Parameter von Fahrwiderstand?

[pete.wang]

Hey, Leute,

Derzeit machte ich Abschlussarbeit über die Elektrifizierung der Eisenbahnstrecken. Also die Fahrwiderstand kann ich nicht erst nicht berechnen, weil die Parameter von Fahrwiderstand noch fehlt.

Ich suche es für die folgende Fahrzeugtyp

GV: Siemens Vectron AC 16,7Hz + 1500 t
SPNV: Talent 2 (4-teiler)
SPFV: IC2 (BR146 + 5 Doppelstockwagen)

Das ist so nett, wenn jemand vtl Daten bzw. die Quelle mir geben.

Vg pete

[Boris Merath]

Hallo,

meinst Du elektrische Fahrwiderstände? Fahrwiderstände in dem Sinn gibt es nur bei älteren Gleichstromfahrzeugen, also nicht bei den genannten Fahrzeugen.

Oder meinst Du der mechanischen Widerstand, also die Reibung?

[Michi Greger]

Der (elektrische) Fahrwiderstand beträgt in Dauerfahrstufen genau 0 Ohm, ansonsten zwischen 1 und 4 Ohm.

Ich vermute aber mal, hier ist der mechanische Fahrwiderstand gesucht, also alle der Antriebskraft entgegenwirkenden mechanischen Kräfte.

Gruß Michi

[Boris Merath]

Der (elektrische) Fahrwiderstand beträgt in Dauerfahrstufen genau 0 Ohm, ansonsten zwischen 1 und 4 Ohm.

Aber nicht bei den oben genannten Fahrzeugen

[pete.wang]

Es gibt viele Widerstand, die für Energieberdarf gerechnet werden sollen. Zb, Strecken widerstand(Neigung und Bogen). Die Fahrwiderstand ist abhängig von Geschwindigkeit. Es sieht in folgende aus.

F=A+B*v+C*v^2 (v.....Geschwindigkeit)

Die Parameter meine ich A, B, C. Habe ich eigentlich die Baumodel dafür gelesen, aber finde ich keine.....

[guru61]

Hey, Leute,

Derzeit machte ich Abschlussarbeit über die Elektrifizierung der Eisenbahnstrecken. Also die Fahrwiderstand kann ich nicht erst nicht berechnen, weil die Parameter von Fahrwiderstand noch fehlt.

Ich suche es für die folgende Fahrzeugtyp

GV: Siemens Vectron AC 16,7Hz + 1500 t
SPNV: Talent 2 (4-teiler)
SPFV: IC2 (BR146 + 5 Doppelstockwagen)

Das ist so nett, wenn jemand vtl Daten bzw. die Quelle mir geben.

Vg pete

Hallo,

Die nötige Zugkraft zu berechnen ist nicht so einfach, weil je nach Spurweite, Kurven und Steigungen die Werte ziemlich ändern

Als Ueberschlag kannst du rechnen:

Pro Tonne Zuggewicht brauchst du ca. 50 N pro Tonne Zugkraft in der Ebene. (wer genaue Formel will: http://www.springer.com/us/book/9783642452260). Die 50 N sind eher grosszügig gerechnet und schliessen Kurven- und Luftwiderstände mit ein.

Pro ein Promille Steigung kommen 10 N Zugkraft pro Tonne Zugsgewicht dazu.

Pro 0.1 m/s2 Beschleunigung kommen 100 N Zugkraft pro Tonne Zugsgewicht dazu plus ein Zuschlag für die rotierenden Massen, die bei einer Lok ins Gewicht fallen können.

Wenn dus genauer willst: Schaue hier:

http://www.johannes-strommer.com/rechner/z...hwindigkeit/w...

Also Beispiel: ein Güterzug mit 1300 Tonnen braucht in der Ebene 1300*50= 65'000N oder 65 KN.

Auf 27 Promille, wie am Gotthard, 1300*(50+270)= 416'000N = 416KN in der Beharrung.

Eine Re 6/6 bringt 235 KN Dauerzugkraft und eine Re 4/4 III rund 180KN. Gibt zusammen 415 KN Zugkraft.

Somit sind die Loks gerade ausgelastet, um den Zug in der Beharrung zu führen. Müssen sie in der Steigung anfahren, kommt die Stunden - und Anfahrleistung zum Zug.

