Beschleunigung und Anfahren

[Olli_K]

Das hab ich mal im alten Forum von mir gegeben.
Die Werte wurden uns in den Vorlesungen gegeben.

<p><blockquote><font size="1" face="Verdana, Arial">Quote:</font><hr>Schiffe dürfen gar nicht so schnell beschleungigen wie sie eigentlich könnten.
Vor allem auf Binnenwasserstraßen nicht, weil wenn Schiff beschleunigt erzeugt es auf der Unterseite einen Unterdruck.
Wenn das Schiff also zu schnell beschleunigt/fährt setzt es sich auf Grund fest.

Beschleunigung: (abhängig von Länge/Gewicht und Lokomotive)
Reisezüge 0,2 ... 0,5 m/s²
Güterzug 0,05... 0,2 m/s²
Stadtbahnen 1,0 ... 1,2 m/s²
Straßenbahnen 1,2 ... 1,4 m/s²

Bremsen: (abhängig von Länge/Gewicht und Lokomotivleistung)
Reisezüge 0,6 ... 1,0 m/s²
Güterzug 0,2 ... 0,5 m/s²
Stadtbahnen 0,9 ... 1,5 m/s²
Straßenbahnen 0,9 ... 1,5 m/s² (Magnetschienenbremse 2,75 m/s² )<hr></blockquote></p>

[Dierk Nüchtern]

@ Holger: Die Aufstellung ist echt super! Kann man nicht anders sagen. Und äußerst hilfreich

[JanWeigel]

Kannmir mal jemand sagen, wie die Beschleunigung bei den Chemnitzer 6NGT liegt?

Holger hast du vielleicht auch die Daten von den Tatra Zügen?

das wäre ganz nett.

Tschau Jan W.

[Sascha Claus]

<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">Holger hast du vielleicht auch die Daten von den Tatra Zügen?</tr></td></table>http://www.railfaneurope.net/pt/fahrzeuge/ckd.htm

[JanWeigel]

@ Sascha habe Danke für den Link. Der ist echt hilfreich.

Tschau Jan W.

[Rolf R]

Zum Thema Züge:

da die Anfahrt- und Bremsverzögerungen - wie schon oben beschrieben - sehr stark von der Anhängelast der Züge abhängen, wird man für lokbespannte Züge wohl keine solche Tabelle erstellen können.

Letztlich denke ich einfach, dass man das ganze einfach durch probieren rausfindet. Eine S-Bahn sollte schneller beschleunigen als IC mit 8 Wagen.

Rolf

[Timm]

<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">Letztlich denke ich einfach, dass man das ganze einfach durch probieren rausfindet. Eine S-Bahn sollte schneller beschleunigen als IC mit 8 Wagen.
</tr></td></table>
Es kann aber zu kleinen Fahrplanveränderungen kommen, die aber ncht weiter schlimm sein sollten.
Timm

[Christopher Spies]

Für mein Darmstadt-Netz habe ich mit Hilfe von Excel eine Tabelle ausgerechnet, die allerdings auf einigen physikalisch fragwürdigen Näherungen beruht.

Zunächst einige Beispiele:

218 + 3 n-Wagen --> Beschleunigung 0.4 m/s², Bremsen 0.8 m/s²
218 + 4 n-Wagen --> Beschleunigung 0.35 m/s², Bremsen 0.8 m/s²
218 + 5 n-Wagen --> Beschleunigung 0.3 m/s², Bremsen 0.8 m/s²

111 + 4 Dostos --> Beschleunigung 0.4 m/s², Bremsen 0.8 m/s²
111 + 5 Dostos --> Beschleunigung 0.35 m/s², Bremsen 0.8 m/s²

420 --> Beschleunigung 0.8 m/s², Bremsen 0.9 m/s²

Ich habe versucht, die Zeit zu berechnen, die ein Zug auf ebener Strecke von 0 bis Vmax benötigt, um so die durchschnittliche Beschleunigung über den gesamten Geschwindigkeitsbereich zu berechnen. Daher hat der 420 bei mir eine Beschleunigung von nur 0.8 m/s², während er offiziellen Angaben zufolge eine Anfahr(!)-Beschleunigung von 1.0 m/s² aufweist. Reibung u.ä. habe ich vernachlässigt, daher dürfte die Beschleunigung der Züge in der Realität geringer ausfallen.

Für die Bremsbeschleunigung habe ich die Beschleunigung angenommen, die der Zug benötigt, um innerhalb von 1000m (Vorsignal-Abstand bei der DB) aus Vmax zum Stehen zu kommen. Beim Heranfahren an den Bahnsteig werden reale Lokführer wohl versuchen, etwas sanfter mit dem Material umzugehen, so dass auch hier die Werte in der Realität geringer ausfallen dürften.

