Dampfloksimulation

[Carsten Hölscher]

Problematisch sind die Zeitkonstanten - vom Kohle Nachlegen bis zur Druckwirkung im Kessel.

Carsten

[Christopher Spies]

Hallo!

Problematisch sind die Zeitkonstanten - vom Kohle Nachlegen bis zur Druckwirkung im Kessel

Die dürften so im einstelligen Minutenbereich liegen, nech?

Gruß,
- Christopher

[Carsten Hölscher]

Ja? Ich hätte mehr erwartet.

Carsten

[Matthias Z.]

Hallo,

alles in allem eine lustige und interessante Sache. Fehlt nur noch eine Strecke bzw. der Streckenblick!
Könnte man das nicht in Zusi einbinden? Die Steuerung ist sehr realistisch, die Geräusche sind genial.

Mfg Matthias

[Christopher Spies]

Hallo Carsten,

Ja? Ich hätte mehr erwartet.

das mit dem einstelligen Minutenbereich war geraten, ich lasse mich gern eines besseren belehren.

Ich habe aber mal gelesen, die Dampferzeugung in einem Kohlekraftwerk ließe sich mit einer Zeitkonstante im genannten Bereich regeln. Das sollte in einer Lokomotive ja ähnlich sein.

Nachtrag: Das reicht ja auch; diese Zeitkonstante wäre dann immer noch mindestens eine Größenordnung größer als alle anderen Zeitkonstanten der Fahrdynamik!

Gruß,
- Christopher

Edit: Nachtrag ergänzt

[Andreas Karg]

Eben wegen dieser Zeitkonstante hatte ich ja die Idee mit den Vorausschau-Knöpfen. Wenn eine KI mit sowas fürchterliche Schwierigkeiten hat, ein Mensch das aber mit ein bisschen Übung und Verstand mit Leichtigkeit schafft - wieso sollte man ihm dann nicht die Möglichkeit geben, da einzugreifen? Ich kann mit ein bisschen Streckenkenntnis locker abschätzen, wie lange es noch dauert bis zu einer Steigung oder einem Halt und könnte den Autoheizer entsprechend anweisen. Die Ungenauigkeiten durch die Schätzung und die Trägheit der Heizung in der Steigung/dem Hang selber ließen sich problemlos mit der instantan regelbaren Speisewasserzufuhr kompensieren, denke ich.

[Matthias Z.]

Hallo,

habe zwei Fragen:

1. Ich bekomme bei ca 75 km/h die Meldung "Langsamer Fahren". War die BR 95 nicht für 90 oder gar 100 km/h zugelassen?

2. Eine technische Frage:
Wenn ich anhalten will, aber dann doch wieder beschleunigen möchte, wie muß ich da "aufschalten". Wenn ich die Füllung erhöhe, z.B. auf 70 und den Schieberkasten hochregle, bekomme ich die Meldung "Kolben... kann brechen". Wie kann ich also wieder beschleunigen, wenn ich schon im Leerlauf bin? Die Doku half mir nicht weiter.

Mfg Matthias

[Fredi81]

Hi!

Das mit der Geschwindigkeitsmeldung bekomme ich auch bei diesem Tempo... Wie schnell die Kiste fahren darf weiss ich leider auch nicht.

Zu dem "Kolbenbrecher": Wenn Du das Hauptventil schließt musst Du die Füllung ein wenig aufgedreht lassen. Dann klappt das ohne Fehlermeldung!

LG, Fred

[F(R)S-Bauer]

70Km/h

mfg

Ralf

[Matthias Z.]

Hallo,

1. Danke, Ralf!

2. Das mit der Füllung habe ich erlesen aus der Doku. Wenn ich rolle und dann aus dem Leerlauf (d.H. Füllung 40-50 und das Hauptventil ist komplett zu) wieder beschleunigen will, drehe ich die Füllung auf ca. 60 und dann öffne ich ganz langsam das Hauptventil bis circa 10%, da kommt immer die Meldung des "Kolbenbrechers", egal was ich mache. Egal wie schnell oder langsam oder vorsichtig ich das Ventil öffne. Wie verhalte ich mich richtig?