Bei 80 km/h geben die eine Leistung von: 415'000 * 80 /3600 von 9'200 KW.

(Formel: N = Z*v/3600).


Gruss Guru

[pete.wang]

Hey, Leute,

Derzeit machte ich Abschlussarbeit über die Elektrifizierung der Eisenbahnstrecken. Also die Fahrwiderstand kann ich nicht erst nicht berechnen, weil die Parameter von Fahrwiderstand noch fehlt.

Ich suche es für die folgende Fahrzeugtyp

GV:  Siemens Vectron AC 16,7Hz + 1500 t
SPNV:  Talent 2 (4-teiler)
SPFV:  IC2 (BR146 + 5 Doppelstockwagen)

Das ist so nett, wenn jemand vtl Daten bzw. die Quelle mir geben.

Vg pete

Hallo,

Die nötige Zugkraft zu berechnen ist nicht so einfach, weil je nach Spurweite, Kurven und Steigungen die Werte ziemlich ändern

Als Ueberschlag kannst du rechnen:

Pro Tonne Zuggewicht brauchst du ca. 50 N pro Tonne Zugkraft in der Ebene. (wer genaue Formel will: http://www.springer.com/us/book/9783642452260). Die 50 N sind eher grosszügig gerechnet und schliessen Kurven- und Luftwiderstände mit ein.

Pro ein Promille Steigung kommen 10 N Zugkraft pro Tonne Zugsgewicht dazu.

Pro 0.1 m/s2 Beschleunigung kommen 100 N Zugkraft pro Tonne Zugsgewicht dazu plus ein Zuschlag für die rotierenden Massen, die bei einer Lok ins Gewicht fallen können.

Wenn dus genauer willst: Schaue hier:

http://www.johannes-strommer.com/rechner/z....hwindigkeit/w...

Also Beispiel: ein Güterzug mit 1300 Tonnen braucht in der Ebene 1300*50= 65'000N oder 65 KN.

Auf 27 Promille, wie am Gotthard, 1300*(50+270)= 416'000N = 416KN in der Beharrung.

Eine Re 6/6 bringt 235 KN Dauerzugkraft und eine Re 4/4 III rund 180KN. Gibt zusammen 415 KN Zugkraft.

Somit sind die Loks gerade ausgelastet, um den Zug in der Beharrung zu führen. Müssen sie in der Steigung anfahren, kommt die Stunden - und Anfahrleistung zum Zug.

Bei 80 km/h geben die eine Leistung von: 415'000 * 80 /3600 von 9'200 KW.

(Formel: N = Z*v/3600).


Gruss Guru

Hi, Guru,

Viele Dank für deine Rückmeldung, wie gesagt, viele Widerstände soll man für Energiebedarf berücksichtigen.

1. Fahrwiderstand
2. Streckenwiderstand
3. Gewichtkraft

Den Beispiel, was du machst, fasst die Neigungswiderstand und Bogenwiderstand um, die zu Streckenwiderstand gehören. Aber die Elektrifizierung für Netz muss man beide Richtung besonders rechnen. Das heißt, wenn die Neigungswiderstand in eine Richtung positiv ist, dann es ist in gegen Richtung minus. Ingesamt es soll NULL sein.
Die Bogenwiderstand braucht auch nicht zu rechnen. Nämlich ist nur Fahrwiderstand unter Berücksichtigung.

Eigentlich nach Betreuer aus DB, die Energiebedarf soll nach Zugszahlen grob geschätzt werden.

Vg pete

[pete.wang]

Hallo,

meinst Du elektrische Fahrwiderstände? Fahrwiderstände in dem Sinn gibt es nur bei älteren Gleichstromfahrzeugen, also nicht bei den genannten Fahrzeugen.

Oder meinst Du der mechanischen Widerstand, also die Reibung?

Hey, Michi,

Du hast Recht, ich sucht eigentlich die Luftwiderstand, die nicht inkl. Steigung bzw. Bogenwiderstand ist. Aber die vorher Koeffizient habe ich jedoch nicht.

Vg
pete

[guru61]

Hey, Leute,

Hi, Guru,

Viele Dank für deine Rückmeldung, wie gesagt, viele Widerstände soll man für Energiebedarf berücksichtigen.

