognak. Kivételt képeznek az alacsony padlószintet igénylő villamosok, de a járművezetés sok előnye elvész, ha összekapcsolatlan kerekek vannak.

az összekapcsolt kerekek előnye a futófelületek kúposságából származik—a futófelületek nem hengeresek, hanem kúposak. Idealizált egyenes pályán a kerékpár középen, a sínek között félúton haladna.

az itt bemutatott példa egy jobbra ívelő sávot használ. A hangsúly a bal oldali keréken van, amely jobban részt vesz a vasúti kocsi kanyarban történő vezetéséhez kritikus erőkben.

az alábbi 1.ábra a kereket és a sínt mutatja úgy, hogy a kerékpár egyenesen és középen halad a pályán. A kerékpár elfut a megfigyelő elől. (Vegye figyelembe, hogy a sín befelé hajlik; ez a modern vágányon történik, hogy a sínfej profilja megfeleljen a kerék futófelületének.)

a 2. ábra azt mutatja, hogy a kerékpár balra tolódott a pálya görbülete vagy geometriai szabálytalanság miatt. A bal oldali kerék (itt látható) most valamivel nagyobb átmérővel fut; a szemközti jobb kerék szintén balra, a pálya közepe felé mozdult el, és valamivel kisebb átmérővel halad. Mivel a két kerék azonos sebességgel forog, a bal kerék előremeneti sebessége valamivel gyorsabb, mint a jobb kerék előremeneti sebessége. Ez azt eredményezi, hogy a kerékpár jobbra görbül, korrigálva az elmozdulást. Ez karimával való érintkezés nélkül történik; a kerékpárok mérsékelt íveken kormányoznak, karimával való érintkezés nélkül.

minél élesebb a görbe, annál nagyobb az oldalirányú elmozdulás, amely a görbület eléréséhez szükséges. Nagyon éles kanyarban (általában kevesebb, mint 500 m vagy 1500 láb sugarú) a kerék futófelületének szélessége nem elegendő a szükséges kormányhatás eléréséhez, és a kerékperem érintkezik a magas sín felületével.

a 3.ábra a kerékpárok forgóvázban vagy négykerekű járműben való futását mutatja. A kerékpár nem fut párhuzamosan a vágánnyal: a forgóváz és a felfüggesztés korlátozza, és az ív külső oldalára ásít; vagyis természetes gördülési iránya kevésbé élesen ívelt pályán vezetne, mint a pálya tényleges görbéje.

a természetes út és a tényleges út közötti szöget támadási szögnek (vagy elfordulási szögnek) nevezzük. Amint a kerékpár előre gördül, a karima érintkezője kénytelen átcsúszni a sínfejen. Az egész kerékpár kénytelen erre, így az alacsony sínen lévő kerék is kénytelen csúszni a sínen.

Ez a csúszás jelentős erőt igényel, hogy megtörténjen, és a csúszásnak ellenálló súrlódási erő “l”, az oldalsó erő. A kerékpár L erőt fejt ki kifelé a sínekre, a sínek pedig l erőt fejtenek ki befelé a kerekekre. Vegye figyelembe, hogy ez teljesen független a “centrifugális erőtől”. Nagyobb sebességnél azonban a centrifugális erő hozzáadódik a súrlódási erőhöz, hogy L.

a külső kerék terhelését (függőleges erőt) V jelöljük, így a 4.ábrán a két L és V erő látható.

az acél-acél kapcsolat súrlódási együtthatója száraz körülmények között akár 0,5 is lehet, így az oldalirányú erő a függőleges kerékterhelés 0,5-ig terjedhet.

Ezen karimaérintkezés során a magas sínen lévő kerék az L oldalirányú erőt tapasztalja a görbe külseje felé. Ahogy a kerék forog, a karima hajlamos felmászni a karima szögére. A v kerék függőleges terhelése tartja le, így ha az L / V meghaladja a karima érintkezési szögének trigonometrikus érintőjét, mászásra kerül sor. A kerék karima felmászik a sínfejre, ahol nincs oldalirányú ellenállás A gördülő mozgásban, és a karima mászó kisiklása általában megtörténik. Az 5. ábrán a karima érintkezési szöge meglehetősen meredek, a karima mászása nem valószínű. Ha azonban a sínfej oldalra van kopva (oldalra van vágva), vagy a karima kopott, amint azt a 6.ábra mutatja, az érintkezési szög sokkal laposabb, és a karima mászása valószínűbb.

miután a kerékperem teljesen felmászott a sínfejre, nincs oldalirányú visszatartás, és a kerékpár valószínűleg követi az elfordulási szöget, ami azt eredményezi, hogy a kerék a sínen kívül esik. A 0,6-nál nagyobb L/V Arány veszélyesnek minősül.

hangsúlyozzuk, hogy ez a fizika sokkal egyszerűsített leírása; bonyolító tényezők a kúszás, a tényleges kerék-és sínprofilok, a dinamikus hatások, a tengelyek hosszirányú rögzítésének merevsége, valamint a hosszanti (vontatási és fékezési) erők oldalirányú összetevője.