Mfg Matthias

[Andreas Karg]

Füllung auf ca 20%, dann HV aufdrehen, dann Füllung nach Bedarf erhöhen, wenn ich mich recht erinnere. Müsste in der Doku stehen.

[Andreas Hänsch]

Jetzt möchte ich mich mal melden. Leider war ich jetzt 14 Tage ohne Netzanschluss.

Wie wäre es, wenn das Vorausschauen der Lokführer übernähme? Einfach zwei Knöpfe, der eine mit "Auf gehts, glei fahr ma an Berg aufi" beschriftet, der andere mit "Basst scho, mir hams's glei".

Alles gut und schön und wie fangen wir trotzdem Fehlbedienung ab? Der automatischer Heizer braucht nur zu wenig Wasser zu zu führen.

Eine Dampflok kann man nicht mit einer stationären Dampfanlage vergleichen. Bei einer Dampflok können beide Extreme kurz hintereinander kommen. Nur ein Beispiel. Der Zug steht in Lichte Ost Richtung Schmiedefeld. Im Bahnhof beginnt schon die 37 %o Steigung, runde 3 km lang und danach gehts in den Bahnhof Schmiedefeld. Dampfverbrauch ist 0 und muss gleich extrem gesteigert werden. Danach ist der Verbrauch wieder 0. Mit dem Speisewasser wird tatsächlich die Leistung kurzfristig angepasst.

Ich habe es absichtlich so gelöst, dass der Kessel im Automatikmodus sofort reagiert. So kann kein Fehler passieren.

Carsten Hölscher hat geschrieben:
Problematisch sind die Zeitkonstanten - vom Kohle Nachlegen bis zur Druckwirkung im Kessel

Die dürften so im einstelligen Minutenbereich liegen, nech?

Teilweise auch noch mehr. Bei der BR 44 wurde schon 10 bis 20 Minuten vorher das Feuer vorbereitet.

Die Steuerung ist sehr realistisch, die Geräusche sind genial.

Das war damals auch der Plan, Ich habe bis jetzt keine realistische Simulation gefunden, die eine Dampflok gut darstellt. Die Geräusche waren übrigens "Das weiße Rauschen" eines Radios. Die echten Geräusche konnten nicht genommen werden, da sie zu kurz waren.

1. Ich bekomme bei ca 75 km/h die Meldung "Langsamer Fahren". War die BR 95 nicht für 90 oder gar 100 km/h zugelassen?

Die T20 oder BR95 ist in beiden Richtungen für 65 km/h zugelassen. Die Geschwindigkeit bei Dampfern ist so eine Sache. Sie hängt von zwei Faktoren ab:

1. Raddrehzahl: Mit den Gegengewichten kann man nicht alle Unwuchten abfangen. Besonders der Kolben, Kreuzkopf und 3/5 der Treibstange sind unwuchtmäßig vorhanden. Macht man die Gegengewichte größer, dann fangen die Räder auf den Schienen an zu schlagen und sie heben auch ab. Unter Dampf werden diese Massen mit den im schädlichen Raum zurückgebliebenen Dampf abgefangen. Auch durfte aus diesen Grund bei der BR 01 der Regler ab 110 km/h nicht mehr geschlossen werden und fahren nicht mehr unter 30% Füllung. Die T20 hat einen Raddurchmesser von 1400mm und einen Hub von 660mm. Genauso viel wie bei einer 44; 50; 52.

