Resultat 1 till 13 av 13

Ämne: Gångmotstånd för godståg

  1. #1
    Passagerare
    Medlem
    maj 2018
    Inlägg
    200

    Gångmotstånd för godståg

    Gångmotstånd är ett samlingsbegrepp på de olika typer av motstånd som motverkar ett tågs rörelse. Det kan delas in i rullmotstånd (också kallat mekaniskt motstånd), kurvmotstånd, luftmotstånd och stigningsmotstånd.

    Här citerar jag i stort sett ett examensarbete jag hittade (F.Nilsson och M.Stridsberg vid LU)

    Rullmotståndet är proportionerligt mot tågets tyngd och jag har hittat ganska mycket bra information som är relativt överrensstämmande (vanligtvis 10-20 Newton per ton). Stigningsmotståndet är trivialt att beräkna (Mg x 'procent lutning'/100).

    Däremot så har jag inte hittat bra data när det kommer till luftmotståndet.

    Modellen som oftast används är

    F_L (Newton) = (densitet_luft) x (tvärsnittsarea) x (luftmotståndskoefficient) x (hastighet)² /2.

    I "Davids formel" som verkar vara ganska känd så inkluderas alla dessa faktorer i en och samma term så att formeln kan skrivas:

    R = A + Bv + Cv²,

    där den sista termen är luftmotståndet. Denna formel är dock väldigt grov och luftmotståndet (kraft) beror på tågets vikt vilket är en ganska stor felkälla. Hela tåget får också en och samma luftmotståndskoefficient så man tappar precision för olika typer av tåg.


    I tyska artiklar så summeras bidrag från varje vagn i tåget så att luftmotståndet kan skrivas

    F_L = (densitet_luft) x (Area) x [C_lok + (N-1)C_mittvagn + C_ändvagn]v² /2

    där N = antalet vagnar. Här har mittvagnarna lägre luftmotståndskoefficient än den sista vagnen.

    Det är denna modell som jag har försökt använda för att simulera gångmotstånd i en tågsimulator. Jag saknar dock information om rimliga luftmotståndskoefficienter för godsvagnar. Om jag visste vad som var ett rimligt totalt gångmotstånd för några exempelgodståg så skulle jag kunna uppskatta värdet på de olika koefficienterna. Jag har hittat tre sådana datapunker.


    Den första datapunkten är den mest grova. Enligt följande hemsida så uppskattar Trafikverket ett schablonvärde på 0.0195 kWh per km och ton för godståg. Om man antar att medelhastigheten för godståg är 100 km/h så kan man få ett ungefärligt värde på kraften (per ton) som krävs för att hålla konstant hastighet till 70 Newton per ton eller 50 kN för ett 750t tåg.
    Denna siffra är såklart väldigt oprecis eftersom den (antar jag) är ett medelvärde för alla tåg, över alla hastigheter och alla godstågtyper.

    För ett 1500t tåg skulle (enligt ovan uppgifter) det krävas 100 kN att färdas vid 100 km/h, vilket ger en effekt på 3000 kW eller 80% av den kontinuerliga effekten för ett Rc-lok. Detta känns väldigt högt. Min (naiva) uppfattning har alltid varit att tåg (inklusive godståg) kräver väldigt låg effekt för att färdas med konstant hastighet. Men enligt detta exempel så skulle det krävas 80% pådrag bara för att hålla hastigheten.


    Jag har också hittat två diagram som beskriver gångmotståndet som funktion av hastigheten.

    Enligt ovan graf så krävs det ungefär 70 kN för att färdas med den konstanta hastigheten 100 km/h. Tågets vikt är cirka 1500t. Gångmotståndet är alltså 30% lägre än det beräknade värdet ovan. Ett Rc-lok skulle kräva ungefär 50% pådrag för att hålla 100 km/h.

    I den tredje grafen jag hittade så är dock gångmotståndet högre:


    Som jag förstår det så står GAG för "Ganzzug", systemtåg på svenska. ICG är intermodala tåg (InterCargoExpress) och DG verkar vara någon annan typ av systemtåg. Om man räknar bort lutningsmotståndet så blir gångmotstånden utan lutning 90 kN, 110 kN och 70 kN för GAG, DG respektive ICG. För dessa tåg skulle det krävas 70%, 85% respektive 50% pådrag för ett Rc-lok. Luftmotstånden blir 60 kN, 90 kN respektive 50 kN om man antar 15 N/ton rullmotstånd.


