Fahrwiderstand

Hallo!

Ich beschäftige mich nach längerer Pause wieder mal mit dem TS.
Mir ist in letzter Zeit aufgefallen, dass einige (vielleicht auch alle) Züge im TS scheinbar keinen, oder fast keinen Fahrwiderstand (Reibung/Luftwiderstand) haben.
Einmal auf Tempo gebracht, kann man den Fahrschalter in Nullstellung bringen, und man verliert fast nicht an Tempo, vorausgesetzt man befindet sich in der Ebene.
Gibt's da auch Einträge in den Triebfahrzeug-Dateien, die diese Eigenschaft steuern, oder wird das generell nur von der Simulation gesteuert?

Grüße!

Ja, das täte mich jetzt auch interessieren, welche Dateien man da behandeln muss, damit man hier was ändern kann.

Es geht um die Fahrzeuge von RSSLO und Strecken von RSSLO. Abgesehen davon, dass die Fahrzeuge teilweise zu stark sind (das hab ich zum Glück noch ändern können), hat mich das mit dem fehlenden Fahrwiderstand zur Weißglut gebracht. Mit diesen Loks wird man ständig zu schnell - es kommt mir teilweise vor, als wenn ich dauernd bergab fahren würde, obwohl es sogar leicht bergauf geht.

Es ist schon klar, dass die Schienenfahrzeuge aufgrund der geringen Rollreibung länger ausrollen, als z.B. Automobile, aber Rollwiderstand ist nicht der einzige Fahrwiderstand. Bei Elektroloks müssen auch die Motoren bewegt werden, da sind schon mal viele Lager daran beteiligt, nicht nur die Achslager, die man auch an den Wägen findet. Bei älteren Loks mit Reihenschlussmotoren reiben dann noch die Kollektorbürsten an den Lamellen, und da kommt dann einiges zusammen. Da braucht man schon mal gut 2kN, um die ganzen Widerstände zu überwinden. Bei Drehstromloks ist der Widerstand natürlich geringer. Aber was ganz unterschätzt wird, ist der Luftwiderstand. Bei so großen Fahrzeugen wird schon jede Menge Luft verdrängt. Und bei längeren Zügen gibt es auch viel Verwirbelungen, das braucht alles Kraft.

Ich hab mich beim alten Trainsimulator von Microsoft viel mit dieser Materie beschäftigt und sogar Bücher über Fahrdynamik im Schienenverkehr gekauft und alles danach berechnet, dann Ausrolltests unternommen und so lange getüftelt, bis es etwa den Rechenergebnissen entsprach. Von da her bin ich etwas erschüttert, dass beim neuen Trainsimulator nun alles von vorne los geht, nur dass ich hier scheinbar nicht so leicht eingreifen kann, wie beim alten Simulator.

Aber wenn man mit einem Güterzug einen 100er auf einer Rampe bergauf fährt, und man ständig nur bis Stufe 3 (von insgesamt 34) schalten darf, damit man nicht zu schnell wird, dann vergeht einem ganz schnell die Lust, denn mit Simulation hat das nimma viel zu tun. Normalerweise bräuchte man da schon etwa die Stufe 9, um die Lok allein auf Tempo zu halten (dafür benötigt man schon gut 10kN).

Was mich jetzt auch interessieren würde, ob beim RW auch Bogenwiderstände simuliert werden können.

Leider krieg ich RW-Tools bei mir nicht zum Laufen, deswegen sind da Tipps, die dieses Tool erfordern für mich nicht hilfreich.

lG

Ja, ist mir klar, dass der auch nicht mehr so neu ist. Ich habe den eh schon recht lang auf der Platte, aber mich hat das Programm nie recht fesseln können, darum hab ich mich zwischenzeitlich über längere Zeit nicht damit beschäftigt.

Gut, Bogenwiderstände wurden beim alten Simulator auch nicht simuliert, wohl aber beim Nachfolgeprogramm "Openrails". Habe wieder angefangen, mich damit zu beschäftigen, denn da kann man das Zugkraftverhalten sehr realistisch einstellen.

