Vaunujen ja kytkimien tuottama vastus kaarreajossa

Keskustelua vetureita, vaunuista, autoista, ym...

Valvojat: jhr, Hermanni

LOK
Lämmittäjä
Viestit: 175
Liittynyt: 19.10.2015 21:42

Vaunujen ja kytkimien tuottama vastus kaarreajossa

Viesti Kirjoittaja LOK »


PeS mainitsi toisessa viestiketjussa, että lähikytkimien käyttö nostaa pienoismallijunan virrankulutusta. Aiheesta kiinnostuneena testasin perinteisten NEM-lenkkikytkimien ja Fleischmannin Profi-lähikytkimien vaikutusta kaarrevastuksen voimakkuuteen käyttäen keskustelussa mainittuja vaunujani. Ohessa olisi esiteltynä kokeen suoritus sekä mittaustulokset.

Lähikytkimien tuottaman vastusvoiman lisäksi datani avulla on mahdollista arvioida karkeasti, kuinka voimakkaasti jäykkä kaksiakselinen vaunu kuormittaa veturia koeajoradan mukaisissa olosuhteissa. Ajatuksenani on kokeilla jossain vaiheessa myös kaupallisten valmismallien käyttäytymistä vastaavissa olosuhteissa, jotta aiheesta olisi saatavilla vertailudataa.

- LOK



Koejärjestelyt ja tulokset

Mittasin veturin tarvitseman virran ja junan matkanopeuden kuudessa eri tilanteessa:
  • pelkällä veturilla ajettaessa (eteen ja taaksepäin).
  • lenkkikytkimin varustetulla junalla ajettaessa (vetäen ja työntäen)
  • Profi-lähikytkimin varustetulla junalla ajettaessa (vetäen ja työntäen)

Tulosten vertailukelpoisuuden vuoksi käytin testeissä samaa tasamaalle koottua ympyrärataa (kuva alla), jonka kaarresäde oli 604,4 millimetriä (Rocon palakiskoa numero 42426), sekä samaa ajomuuntajan tehoporrasta 150/200 (Muuntaja Fleischmann MSF-TRAFO 6735). Junan ottaman sähkövirran mittaamiseksi kytkin virtamittarin sarjaan radan sähkönsyöttöjohtoon. Tämän kytkennän rinnalle asensin jännitemittarin, jotta pystyin tarkkailemaan varalta muuntajan lähdejännitettä.

Vertailukelpoisuuden varmistamiseksi suoritin testit samaa veturia ja samoja vaunuja käyttäen: Koeajoveturiksi valitsin Rocon Sr2-veturin, joka vetää ja virroittaa tasaisesti. Veturin sai testien tarpeiden mukaisesti varustettua joko Profi-kytkimin tai lenkkikytkimin. Omistan kaksi Elo-t-vaunua ja neljä Kbp-vaunua, joilla voi ajaa vähintään 600 mm:n kaarteista sekä perinteisin lenkkikytkimin että Profi-lähikytkimin varustettuna. Käyttämällä näitä kuutta vaunua ja veturia sain vakioitua kaluston kaikkiin testeihin. Säilytin myös vaunujen keskinäisen järjestyksen samana ja kytkin vaunuletkan aina Sr2-veturini ykköspäätyyn.

Ennen sähkövirtojen ja kierrosaikojen kirjaamista annoin junan kiertää rataa valitulla tehoportaalla noin viisi minuuttia, jotta veturi ehti lämmitä jokaiseen testiin. Junan kulkunopeuden selvittämiseksi mittasin puhelimellani ajan, joka junalla kului kymmenen ratakierroksen ajamiseen. Mitatun matka-ajan ja koeajoradan kaarresäteen avulla ratkaisin junan nopeuden sekä skaalanopeuden. Tulokset on esitetty alapuolen taulukossa.