- Christopher

[Christopher Spies]

Hier einmal meine Herangehensweise, vielleicht können wir ja über die Näherungen diskutieren und gemeinsam überlegen, wie man die Ergebnisse verbessern kann.

Auch ich ging von der Baureihe 420 aus, da mir dort die Anfahrbeschleunigung (die legendären 1.0m/s²) bekannt war. Die relevanten Daten sind:

<ul><li>Leistung: P = 2400 kW<li>Gewicht: M = 153 t<li>Anzahl Achsen: n = 12<li>Anzahl angetriebene Achsen: k = 12<li>Anfahrbeschleunigung: a = 1 m/s²<li>Höchstgeschwindigkeit: vmax = 120 km/h = 33.33 m/s</ul>

Um 153 t mit 1 m/s² zu beschleunigen, benötigt man eine Zugkraft von F=m*a = 153 kN. Ich bin nun davon ausgegangen, dass dies genau die Kraft ist, die maximal auf die Schiene übertragen werden kann, ohne dass die Räder schleudern. Die Achslast ergibt sich zu M/n = 12.75 t, und die Zugkraft je Achse zu F/k = 12.75 t.
Den Reibungskoeffizienten nehme ich als unabhängig von Geschwindigkeit, Radumfang und Achslast an.

Bei niedrigen Geschwindigkeiten erbringen die Fahrmotoren nicht die volle Leistung, da sonst die Räder schleudern würden. Angenommenermaßen beschleunigt der Zug in diesem Bereich mit konstanter Beschleunigung (= konstanter Zugkraft). Ab einer gewissen Geschwindigkeit genügt die Leistung nicht mehr, um diese Zugkraft zu erbringen; der Zug beschleunigt dann mit konstanter Leistung. Diese Geschwindigkeit ist für den 420er dann v1=P/F = 15.69 m/s = 56.47 km/h. Diese erreicht er nach der Zeit t1=v1/a = 15.69 s. Um dann auf Höchstgeschwindigkeit zu beschleunigen, benötigt er noch t2=0.5*M*(vmax^2-v1^2)/P = 27.57 s. Insgesamt ergibt sich eine Beschleunigung von vmax/(t1+t2) = 0.77 m/s².

Für alle anderen Garnituren benutzte ich den Reibungskoeffizienten des 420er (der Radumfang ist etwa gleich?!?) [img]icon_rolleyes.gif[/img] und Leistung, Achszahl, Gewicht und Vmax, die ich mir von diversen Internet-Seiten zusammensuchte.

Was die Straßenbahnen und Busse angeht, habe ich's nach der ganz simplem Methode gemacht: Ich habe mich hinter den Fahrer gestellt / gesetzt und die Zeit gestoppt, die der Zug/Bus von 0 auf 50 km/h brauchte... [img]icon_lol.gif[/img]

Gruß,
- Christopher

[Jan Bochmann]

Guten Tag,

<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">Hier einmal meine Herangehensweise, vielleicht können wir ja über die Näherungen diskutieren und gemeinsam überlegen, wie man die Ergebnisse verbessern kann...</tr></td></table>

Für die Zwecke von BAHN reicht eine konstante Beschleuingung wohl aus. Ansonsten ist die Sache noch komplizierter.

<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">
Auch ich ging von der Baureihe 420 aus, da mir dort die Anfahrbeschleunigung (die legendären 1.0m/s²) bekannt war.</tr></td></table>

Damit verteilst Du aber die Fahrgäste alle in den hinteren Zugteil. Nach VDV-Empfehlungen ist die maximale Beschleunigung der Beschleunigung (oder auch einfach "Ruck" genannt) =(0.5m/s²)/s. D.h. Zum Erreichen der 1.0m/s² sollte man mindestens 2sec benötigen. Auch wenn die Technik mehr hergibt (vor allem bei Gummifahrzeugen wie O-Bussen und stark motorisierten Bussen), sollte man dies tunlichst vermeiden. Beim ET420 dürfte der Ruck sogar deutlich niedriger sein, wie allgemein bei Eisenbahnfahrzeugen.