Bei den genannten Missinterpretationen tragen viele die Geschwindigkeiten in km/h ein, obwohl sie in mph umgerechnet werden sollten. Das ändert auch einiges. Bei den Fahrzeugen von VR ist es richtig interpretiert worden. Das ändert schon einiges. Das ändert aber nicht die Eigenheit, dass die Fahrzeuge bei Fahrstufe 0 scheinbar endlos weiterrollen, wenn es eben ist. Ein bisschen langsamer sollten sie schon mit der Zeit werden. Ich müsste jetzt wieder die ganzen Berechnungsformeln ausgraben, um berechnen zu können, wie stark die bremsende Wirkung sein sollte.

Ich fange mit dem Wert für "Drag" nichts an. Wie sollte man den Wert denn interpretieren. Der Fahrwiderstand sollte ja mit der Geschwindigkeit zunehmen, das kann man doch unmöglich mit nur einem Wert darstellen. Oder läuft da im Hintergrund eine komplizierte Berechnung ab, und das ist nur ein Faktor davon, der diese dann manipuliert? "4" würde dann für einen ICE stehen und "8" für eine kantige und zerklüftete Altbaulok? Was ist, wenn man einen höheren Wert als 8 einträgt?

Die Werte für "RollingFriction" beschreiben wohl die Haftreibung zwischen Rad und Schiene, nehme ich an. Die haben aber mit dem Fahrwiderstand eigentlich nichts zu tun, sondern eher mit der Kraftübertragung, denke ich. Oder wird in dieser Sim sogar der Rollwiderstand bei verschiedenen Schienenverhältnissen berücksichtigt?

Hallo!

Ich hab mich gestern noch hingesetzt, und eine Testfahrt mit meiner RSSLO-Lieblingslok auf der Arlbergstrecke unternommen.
Die Bin-Dateien dieser Lok habe ich mittlerweile eingesehen, und da dürfte soweit alles in Ordnung sein. Die hat sogar einen relativ hohen Drag-Wert von 7,2 eingetragen.
Rollreibung steht auf 0,0015 (also alles auf Max). Die Leistung dieser Lok ist offenbar auch nicht das Problem, denn sie hat schon eine Weile gebraucht, bis sie den 444t Güterzug auf Tempo gebracht hat. Ich habe ja mittlerweile die Geschwindigkeitswerte der Zugkraftkurve auf mph (also durch 1,6) umgerechnet.

Aber nun kommts. Ich habe etwa bei 45km/h abgedreht (das ist eine Geschwindigkeit, wo sich der Luftwiderstand noch nicht allzu stark auswirken sollte) und hab sie in der Ebene (es sollte ja theoretisch schon leicht bergauf gehen, weil ich das Inntal stromaufwärts fuhr, aber unten wurde mir noch 0,0 angezeigt) ausrollen lassen.

Etwa alle 8 Sekunden verlor ich ein Zehntel km/h - das war so gut wie kein Geschwindigkeitsverlust. Ich hab mal den Newton beansprucht und ausgerechnet, dass hier lediglich 1,54kN Widerstandskraft am Wirken war (das würde etwa einem Gewicht von 150kg entsprechen, also sollte ein Kraftlackel das ziehen können). Aber es war ein Güterzug mit 13 Waggons.

Ich habe nun mit einer Faustformel nachgerechnet, und bin zum Ergebnis gekommen, dass für so einen Zug exakt das 10 fache an Zugkraft nötig wäre.

Nun bin ich an eine Steigung gekommen und habe vorher noch auf etwa 85km/h beschleunigt. Wieder habe ich auf Null geschalten, und gewartet, wie schnell ich jetzt an Tempo verliere.
Jetzt waren es knapp 0,03m/s² - also ein Wert, der in der Ebene schon eher passen würde, aber ich war auf einer Steigung von 3,7 Promille.

