[vR] BR 151 EL - Alle Versionen verfügbar

    Etwas schweres mit Rädern auf glatter Oberfläche beschleunigt bergab nach den mir bekannten Regeln der Physik, das wird bei der Eisenbahn nicht anders sein. Wenn es in der virtuellen Bahn anders ist , stimmt etwas nicht mit der Simulation, oder ?


    Wie schon gesagt, sicher nicht dramatisch, mir verdirbt es allerdings etwas den Spaß an der vR BR151.


    Schöne Ostern noch.
    Edgar

    Moin,


    @Edgar11414 schnapp dir mal n Holzklotz und leg den auf ne Rampe mit Schmiergelpapier. Stubs ihn dann leicht an und guck, was passiert. Wenn er liegen bleibt, hast du das eben schon beschrieben physikalische "Phänomen".
    Dass der Rollreibungskoeffizient von Stahl auf Stahl aber aussreichend groß ist, um den Zug abzubremsen bergab, bezweifle ich. Aber da müsste man mal nachrechnen. Dazu müsste man noch Neigung der Strecke und die Masse deines Zuges erfahren (wobei die Masse sich bei der Berechnung sogar rauskürzen würde, denke ich).


    Gruß :)

    Meines Wissens nach Rollen Züge auf runden Rädern, die Kugelgelagert sind (Kugel=Rund). Da reibt also nicht viel. Zumindest nicht so viel, dass es bremsen würde. Ganz im Gegenteil: Je schwerer der Zug, desto besser rollt er bergab. Nennt sich Trägheit.

    Zitat von Niemand

    Je schwerer der Zug, desto besser rollt er bergab. Nennt sich Trägheit.

    Die Trägheit ist nicht dafür verantwortlich, das ein Zug besser bergab rollt, im Gegenteil, die Trägheit wirkt einer Beschleunigung entgegen. Das ist z.B. die Kraft, die einem beim Autofahren in den Sitz drückt.
    Für das Abrollen ist die Hangabriebskraft oder Tangentialkraft verantwortlich.


    Ich habe die Kräfte mit meinen bescheidenen Mechanikkenntnissen grob durchgerechnet, bei einer Masse von 2432 t, einer Neigung von 14 Promille und den Rollwiderstand habe ich mit 0,002 angenommen:
    Für die Hangabtriebskraft lautet mein Ergebnis 334 kN, die Reibungskraft hingegen beträgt lediglich 47,7 kN.


    Nicht berücksichtigt sind hierbei natürlich noch Luftwiderstand, Reibung in den Lagern und sonstige Kleinigkeiten, aber ich wage zu bezweifeln, dass sich die Lage dadurch noch so stark verändern würde.

    Die Luft solltest du schon beachten und den Haftreibungskoeffizienten von Stahl-Stahl ist mit 0,2 bzw. bei Gleiten mit 0,12 irgendwie auch kein Wert in der Nähe von 0,002... Auch hast du den Fehler allein schon durch die Betrachtung der Gesamtmasse. Nimm besser nur einen Wagen mit 4/6 Achsen und schaue dort mal was das wäre.

    Wir reden hier aber von Rollreibung während der Fahrt. Haftreibung wirkt im Stillstand bzw. beim Anfahren.
    Den Rest kann ich mir noch einmal anschauen.


    Edit: Es ist äußerst schwer, cw-Werte für 151er + Erzwagen zu finden.


    Edit 2: Grob überschlagen mit einem geschätzten cw-Wert von 10, einer Querschnittsfläche von 10 m2 (Normierte Fahrzeugstirnfläche) und der Luftdichte von 1,4 kgm-3 komme ich bei einer Geschwindigkeit von 80 kmh-1, also 22,22 ms-1 auf ungefähr 34,5 kN, also immer noch bei weitem nicht genug, um den Zug bergab abzubremsen.


    Für die Berechnung habe ich mich nach dieser .pdf gerichtet.


    Edit 3: @143er auch die einzelne Betrachtung ändert nicht viel daran, dass die Reibungskomponente der Hangabtriebskomponente stark unterlegen ist.


    Mag sein, dass alle Berechnungen ungenau sind, aber ungefähr ist trotzdem erkennbar, dass der Zug bergab schneller werden sollte, selbst wenn man die ganzen anderen auftretenden Widerstände auch noch einberechnen würde.

    ... wer sich wirklich mit den physikalisch-technischen Hintergründen zu diesem Thema befassen möchte,
    dem kann ich nur das Buch "Elektrische Bahnen" von Prof. Dr. sc. techn. Dipl.-Ing. Zarko Filipovic aus dem
    Springer-Verlag empfehlen. Ist zwar nicht wirklich preiswert, aber seinen Preis absolut wert. Im Kapitel
    2. Zugförderung werden die vorgenannten Themen genauestens erläutert. War bei uns im Studium Pflicht-
    lektüre. Und der Autor weiß wovon er schreibt, da er vor neben seiner Lehrtätigkeit viele Jahre leitender
    Konstrukteur bei BBC/ABB in Baden war. Leider vor meiner Zeit bei dieser Firma ...

    ... Grottenmolch der ersten Stunde und stolz darauf !