2. Laufruhe: Bei einer Dampflok sind nicht alle Achsen fest im Rahmen verbaut. Deshalb kann sie ja durch Bögen fahren. Bei E- Kupplern ist in der Regel die 2. und 4. Achse fest und die restlichen Achsen beweglich. Also halten die beiden Achsen die Lok gerade auf dem Gleis. Jetzt fangen die Maschinen aber das Schwingen an, je mehr, desto größer der Überhang ist. Aus diesem Grund darf die T16 oder BR 94 nur 40 km/h fahren. Sie hat nur minimal kleinere Räder. Die BR 95 besitzt hinten und vorne Laufachsen die leicht beruhigend wirken. Bei den Schlepptenderloks wirken die straff gekuppelten Tender und die Vorlaufachse gut beruhigend, dass sie locker 80 km/h fahren dürfen. Die BR 57 hat zB. nur einen Tender und sie darf auch nur 65 km/h fahren.

bekomme ich die Meldung "Kolben... kann brechen"

Zur Bedienung der Trofimoffschieber habe ich in der ersten MessageBox vom Programm was geschrieben. Es ist gedacht wie der Hinweis auf dem Führerstand. Genauso ist die Gegendruckbremse auf dem Führerstand ausgeschildert.

Ganz einfach von Leerlauf auf Last Steuerung auf Mitte und dann Regler auf. Steuerung auf die gewünschte Füllung stellen. Von Last auf Leerlauf Rehgler schließen und Steuerung auslegen, damit sich der Druck abbaut. Dann die Steuerung auf 10% einziehen zur Triebwerksschonung.

Der Schieber ist eigentlich eine russische Erfindung. So richtig Verbreitung fand er erst nach dem Krieg. Man hatte anfangs große Probleme mit zerbrochenen Schieberkörpern, weil sie ungebremst auf die Anschläge knallten. Bei kleinen Schiebern, wie sie in der Schmalspur eingesetzt werden ging es noch. Diese Probleme wurden erst beseitigt, als man die Schieberkörper mit einen Luftpolster zischen Körper und Halter bremste. Man wollte halt die Vorteile, wie sehr guter Leerlauf, Triebwerksschonung und kleiner schädlicher Raum, des Schiebers nutzen und experimentierte lange rum.

Füllung auf ca 20%, dann HV aufdrehen

öffne ich ganz langsam das Hauptventil bis circa 10%

Der Regler besitzt ein Hauptventil und ein Hilfsventil. Und zwar aus einen guten Grund. Wenn der Rohrdurchmesser 10 cm ist, dann lastet auf das Hauptventil über eine Tonne Gewicht. Das drückt niemand auf. Also wird das Hauptventil mittels Hilsventil entlastet. Dann kann es sich schwimmend mit den Druck mitbewegen oder man kann es aufdrücken. Am Regler macht sich das als Druckpunkt bemerkbar. Beim Reglerschließen wird zuerst das Hilfsventil geschlossen und der aufbauende Druck unterstützt beim Schließen des Hauptventils. So schön wie die Sache ist, hat sie einen großen Hacken. Wenn das Hauptventil nur leicht klemmt und es herscht eine Druckungleichheit und es kann der Regler urplötzlich zufallen. Das passiert besonders gerne, wenn man nur leicht Einzieht. Deshalb sollte der Regler, wenn der Schieberkastendruck erniedrigt werden soll, erst geschlossen und dann wieder geöffnet werden.

Ich habe angefangen die Berechnung objektorientiert zu gestalten. Dann hatte ich Lust gehabt mal andere Maschinen zu simulieren und zu testen. Als erstes kam eine 3- Zylinder Maschine dran. Mit den großen Zylindern war der Kessel dann aber überlastet. Also wurden die Zylinder um 2/3 verkleinert. Die Maschine läuft ruhiger und braucht zum Anfahren weniger Füllung. Aber die Leistung sank ganz leicht und der Wasserverbrauch ist gestiegen. Ich kann nur vermuten, dass sich die Zylinder gegenseitig behindern, was durch die Störungen am Indikator sichtbar wurde.

Ein Verbundsystem habe ich auch getestet. Ich wollte einfach wissen wie weit und wie schnell man mit der objektorientierten Programmierung gehen kann. Also erst mal ein 4- Zylinder Verbundsystem. Die Hochdruckzylinder wurden um die Hälfte verkleinert und die Niederdruckzylinder dazu angepasst. Die Maschinenleistung war höher und der Wasserverbrauch niedriger. Das Verbundsystem will aber höhere Füllungen und man müsste die Schieber für Hoch und Niederdruck komplett neu einstellen.