Wieder habe ich nachgerechnet, und bin auf eine Widerstandskraft von etwa 12kN gekommen. Eine Lok dieser Leistungsklasse müsste das etwa mit Stufe 5 halten können - von da her hätte die Leistungsauslegung der Lok sogar gepasst. Aber allein der Steigungswiderstand sollte hier schon gut 15kN betragen, wenn man den Rollwiderstand dazurechnet, ist man schon auf rund 30kN.
Dafür müsste ich schon mindestens auf Stufe 12 schalten, und nicht so wie hier auf Stufe 4 (um die Geschwindigkeit zu halten). Außerdem wurde da noch nicht mal der Luftwiderstand berücksichtigt

Jetzt müsste ich mal die Waggons checken, was die für Werte eingetragen haben. Es scheint so, als hätten die da auf die Fahrwiderstandswerte vergessen. Es ist nur schwer, die alle zu finden, weil's verschiedene Wägen waren (RW-Tools läuft bei mir nicht - die Bin-Dateien muss ich mit Serz umwandeln, dass ich sie lesen kann).

Am Wochenende werde ich außerdem die genaueren Berechnungsformeln ausgraben...

lG

Zitat von Tilmann

Allerdings muss man sagen, das gerade E Loks mit Drehstrommotoren wirklich sehr laufruhig sind und lange ausrollen können. Das ist auch soweit richtig. Kommt natürlich auch immer auf die Schwere des Zuges an

Das stimmt, die haben etwa den halben Laufwiderstand von einer Lok mir Reihenschlussmotoren (Kollektoren). Eine alte E-Lok mit Kuppelstangen (so wie das Krokodil), die dazu noch die Achslager als Gleitlager ausgeführt hat, hat da nochmal ein gutes Stück mehr Laufwiderstand.
Aber bei einem Zug von mehreren 100 Tonnen wird der Widerstand der Lok immer mehr vernachlässigbar.

Naja, das mit dem Fön ist wohl ein lächerlicher Vergleich.
Machen wir's einmal anders. Versuche mal eine Platte mit 1 m" Fläche gegen einen Wind von 50km/h zu halten. Es wird dir wahrscheinlich nicht gelingen.
Ein Eisenbahnfahrzeug hat aber eine Stirnfläche von rund 10m". Durch die windschlüpfrige Kopfform wirkt der Widerstand zwar geringer, als wenn es eine flache Platte wäre, aber auch nur etwa um die Hälfte.
Dann reibt die Luft auch an der Länge eines Fahrzeuges - das heißt, je länger der Zug ist, desto mehr Reibung entsteht - daher hat die Länge des Zuges auch einen Einfluss auf den Luftwiderstand.
Daher ist der Luftwiderstand nicht nur beim Auto eine bestimmende Größe für die Endgeschwindigkeit.

Zitat von Maik Goltz

Wenn die Platte 80t wiegt, "halte" ich die locker gegen 50km/h Wind. Wenns nur nen Blech ist nicht.

Nein, das ist nicht korrekt. Die Kraft die durch den Wind auf die Platte ausgeübt wird, ist die gleiche, egal wie schwer die Platte ist. Im Gegenteil: Im angesprochene Beispiel solltest du Probleme haben, die Platte über Boden zu halten. Wenn da noch eine weitere waagrecht wirkende Kraft dazukommt, dann wird es dir wahrscheinlich zu viel werden.
Die angesprochene Massenträgheit wirkt in erster Linie gegen eine andere Kraft als der Erdanziehungskraft. In diesem Fall tritt ein Wechselspiel der Kräfte in Kraft.
Natürlich hat ein Eisenbahnfahrzeug durch die hohe Masse eine hohe Massenträgheit, das ändert aber nichts an der Gegenkraft. Es ist nur die bremsende Wirkung der Gegenkraft niedriger, nicht aber die Kraft selbst.