    Främst behöver jag veta om jag kan lita på dessa uppgifter. De höga gångmotståndet är förvånande, men kanske realistiska. Sedan så behöver jag uppskatta hur många vagnar exempeltågen består av. Därefter kan jag beräkna approximativa luftmotståndskoefficienter. I de tyska formlerna har mellanvagnarna en tredjedel till hälften av luftmotståndet jämfört med den sista vagnen.

    Någon som har synpunkter om vad som är rimligt att förvänta sig i form av gångmotstånd? Skulle vara hjälpsamt att ha någon slags "sanity check" i form av hur mycket pådrag som är rimligt för att hålla hastigheten.


  2. #2
    Passagerare
    Medlem
    mar 2018
    Inlägg
    216

    Sv: Gångmotstånd för godståg

    Vad jag hört från lokförare så är det ungefär samma gångmotstånd för ett heltåg med massavedsvagnar antingen de är lastade eller tomma. Luftmotståndet är högt från alla stolpar och gavlar på vagnarna speciellt då vid högre hastigheter.


  3. #3
    Passagerare
    Medlem
    mar 2018
    Inlägg
    720

    Sv: Gångmotstånd för godståg

    Ja tågets profil har mycket stor betydelse. Vid Provningsanstaltens virvelmätningar nära Falkenberg, i samband med högfartsprov för X2, gav öppna vagnar med blandade lasttyper stora vindkrafter, medan täckta vagnar var snarlika IC-tåg.
    Sedan kan man fundera över elförbrukningens fördelning mellan kontinuerlig körning, och start efter stopp för tågmöten på enkelspårsträckor.


  4. #4
    Passagerare
    Medlem
    maj 2018
    Inlägg
    200

    Sv: Gångmotstånd för godståg

    Citat Ursprungligen postat av Per Sillén Visa inlägg
    Ja tågets profil har mycket stor betydelse. Vid Provningsanstaltens virvelmätningar nära Falkenberg, i samband med högfartsprov för X2, gav öppna vagnar med blandade lasttyper stora vindkrafter, medan täckta vagnar var snarlika IC-tåg.
    Sedan kan man fundera över elförbrukningens fördelning mellan kontinuerlig körning, och start efter stopp för tågmöten på enkelspårsträckor.
    Intressant. Finns det någon rapport (tillgänglig) från dessa tester?

    Det verkar också som att ICG-tågen främst bestod av tvåaxliga huvvagnar ombyggda för 160 km/h (Hbillss-y). Jag hade förväntat mig att tågen snarare bestod av containervagnar. Vet någon om containervagnar har bättre eller sämre luftmotstånd än huvvagnar? Jag antar att det beror på hur "vällastade" containervagnarna är. Om flera vagnar är olastade så borde mellanrummen ge hög turbulens och således stort luftmotstånd. Det känns dock som att även i det bästa fallet (då alla vagnar har containrar) så borde huvvagnar ha lägre luftmotstånd eftersom mellanrummet mellan varje vagn är kortare. Vet någon hur det ligger till?


  5. #5
    Passagerare
    Medlem
    mar 2018
    Inlägg
    1 016

    Sv: Gångmotstånd för godståg

    Citat Ursprungligen postat av Zaphod Visa inlägg
    Intressant. Finns det någon rapport (tillgänglig) från dessa tester?

    Det verkar också som att ICG-tågen främst bestod av tvåaxliga huvvagnar ombyggda för 160 km/h (Hbillss-y). Jag hade förväntat mig att tågen snarare bestod av containervagnar. Vet någon om containervagnar har bättre eller sämre luftmotstånd än huvvagnar? Jag antar att det beror på hur "vällastade" containervagnarna är. Om flera vagnar är olastade så borde mellanrummen ge hög turbulens och således stort luftmotstånd. Det känns dock som att även i det bästa fallet (då alla vagnar har containrar) så borde huvvagnar ha lägre luftmotstånd eftersom mellanrummet mellan varje vagn är kortare. Vet någon hur det ligger till?
    Jag har inga detaljkunskaper, men det låter rimligt. Det är uppenbart att man inte kan räkna på varje vagn för sig, eftersom hur framförvarande vagn ser ut har stor påverkan.