1. Fahrwiderstand
2. Streckenwiderstand
3. Gewichtkraft

Den Beispiel, was du machst, fasst die Neigungswiderstand und Bogenwiderstand um, die zu Streckenwiderstand gehören. Aber die Elektrifizierung für Netz muss man beide Richtung besonders rechnen. Das heißt, wenn die Neigungswiderstand in eine Richtung positiv ist, dann es ist in gegen Richtung minus. Ingesamt es soll NULL sein.
Die Bogenwiderstand braucht auch nicht zu rechnen. Nämlich ist nur Fahrwiderstand unter Berücksichtigung.

Eigentlich nach Betreuer aus DB, die Energiebedarf soll nach Zugszahlen grob geschätzt werden.

Vg pete

Hallo
Ich dachte, dir gehe es im praktisch verwendbare Zahlen. Nun, mit diesen Formeln habe ich gerechnet, wenn es darum ging, die Anhängelast für unsere Dampflok zu bestimmen. Wir sind nie liegengeblieben.

Du kannst natürlich schon sagen, dass der Energieverlust beim Fahren vom Energiegewinn beim Bremsen wieder aufgehoben wird.
Leider stimmt das nur teilweise: Die Kurven, Luft- und Laufwiderstände musst du rechnen. Beim Beispiel Gotthard: Bergauf beträgt der Zugwiderstand (270+50N), 320 N pro Tonne. Bei der Talfahrt der Hangabtrieb (270-50) = 220 N pro Tonne. Wenn du die 320 als 100% annimmst, ist der Hangabtrieb 68% des Laufwiderstandes, den du bei der Bergfahrt brauchst. Also kannst du bei der elektrischen Bremsung auch nicht mehr zurückspeisen.

Als Beispiel bei den SBB ist hier eine Präsentation:
http://www.gdi-adi.ch/fileadmin/content/po..._Kraftwerke.pdf

Die SBB rechnen am Berg mit ca 50% Energiegewinn.
Nun kommen aber noch verschiedene Einschränkungen: Eine Lok kann nicht beliebig rekuperieren. Irgendwann werden die Pufferkräfte zu hoch.
Gerade auf Steilstecken gibt es da ziemlich genaue Vorschriften, wie die Bremsen zu benützen sind:
http://www.bav.admin.ch/grundlagen/03514/0...9XI2IdvoaCUZ,s-

Dann muss die Lok auch rekuperieren können. Gerade in Deutschland war das bis zum Erscheinen der Umrichterloks nicht der Fall. Die meisten Loktypen hatten eine elektrische Bremse, vernichteten die Energie in Widerständen. Auch die Wirkungsgrade der Direktmotorloks in der Schweiz waren nicht besonders hoch. Bis zur Ae 6/6 wurde hauptsächlich Blindenergie produziert.

Dann kommen noch Adhäsionsprobleme. Es ist nicht gleichgültig, wieviele Achsen gebremst werden. Die 4 der Lok alleine, oder alle (64) Achsen, die ein IC in der Schweiz hat. Bei Schnee und Nieselregen ist der Führer manchmal gezwungen die Luftbremse zu nehmen. Ebenso im Notfall, bei der Einfahrt in Kopfgeleise, und bei Frost.

Dann kommen noch Komforteinrichtungen: Die Heizung und Klimatisierung ist nicht gratis. Das braucht auch elektrische Energie, die durchaus 15 und mehr % erreichen kann.

Also Deine Aussage, dass sich die bezogenen und rekuperierten Energien aufheben und das Resultat null ist, entbehrt jeder Grundlage.

Als kleines Beispiel, hier die 1912 gemachte Berechnung für den elektrischen Verbrauch einer geplanten Elektrifizierung der Gotthardbahn:
http://retro.seals.ch/digbib/view2?pid=sbz...912:59:60::1324
http://retro.seals.ch/digbib/view2?pid=sbz...912:59:60::1389

Auch wenn die Zahlen veraltet sind: die Überlegungen die sich Herr Kummer da gemacht hat, sind heute noch aktuell.