Ich will hier auch nicht den kompletten Simulator verreißen. Ich bin zuletzt mal einen Zug von VR (110er von VR mit Silberlingen von VR) auf einer Strecke von VR (Konstanz - Villingen) gefahren, und das Fahren machte richtig Spaß, weil es sich realistisch anfühlte, und das Fahrzeug gut beherrschbar war (es wurde nicht ständig zu schnell). So stelle ich mir eine Simulation vor! Ich weiß nicht, was die bei VR anders gemacht haben, als die bei RSSLO, aber ich denke, ich werde es herausfinden, und das Material von RSSLO versuchen, genau so einzustellen. Dann ist meine Spiellust auf österreichischen Strecken an diesem Simulator gesichert.
Ich weiß auch gar nicht, ob da jetzt nur die Lok daran schuld war, oder die angehängten Waggons. Aber wenn ich mit einer Lok mit 34 Fahrstufen einen Hunderter in der Ebene dahinfahre, und die beschleunigt auf Stufe 1 noch immer, dann denke ich, dass da was schiefläuft.

Zurück zum vorigen Thema: Angenommen, wir haben ein Objekt mit 80t Masse, das sich gleichförmig bewegt. Die Geschwindigkeit ist in diesem Beispiel unwichtig - wir wollen nur die bremsende Wirkung einer Gegenkraft ermitteln.
Angenommen dieses Objekt ist eine E-Lok klassischer Bauweise mit 4 Achsen und Hohlwellenantrieb (z.B. Secheron Gummiringfederantrieb), dann gilt näherungsweise eine Widerstandskraft von 5kp/t (Luftwiderstand noch nicht eingerechnet). Es gilt dann: 5 Promille Widerstandskraft - das sind 5kg/t (da aber Kraft in Newton ausgedrückt wird, rechnen wir mit knapp 50N/t). Bei 80 Tonnen wären es dann 4000N, die gegen die Massenträgheit anwirken.

Wie wirkt sich das jetzt aus? Die Grundformel lautet: Kraft (N)= Masse (kg) x Beschleuniugung (m/s²) - die Formel umgewandelt ergibt Beschleunigung = Kraft / Masse
Die obigen Zahlen eingefügt: Beschleunigung "a"= 4000N/80000kg = 0,05m/s². Das heißt, die Gegenkraft bewirkt eine Verzögerung (negative Beschleunigung) von 0,05m/s² auf das Objekt aus.
Auf deutsch übersetzt heißt das, dass es jede Sekunde um 0,05m/s langsamer wird - das wären dann 3m/s (oder 10.8km/h) pro Minute - also schon eine merkbare Verzögerung.

Freilich wird die Verzögerung mit dem angehängten Zug noch geringer ausfallen, weil der Fahrzeuggrundwiderstand von Waggons deutlich geringer ist, als der von Loks.
Bei Waggons rechnet man mit einem Grundwiderstand von rund 1,5 Promille - das wären bei 400t etwa 600kg - also 6000N
Gemeinsam kommt man jetzt auf 10000N die gegen die Trägheit von 480t ankämpfen.

Mit obiger Formel berechnet komme ich jetzt auf rund 0,02m/s² - das klingt nicht viel, und ist es auch nicht. Es wären jetzt 1,2m/s die ich pro Minute langsamer werde - das sind 4,3km/h pro Minute.

Bei meiner Testfahrt hatte ich aber weniger als 1km/h pro Minute - d.h. der Auslauf aus 50km/h würde eine gute Stunde dauern bis der Zug zum Stehen kommt. Da komme ich mir schon fast wie in einem Raumschiff vor, das im Orbit dahinschwebt...

Fällt dir jetzt die Diskepanz auf?

Das waren jetzt mal ganz grobe Berechnungen, die sich auf Erfahrungen im Eisenbahnwesen stützen. Was noch nicht berücksichtigt wurde, ist der Luftwiderstand.
Aber diese Faktoren für Grundwiderstände findet man gleich in mehreren Eisenbahnbüchern. Bei neueren Fahrzeugen werden sie sicherlich niedriger liegen, aber meine Testfahrt war mit einem Triebfahrzeug aus den 60er Jahren, auf die die Faktoren passen würden.

Ich werde sicher keine Ruhe geben und testen und berechnen, was das Zeug hält (wenigstens wird mir in meiner Freizeit nicht fad) bis ich ein halbwegs glaubwürdiges Ergebnis erzielen werde.