Koejärjestely.jpg
Koejärjestely.jpg (89.85 KiB) Katsottu 405 kertaa

Tulokset_Vastusvoima_eri_kytkimillä.jpg
Tulokset_Vastusvoima_eri_kytkimillä.jpg (48.3 KiB) Katsottu 405 kertaa

Mittaustuloksista havaitaan, että testiolosuhteiden mukaisessa ajossa kuuden Elo-t/Kbp-vaunun liikuttaminen lenkkikytkimillä varustettuna nostaa veturin tarvitsemaa virtaa 0,02 A. Lähikytkimillä virran tarve nousee enemmän eli 0,04-0,05 A. Profi-lähikytkimin varustettu testijuna kulutti siis 20-30 milliamppeeria enemmän virtaa kuin vastaava lenkkikytkimin varustettu juna. Lisäksi lähikytkimin varustetun junan nopeus laski vaunustoa työnnettäessä enemmän kuin lenkkikytkimillä varustetun junan tapauksessa.
LOK
lakivija[at]hotmail.com
Junnailija
Konduktööri
Viestit: 89
Liittynyt: 22.11.2016 15:56

Re: Vaunujen ja kytkimien tuottama vastus kaarreajossa

Viesti Kirjoittaja Junnailija »

Hetkinen, sanoi Putkinen, ja mietti vielä hetkisen...

Joo, siis kiitos mielenkiintoisesta testistä ja sen julkaisemisesta. Varsinaisena niuhottajana silmääni kuitenkin tökkäsi taulukossa oleva mittakaavanopeus, jolla tosin ei itse testin tulokseen ole mitään vaikutusta.

On varsin yleinen (virhe)käsitys, että mittakaavanopeus saadaan yksinkertaisesti kertomalla pienoismallin todellinen nopeus mittakaavan jakajalla. Näin asia ei kuitenkaan ole, ja jos tehdään simppeli loogisuustesti ajatustasolla, niin saadaan asialle vahvistus: Jos H0-veturi kulkee noin yhden metrin kahdessa sekunnissa, niin se ei todellakaan vastaa mitään kilpa-auton nopeutta, eli tässä tapauksessa n. 150 km/tunnissa.

Pyöristellään vähän, niin on helpompi saada kokonaiskuva. Todellinen nopeus on siis n. 0,5 m/s eli n. 1800 m/t = 1,8 km/t. Jos se kerrotaan mittakaavan jakajalla, eli 87:llä, saadaan tuo taulukon n. 150 km/t, mikä olisi melko hurjaa haipakkaa, toki kuitenkin mahdollisuuksien rajoissa.
Realistisempi mittakaavanopeus saadaan kertomalla todellinen nopeus mittakaavan jakajan neliöjuurella (n. 9,33), mikä tässä tapauksessa antaisi veturille n. 17 km/t nopeuden.

Jussi Ponkala kirjoitti aiheesta varsin kattavan artikkelin Pienoismalli-lehdessä no. 1986-1, ja käsitteli siinä myös monia muita mittakaavasuureisiin liittyviä asioita.

Mittakaavaterveisin
Junnailija
P.S. Pienoismalli-lehden verkkotukikohta https://www.pienoismalli.com/ kertoo, että ko. numeroa ei ole enää saatavana (muuten kuin ehkä antikvaarikappaleena).
Onko Mikkeliin mänijöitä? Juna män justiisa!
LOK
Lämmittäjä
Viestit: 175
Liittynyt: 19.10.2015 21:42

Re: Vaunujen ja kytkimien tuottama vastus kaarreajossa

Viesti Kirjoittaja LOK »

↑ Kirjoitin vastineen pienoismallijunan nopeuden skaalaamisesta Massan, nopeuden ja pituuksien skaalauksesta -ketjuun. Mainitsemaasi nopeuden skaalausta mittakaavan neliöjuuressa käytetään insinöörimalleissa ja mm. RC-lennokkipuolella, joissa malliin kohdistuvien voimien skaalautuminen on tärkeämpää kuin mallia tarkkailevan ihmisen kokemus pienoismallin nopeudesta.
LOK
lakivija[at]hotmail.com
Vastaa Viestiin