Zum Schluss wollte ich eine Frage beantwortet wissen, die ich schon länger hatte. Warum wurden 3- Zylinder Maschinen nicht als Verbundsystem gebaut. Also ein Hochdruckzylinder und zwei Niederdruckzylinder um 120° versetzt eingebaut. Die Kolbenflächen waren genauso wie beim 4rer Verbundsystem, nur die Hochdruckseite als ein Zylinder ausgeführt. Jetzt kam der große, unerwartete Schock. Die Maschine hatte aus unerklärlichen Gründen voll Zugkraft verloren. Ich weiß immer noch nicht warum. Das Programm war iO.

Na gut ich sage nichts mehr gegen Objekte. Man muss sich nur neu eindenken. Das Programm ist jetzt fertig und wird noch ein bischen von mir getestet. Bei Gelegenheit lade ich es hoch.

Tschüss
Andreas

[Fredi81]

Hi!

Das ist aber eine sehr umfassende Erklärung! Klasse! Ich denke nun sind eigentlich alle aufgekommenen Fragen geklärt...

Nur eine habe ich noch: Liegt es an meinem Rechner oder warum fährt die Leistung (Auf 5% aufgedreht und Taste losgelassen) mal von alleine weiter rauf oder stellt sich komplett wieder ab? Ich finds nicht tragisch, daran habe ich mich schnell gewöhnt... Möchte eben nur wissen ob das normal ist. (Fahre mit der Tastatur)

Ansonsten kann ich nur immer wieder sagen: KLASSE ARBEIT!

Ich warte schon ganz ungeduldig auf das Programm dass Du hochladen möchtest.

Vielleicht hat ja jemand ne Idee warum plötzlich die Leistung weg ist? Manchmal sieht man eben den Wald vor lauter Bäumen nicht. Das geht mir als Aquarianer nicht anders. Neulich hatte ich den falschen Stecker reingesteckt und fragte mich warum die Pumpe nicht läuft. Ich denke das geht auch einem Programmierer so... Da sind Aussenstehende zur Problemfindung manchmal ganz hilfreich. (Mir hat meine Schwester gesagt warum ich nebenan immer die Leuchtstoffröhre ein und ausschalte...*grins*)

Alles Liebe, Fred

[Andreas Hänsch]

(Auf 5% aufgedreht und Taste losgelassen)

Das ist alles Absicht. Ein Regler lässt sich durch die Unterteilung Hauptventil und Hilfsventil schlecht einstellen. Das Hauptventil wird manuell aufgedrückt und stellt sich dann schwimmend ein. Ich habe im Internet nach Zeichnungen gesucht, aber nichts mehr gefunden. Die Seite http://www.dlok.de" target="_blank ist auch aus dem Netz verschwunden.

Ich habe nun das Programm hochgeladen. Die "Bergkönigin" oder "Sonneberger Bulle" ist unter: http://home.arcor.de/haensch.andreas/Lok.zip" target="_blank zu finden.

Es wurde eine Registrierung von mir eingebaut, weil ich einfach wissen will wie sich die Sache verbreitet. Es bleit kostenlos, obwohl ein Eisenbahnkollege gemeint hat, man könnte was verlangen. Ich betreibe auch keine Murks mit den Daten. Wer trptzdem Angst hat, schickt halt nur die Registrierung. Auf Datei erzeugen und die Datei mir schicken. Aber ich bin nur unter der Woche online. Wer überhaupt nicht will, die Demo ist bis auf Datenspeichern voll lauffähig. Auch läuft die Demo nur 15 Minuten.