<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">Die relevanten Daten sind:

<ul><li>Leistung: P = 2400 kW<li>Gewicht: M = 153 t<li>Anzahl Achsen: n = 12<li>Anzahl angetriebene Achsen: k = 12<li>Anfahrbeschleunigung: a = 1 m/s²<li>Höchstgeschwindigkeit: vmax = 120 km/h = 33.33 m/s</ul>

Um 153 t mit 1 m/s² zu beschleunigen, benötigt man eine Zugkraft von F=m*a = 153 kN.</tr></td></table>

Sind die 153t die Leermasse? Dann geht die Rechnung nur bei Eisenbahn-Personenverkehr auf. Selbst dort wird aber bei modernen Leichtbaufahrzeugen nicht mehr so gerechnet. Bei Bus und Straßenbahn noch nie: Diese sind voll etwa doppelt so schwer wie leer (Beispiel Tatra-Großzug leer 17+17+14 = ca.50t, voll aber 100t! Ein Lkw von 100t fährt mit Begleitfahrzeugen und Rundumleuchten...). Deswegen war es auch schon immer ziemlicher Unfug, bestimmte Fahrzeuge als "besonders schwer" abzuqualifizieren. Jedoch kannst Du außer beim lokbespannten Zug ausgerechnet dann mehr Energie übertragen, wenn das Fahrzeug voll ist (weil die Reibung steigt und die Räder nicht so schnell durchdrehen).

<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">Den Reibungskoeffizienten nehme ich als unabhängig von Geschwindigkeit, Radumfang und Achslast an.</tr></td></table>

Ich glaube, das geht so nicht, siehe oben: Die Achslast geht bestimmt ein, aber zum Glück in die richtige Richtung.

Wie es genau ist, weiß ich auch nicht. Die Eisenbahner haben jedenfalls für die Fahrdynamik komplizierte Formeln und Tabellen für jeden Fahrzeugtyp und entsprechende Anhängelasten sowie Streckenbedingungen (Steigung/Gefälle).

<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">Was die Straßenbahnen und Busse angeht, habe ich's nach der ganz simplem Methode gemacht: Ich habe mich hinter den Fahrer gestellt / gesetzt und die Zeit gestoppt, die der Zug/Bus von 0 auf 50 km/h brauchte... [img]icon_lol.gif[/img] </tr></td></table>

Genau das müßte für BAHN im wesentlichen genügen.

Gruß,
Jan B.

[Rolf R]

<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">Genau das müßte für BAHN im wesentlichen genügen.
</tr></td></table>

Genau das! Wir sollten nicht verkennen, das BAHN immer noch eine Simulation ist und letztlich keine wissenschaftliche Abhandlung.
Zudem müssten wir noch Gefälle und Steigungen mit berücksichtigen, evt. ob die Fahrbahn noch trocken ist oder nass (oder hier in NRW mit Laub versehen) und und...

Außerdem bräuchte man dann auch irgendwann P10-Rechner mit entsprechender Taktung, um überhaupt noch ein einigermaßen ruckelfreies Netz zum Laufen zu bringen.

Mir ist es letztlich egal, ob die die Anfahrbeschleunigung 1,0 oder 0,9 m/s² beträgt, da ja auch die Sim-Zeit schneller läuft und man das sowieso nicht mitkriegt - es sei denn, 2 Züge fahren parallel aus.

Grüße

Rolf

[Christopher Spies]

<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">Für die Zwecke von BAHN reicht eine konstante Beschleuingung wohl aus. Ansonsten ist die Sache noch komplizierter.</tr></td></table>

Das wollte ich auch nicht bestreiten; eine allzu realistische Simulation würde wohl auch die künstlerische Freiheit der Erbauer einschränken.

<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote"><table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">Was die Straßenbahnen und Busse angeht, habe ich's nach der ganz simplem Methode gemacht: Ich habe mich hinter den Fahrer gestellt / gesetzt und die Zeit gestoppt, die der Zug/Bus von 0 auf 50 km/h brauchte... [img]icon_lol.gif[/img] </tr></td></table>

Genau das müßte für BAHN im wesentlichen genügen.</tr></td></table>

Diese Methode war leider auf lokbespannte Züge nicht anwendbar (und die Tf ziehen leider im 628 und im Wittenberger Kopf immer die Vorhänge zu [img]icon_sad.gif[/img] . Ich brauchte halbwegs realistische Schätzwerte, damit dieZüge auch den vorbildgetreuen Fahrplan halbwegs einhalten können.

- Christopher

[Bahnfan]

Hallo,
ich habe gerade bemerkt, dass man im ZUSI (ein Führerstandssimulator) im Schummelfenster erkennen kann, mit wie vielen m/s² der Zug gerade fährt.

Falls jemand Infos von versch. Zugreihungen möchte - Mail oder PN genügt! Und wenn man nicht die max. Anfahr-/Bremsverzögerung haben möchte, bitte auch schreiben, mit welcher Fahstufe ich die Daten abnehmen soll... Und Geschwindigkeit, von der die Daten aus gemessen werden sollen bitte auch nicht vergessen!

[Ronny Kraus]

Wobei ich mit diesen Daten ganz vorsichtig wäre, weil es sich ja nur um eine Simulation handelt. Also sind die angezeigten Werte rein rechnerisch, oder sozusagen "im Vakuum" ermittelt... [img]icon_wink.gif[/img]