Faktisch müsstest du pro Zug anhand der Zeit/Geschwindigkeitsschaulienie einen Verbrauchsplan erstellen, und dann am Schluss alles addieren. Und für die Berechnung der Leistung und er bezogenen Energie brauchst du die benötigte Kraft in Form der Zugkraft.

Gruss Guru

[pete.wang]

Hallo
Ich dachte, dir gehe es im praktisch verwendbare Zahlen. Nun, mit diesen Formeln habe ich gerechnet, wenn es darum ging, die Anhängelast für unsere Dampflok zu bestimmen. Wir sind nie liegengeblieben.

Du kannst natürlich schon sagen, dass der Energieverlust beim Fahren vom Energiegewinn beim Bremsen wieder aufgehoben wird.
Leider stimmt das nur teilweise: Die Kurven, Luft- und Laufwiderstände musst du rechnen. Beim Beispiel Gotthard: Bergauf beträgt der Zugwiderstand (270+50N), 320 N pro Tonne. Bei der Talfahrt der Hangabtrieb (270-50) = 220 N pro Tonne. Wenn du die 320 als 100% annimmst, ist der Hangabtrieb 68% des Laufwiderstandes, den du bei der Bergfahrt brauchst. Also kannst du bei der elektrischen Bremsung auch nicht mehr zurückspeisen.

Als Beispiel bei den SBB ist hier eine Präsentation:
http://www.gdi-adi.ch/fileadmin/content/po..._Kraftwerke.pdf

Die SBB rechnen am Berg mit ca 50% Energiegewinn.
Nun kommen aber noch verschiedene Einschränkungen: Eine Lok kann nicht beliebig rekuperieren. Irgendwann werden die Pufferkräfte zu hoch.
Gerade auf Steilstecken gibt es da ziemlich genaue Vorschriften, wie die Bremsen zu benützen sind:
http://www.bav.admin.ch/grundlagen/03514/0...9XI2IdvoaCUZ,s-

Dann muss die Lok auch rekuperieren können. Gerade in Deutschland war das bis zum Erscheinen der Umrichterloks nicht der Fall. Die meisten Loktypen hatten eine elektrische Bremse, vernichteten die Energie in Widerständen. Auch die Wirkungsgrade der Direktmotorloks in der Schweiz waren nicht besonders hoch. Bis zur Ae 6/6 wurde hauptsächlich Blindenergie produziert.

Dann kommen noch Adhäsionsprobleme. Es ist nicht gleichgültig, wieviele Achsen gebremst werden. Die 4 der Lok alleine, oder alle (64) Achsen, die ein IC in der Schweiz hat. Bei Schnee und Nieselregen ist der Führer manchmal gezwungen die Luftbremse zu nehmen. Ebenso im Notfall, bei der Einfahrt in Kopfgeleise, und bei Frost.

Dann kommen noch Komforteinrichtungen: Die Heizung und Klimatisierung ist nicht gratis. Das braucht auch elektrische Energie, die durchaus 15 und mehr % erreichen kann.

Also Deine Aussage, dass sich die bezogenen und rekuperierten Energien aufheben und das Resultat null ist, entbehrt jeder Grundlage.

Als kleines Beispiel, hier die 1912 gemachte Berechnung für den elektrischen Verbrauch einer geplanten Elektrifizierung der Gotthardbahn:
http://retro.seals.ch/digbib/view2?pid=sbz...912:59:60::1324
http://retro.seals.ch/digbib/view2?pid=sbz...912:59:60::1389

Auch wenn die Zahlen veraltet sind: die Überlegungen die sich Herr Kummer da gemacht hat, sind heute noch aktuell.

Faktisch müsstest du pro Zug anhand der Zeit/Geschwindigkeitsschaulienie einen Verbrauchsplan erstellen, und dann am Schluss alles addieren. Und für die Berechnung der Leistung und er bezogenen Energie brauchst du die benötigte Kraft in Form der Zugkraft.

Gruss Guru

Hi, Guru,

Vielen vielen dank für deine Antworten. Du hast stimmt viele praktische Erfahrung und Hinweis mir gegeben. Ich bedanke um deine Hilfe sehr.

Wie du mich informiert, würde ich die Leistungsbedarf von Bremsen und Anfahrt, Bergsteig , Nebenverbraucher alle rechnen und summieren. Ich würde die Vorgänge in C-Programm implementiert, um es zu simulieren. Dann kriege ich die genaue Ergebnisse.