Neu ist jetzt eine automatische Steuerung. Ich verwende ganz einfache auf/ab Regler. Deshalb und weil es dauert bis auf eine Aktion eine Reaktion folgt, tut sich die Automatik beim Anfahren etwas schwer. Aber die eingestellte Leistung oder Geschwindigkeit wird ganz gut gehalten. So kann man auch mal testen, welche Auswirkungen auf die Verbräuche die Fahrweisen haben. (zB viel/wenig Füllung Schieberkastendruck). Die obersten Schieberegler funktionieren wie bei den modernen Loks. Einstellen Geschwindigkeit, Leistung und dynamische Bremskraft. Die unterne Regler stellen die Dampfmaschine ein, um zB glitschige Schienen zu kompensieren.

Tschüss
Andreas

[Andreas (Funki)]

Moin,

Besten Dank für die geleistete Arbeit! Der Dokumentation und deinen Beiträgen ist zu entnehmen dass das Programm mit äußerst fundiertem Wissen aufgebaut wurde.

Gruß

Andi

[Michael_Poschmann]

Im Auftrag von Andreas hier der kurze Hinweis, daß er derzeit nur sehr schlecht über die üblichen Kommunikationswege (Email, Forum) zu erreichen ist. Im Zweifel bitte daher ein wenig Geduld.

Gruß
Michael

[Andreas Hänsch]

Unser Dorf ist nun endlich am weltweiten Datennetz angeschlossen. Ich bin wieder täglich per Mail erreichbar.

Ich war letztens bei einem gut bekannten Lf aus unserer Gegend. Wolfrad Bätz bringt man sofort mit den Sonneberger Bullen in Verbindung. Er erzählte wieder einige Geschichten. Die 95er war ein Heizerschinder, sie fraß die Kohlen einfach. Dabei war sie laut und trotzig. Also kein schönes Arbeiten auf der Maschine. Wahrscheinlich deshalb wurde die einzige Länderbahnreihe auf Ölhauptfeuerung umgebaut. Aber die Maschinen konnten sich jederzeit mit der BR 44 in Sachen Zugkraft messen. Auf den Leistungstafeln (Theorie) ist die 95 der 44 unterlegen, aber ein gutes Personal kann einer 44 davonfahren. In den Anfangsjahren zeriss die Maschine die Kupplungen. Auch deshalb schob sie nur nach. Dazu wurde der Pufferträger vorne verstärkt.

Eine Geschichte von Herrn Bätz:

In Hildburghausen ist eine BR 132 mit einen Güterzug für Eisfeld liegengeblieben. Das Zuggewicht betrug knapp 1400 Tonnen. Herr Bätz wurde geschickt einen Teil des Zuges zu holen. Ein Rangierer sollte ihn trennen. Der wollte den Zug nach 10 Waggons schon teilen, Wolfrad winkte und versuchte mitzuteilen weiter hinten abkuppeln. Der Rangierer verstand falsch und verlies das Gleis. Also blieb nichts anderes übrig als alles mitzunehmen. Handy gab es damals ja nicht. Das Problem, vor Eisfeld gibt es eine leichte Steigung, nicht mehr als 1:60. Der Zug wurde vorgemeldet und die Eisfelder tippten sich an die Stirn, hielten die Strecke frei und stellten die Rangierlok auf Bereitschaft, falls die Fuhre stecken bleibt. (Ich kann es nicht so schön schreiben wie er erzählt).

Also los ging die Fuhre. Einen Eisenbahner, der auf einer 44er Dienst tat, wurde noch mitgenommen, er wollte nach Eisfeld zum Dienst. Kurz und gut, die Überlast wurde problemlos, zwar langsam in der Steigung, aber relativ pünktlich zum Ziel gebracht. Der mitgenommene Eisenbahner meinte nur, eine 44 hätte das nicht geschafft.

Noch eine andere Erzählung von ihn. Hier seht, ihr, wie sich eine Fehlbedienung auswirkt.

Herr Bätz sollte einen Zug mit 600 Tonnen von Eisfeld nach Sonneberg bringen. Grenzlast 400 Tonnen für die Bergkönin (27 %o). Also sollte die Rangierlok von Eisfeld bis Mengersgereuth (mein Dorf) mithelfen. In der ersten Steigung nach Eisfeld hauchte die Rangierlok aus. Mittels Gesten erfuhr Wolfrad das der Rangierer nur noch 6 Atü auf dem Kessel hat. Also musste die 95 den Zug alleine über die erste Steigung bringen. Bis Schalkau erholte sich die Rangierlok wieder und dann die nächste Steigung. Wieder das selbe Problem.