    Einmal editiert, zuletzt von RalfK ()

    Danke 1

    Moin,


    Niemand: Eine kleine Info zur Berechnung der Reibungskräfte: In einfachster Näherung mit der Nutzung eines Reibungskoeffizienten spielt die Auflagefläche des Stoffes keine Rolle, sondern lediglich seine Masse. Die Idee dahinter ist, dass nicht die mikroskopische (also sichtbare) Auflagefläche sondern nur die makroskopische Auflagefläche eine Rolle spielt. Sprich wenn ich meinen Körper auf ner dünnen Fläche lagere drückt seine Masse umso mehr auf diese kleine Fläche und die Reibung bleibt gleich.
    Man unterscheidet nur zwischen Gleit-/Roll- und Haftreibung und den aneinander reibenden Materialien.
    Diese Info wird im sogenannten Reibungskoeffizienten umgesetzt.
    Diesen nenne ich folgenden k. Dann ergibt sich die Reibungskraft F1 eines Körpers der Masse m als:


    F1 = k * Fn


    wobei Fn die Normalkraft ist, welche vom Körper senkrecht zum Körper nach unten zeigt. Sei F2 = m *g die Gewichtskraft des Körpersmit der Gravitationskonstanten g = 9,81 m/(s^2).


    Für einen Abhang mit dem Neigungswinkel a gilt dann für die Hangabtriebskraft F3:


    F3 = m*g *sin(a)


    Da für die Normalkraft gilt:


    Fn = F2 * cos(a) = m * g * cos (a)


    muss man in unserem Fall ( da 0°<= a <= 90° ist, sin und cos also nur positiv sein können [mit <= meine ich hier das kleiner gleich Zeichen, welches mein Handy leider nicht besitzt]) nur gucken, ob


    k * cos(a) < oder = oder > sin(a)


    ist. Damit weiß man dann also ob F1 oder F3 größer ist, also ob Reibung oder Abtrieb überwiegen.


    Wenn F1 > F3 bremst der Zug, bei F1 = F3 bleibt die Geschwindigkeit konstant und bei F1 < F3 beschleunigt der Zug. Ich denke auch eine grob abschätzende Rechnung sollte zeigen, dass letzteres hier der Fall ist und der TS murks baut.


    Und den Luftwiderstand zu berechnen, müsste man doch eigentlich ne DGL lösen, oder? Schließlich ist die Kraft geschwindigkeitsabhängig. Oder habt ihr da ne allgemeine Lösung der DGL mit der ihr gerechnet habt? Mir ist der Zusammenhang da gerade entfallen.


    Ich hoffe diese kurze physikalische Zusammenfassung der BR 151 am Hang war einigermaßen verständlich und vielleicht etwas hilfreich. Falls nicht einfach überlesen und sorry fürs Off-Topic. :D


    Gruß :)

    Zitat von BkBtMarcel

    muss ich mehr erwähnen?

    ????????
    Guten Morgen ,
    Danke für das Interesse, besonders die Antworten von Fyuschi und RalfK motivieren mich noch einmal einen Blick in die Physikbücher zu werfen.
    Maik Goltz hat inzwischen freundlicherweise auf YouTube geantwortet. Ich zitiere: "Hab das eben mal ne Weile beobachtet und da macht der TS definitiv Fehler. Es braucht nur mal ein 10m Stück mit einer anderen Steigung oder anderem Gefälle in der Rampe liegen, was bei schlechtem Streckenbau sehr oft vorkommt (und das betrifft eigentlich fast alle Strecken die es gibt bis auf die Moselstrecke, die hat solche Abschnitte nicht), und schon fängt der Zug an zu bremsen aus dem Nichts. Ist das Gefälle bei 10promill stabil dann beschleunigt dieser Zug auf weit über 100 um dann an die Drag-Grenze zu kommen wo der Luftwiderstand und Rollwiderstand dagegenarbeiten. Rein physikalisch ist das schon korrekt was da passiert. Nur leider kommen eben oft Dinge im Streckenbau dazwischen und schon hat sich das erledigt mit der korrekten Physik. Kann man nix machen. Ist nur ein Spiel."


    Wird man wohl mit leben müssen.


    Einen schönen Ostermontag wünscht
    Edgar

    Die Erklärung klingt absolut plausibel, erklärt aber nicht wieso das bei anderen vR Loks nicht so ist:


    Zitat von Edgar114

    Bin den gleichen Zug mit der vr BR140 und der vR BR156 gefahren, beide beschleunigen bergab, ist das dann nicht korrekt?


    VG
    Edgar


    Ich gehe jetzt einfach mal davon aus, dass die gleichen Züge mit verschiedenen Loks auch auf jeweils dem gleichen Streckenabschnitt getestet wurden.

    Zitat von Safter

    Ich gehe jetzt einfach mal davon aus, dass die gleichen Züge mit verschiedenen Loks auch jeweils dem gleichen Streckenabschnitt getestet wurden.

    Hi,


    richtig, es wurde einfach nur die Lok ausgetauscht. In einem weiteren Versuch habe ich an der gleichen Stelle einen erheblich schwereren und längeren Zug fahren lassen, der dann auch ins Rollen kam https://www.youtube.com/watch?v=iDDJfvwUmaw

    So, ich bin die in einer Doppeltraktion gefahren. Mit den 151 die die spezial-kupplung haben. Wenn ich auf 0 mit dem Fahrschalter bin, zeigt die Zugkraft lok1 0 an, also gelbe Nadel ganz unten, aber bei lok2 ist's ganz oben wie volle zugkraft. Aber wenn ich jetzt stufe aufschalte, also auf 1 oder 2 und so weiter, geht die nadel bei lok2 runter, und dann wieder langsam hoch genau mit der nadel 1.
    Wieso? Könnte das ein Bug sein? Kann mal jemand anders das mal testen, ob das mit allen Loks so ist, oder nur diesen zwei Loks.
    Und der Panto von der zweiten Lok hat funkenschlag auch im Sommer.

    Nicht nur auf der zweiten Lok gibt es Funkenschlag im Sommer.


    Das Verhalten der Nadel könnte auch mit den Gegebenheiten des TS zu tun haben, vielleicht steht dazu was im Handbuch? Kann es gerade nicht nachschauen.

    Einmal editiert, zuletzt von ktz230 ()