[guru61]

Hey, Leute,

Hi, Guru,

Vielen vielen dank für deine Antworten. Du hast stimmt viele praktische Erfahrung und Hinweis mir gegeben. Ich bedanke um deine Hilfe sehr.

Wie du mich informiert, würde ich die Leistungsbedarf von Bremsen und Anfahrt, Bergsteig , Nebenverbraucher alle rechnen und summieren. Ich würde die Vorgänge in C-Programm implementiert, um es zu simulieren. Dann kriege ich die genaue Ergebnisse.

Hallo Pete

Vielen Dank für die Blumen
Ich würde deine Arbeit interessieren.
Könntest Du sie mir dannzumal zukommen lassen? Natürlich nur, wenn du willst.

Gruss Guru

[Weltreisender]

50 N/t sind zu hoch angesetzt! Zudem wird exakt in der Einheit N/kN gerechnet, da es sonst zu Ungenauigkeiten kommt, da der Umrechnungsfaktor 9,81 vernachlässigt wird.

Der Rollwiderstand auf der geraden Schiene beträgt 1,5 - 3 N/kN Gewichtskraft, je nach Fahrzeug und Lagerbauart. Beladene Drehgestellgüterwagen mit Rollenlagern liegen z.B. bei den genannten 1,5 N/kN, Reisezugwagen bei 2 N/kN, leere 2-achsige Güterwagen bei 2,5 N/kN, Loks mit Tatzgleitlagern oder Achgetrieben/Gelenkwellen bei 3 N/kN Rollwiderstand.
Dazu kommt in Kurven der Kurvenwiderstand von 0,5 - 1,5 N/kN je nach Radius. Je Promille Steigung kommt ein weiteres 1 N/kN Gewichtkraft dazu. Windwiderstand wird erst bei oberen Geschwindichkeiten interessant, ist bei Grenzlastberechnung nicht wichtig. Zudem ist der variabel. Natürlich kann man in abgewandelter Form damit auch die Beschleunigung ausrechnen. Sind eigentlich alles ganz simple Rechnungen.

Hab solche Berechnungen schon öfter durchgeführt, um zu sehen, was mit unseren Loks auf bestimmten Strecken an Zuglast/Geschwindichkeit möglich sind. Die Praxis hat auch immer tadellos mit der Theorie übereingestimmt. B-)

[guru61]

50 N/t sind zu hoch angesetzt! Zudem wird exakt in der Einheit N/kN gerechnet, da es sonst zu Ungenauigkeiten kommt, da der Umrechnungsfaktor 9,81 vernachlässigt wird.

Bitte Beachte:
Ich habe gesagt Überschlagsmässig. Und auch ganz klar auf eine Quelle die die genauen Daten bringt, verwiesen.
Natürlich ist mir auch klar, dass man wesentlich genauer rechnen könnte.

Ich auf jedenfall habe gerade in den Kurven, die mit Museumszügen mit altem Rollmaterial und Geschwindigkeiten, die weit unter der Auslegungsgeschwindigkeit der Ueberhöhung gefahren werden, diese Werte in der durch die Praxis geforderten Genauigkeit anwendbar sind.
Ob man die Werte der Masse nun zuerst in Gewichtskraft in Newton umrechnet, oder halt gerade die Newton mal 10 rechtet auf die Tonne, ist vielleicht nicht ganz korrekt, hat aber den Vorteil, dass man die Wagenanschriften, die bekanntlich in Kg und Tonnen angegeben sind, direkt verwenden kann.
Die 2 Prozent Unterschied machen den Braten auch nicht fett.
Und die Illusion, dass man alles aufs Newton genau berechnen kann, hat nicht mal die Bahn selber, indem die massgebliche Steigung und die Tatsächliche voneinander abweichen.
So müssen zum Beispiel erst Änderungen der Neigung von mehr als 2 Promille mittels Neigungszeiger angegeben werden.

Die Gleislage insgesamt ist nie so genau, dass man die Zugkräfte immer auf das Kilogramm berechnen kann.

Sonst versuchs mal hier:



Durchaus kein schlechtes Gleis, aber eben nicht mathematisch genau.
Gruss Guru