Rauenstein ist eine Spitzkehre und danach wird es noch härter. Das Rangierpersonal wollte aufgeben und eine andere Lok anfordern. Herr Bätz meinte nur, nichts da. Erst wird die Lok neu vorbereitet. Zu Viert wurde die Maschine, glaube BR 89, aufbereitet. Der Funkenfänger war komplett dicht. Das Personal war praktisch noch nie auf Strecke und mit den Voraussetzungen wäre das Personal nicht mal Lz ohne Dampfmangel zurückgekommen.

Also weiter ging die Fuhre. Nur die Rangierlok konnte nun endlich mithelfen. In Meng-Häm kam die kleine Lok nach der schwersten Steigung mit abblasenden Sicherheitsventilen an.

Was will ich damit sagen? Eine Dampflok ist wie ein Kind. Sie ist schwer zu bedienen. Einen Fehler und wenn nur ein verdreckter Funkenfänger können zu einem massiven Problem werden. Solche Probleme kann ich leider nicht im Computer darstellen.

Dann kamen wir auf Rübeland und der 95 027 zu sprechen. Sie wird ja gerade in Meiningen aufgearbeitet. Deshalb steht in Sonneberg das Telefon nicht mehr still. Herr Bätz war einmal im Rübeland als Begleiter. Dort liegt die Grenzlast bei 150 Tonnen. Aber bei den Gewicht wird die Maschine noch mehr gefordert. Die fahren mit 5 bis 6 Zentel Füllung, um Sonneberg nur 4 bis 4,5 Zentel. Eine Gegendruckbremse wird die Maschine wohl nicht bekommen. Die heutigen Bremsen sollen reichen. Aber wie das mit der Steilstreckenvorschrift geregelt wird weiß ich nicht.

Jetzt habe ich eine Frage zur Reibung zwischen Schiene und Rad. Ich fragte nach dem Sandstreuer und Herr Bätz meinte, die Maschinen liefen die Leistungen ohne Sand. Wie hoch ist die Reibung bei der Bahn? Ich hatte µ=0.25 max 0.3 angenommen. In den Tabellenbüchern sind die Werte viel kleiner, was ja auch logisch ist. Dort wird ja mit geschliffenen Teilen gearbeitet und bei der Bahn "verzahnen" sich Rad und Schiene. Somit auch je mehr Räder, desto besser, obwohl eine Fläche in keiner Reibformel vorhanden ist.

In einem Fachbuch der Bahn stand was drin, dass man einen Reibfaktor von 0,2 annimmt, wenn man einen Fahrplan mit der gewissen Lok erstellt. Praktisch bei den Faktor hat die Lok die Zugkraft. Ich hatte angenommen, das ist ein Mittelwert und bin deshalb auf 0,25 für trockene Schienen gegangen, aber da dreht die Simulation noch hoffnungslos durch. Man muss schon über 0,3 gehen, aber das ist nach meinen Gefühl zu hoch.

Carsten, Du nimmst für ZuSi 0,4 an, wie kommst Du auf den Wert?

mfg
Andreas

[Carsten Hölscher]

Gibt irgendwo entsprechende Grafiken/Tabellen.

Carsten

[Herbert Brüser]

Hallo Zusianer,
die TU-Berlin hat zu diesem Thema einen Bericht verfasst: Übertragung der Traktionskräfte zwischen Rad und Schiene von Martin Ertz und Klaus Knothe.

http://www.ilr.tu-berlin.de/KL/pdf-file ... ahnbau.pdf

Andreas, vielleicht kannst Du mit dieser Cartersche Lösung Deine Annahme bestätigen!
mfg
Herbert

[Carsten Hölscher]

Gleich das erste Bild zeigt gemessene Werte, die bis ca. 0,4 hoch gehen.

Carsten