    På snabbare tåg försöker man minska påverkan av vagnövergångar, helst vill man nog ha bälgar så att övergången blir slät i linje med vagnssidor och tak. Och det gäller även underredet, där boggier och placerad utrustning kan ställa till det. Det kanske inte är av lika stor vikt för godsvagnar förståss.

    Aerodynamik är inte helt enkelt. Även om experterna numera klarar att räkna på mycket så har vindtunnlar fortfarande en viktig uppgift. Det är ju liknande strömningsproblem i vatten, det sägs att en plan yta har större motstånd än en fiskfjällsmönstrad, så det kan ju finnas en anledning till fiskfjällen på fiskarna...

    Senast redigerat av Jan Kardell den 2022-06-11 klockan 07:58:45.

  6. #6
    Passagerare
    Medlem
    mar 2018
    Inlägg
    720

    Sv: Gångmotstånd för godståg

    Citat Ursprungligen postat av Zaphod Visa inlägg
    Intressant. Finns det någon rapport (tillgänglig) från dessa tester?

    Det verkar också som att ICG-tågen främst bestod av tvåaxliga huvvagnar ombyggda för 160 km/h (Hbillss-y). Jag hade förväntat mig att tågen snarare bestod av containervagnar. Vet någon om containervagnar har bättre eller sämre luftmotstånd än huvvagnar? Jag antar att det beror på hur "vällastade" containervagnarna är. Om flera vagnar är olastade så borde mellanrummen ge hög turbulens och således stort luftmotstånd. Det känns dock som att även i det bästa fallet (då alla vagnar har containrar) så borde huvvagnar ha lägre luftmotstånd eftersom mellanrummet mellan varje vagn är kortare. Vet någon hur det ligger till?
    I SP Rapport 1994:23 beskrivs att vid passage i 92 kmh med ett 630 meter långt godståg med blandade vagnprofiler, uppstod vindkrafter vid sidan av spåret, av samma storleksordning som vid passage av en kort X2 i 276 kmh,


  7. #7
    Passagerare
    Medlem
    mar 2018
    Inlägg
    259

    Sv: Gångmotstånd för godståg

    Citat Ursprungligen postat av PerLj Visa inlägg
    Vad jag hört från lokförare så är det ungefär samma gångmotstånd för ett heltåg med massavedsvagnar antingen de är lastade eller tomma. Luftmotståndet är högt från alla stolpar och gavlar på vagnarna speciellt då vid högre hastigheter.
    Det beror på typen av timmervagnar. Pratar vi tvåaxliga med gavlar i båda ändar är gångmotståndet betydligt högre för tomtåg än för lastade. Själv tappade jag en hel timme mellan Kil och Falköping en slirig dag med ett tomt sådant tåg.
    Jim

    Världens meste Rapidloksförare. Förste svensk att köra Krokodilen i Sverige.

  8. #8
    SJK-medlem
    Medlem
    feb 2018
    Inlägg
    14 396

    Sv: Gångmotstånd för godståg

    Citat Ursprungligen postat av Jim Hansson Visa inlägg
    Det beror på typen av timmervagnar. Pratar vi tvåaxliga med gavlar i båda ändar är gångmotståndet betydligt högre för tomtåg än för lastade. Själv tappade jag en hel timme mellan Kil och Falköping en slirig dag med ett tomt sådant tåg.
    Jim
    Det beror självklart också på lutningen. Är det horisontellt eller nedför är skillnaden i rullmotstånd (exklusive luftmotstånd alltså) rimligen ganska liten mellan lastade och olastade vagnar, nedför är det redan vid måttlig lutning negativt "motstånd".

    I uppförbacke är det däremot väsentligt större rullmotstånd för det lastade tåget.


  9. #9
    Passagerare
    Medlem
    mar 2018
    Inlägg
    113

    Sv: Gångmotstånd för godståg

    Citat Ursprungligen postat av Per Sillén Visa inlägg
    I SP Rapport 1994:23 beskrivs att vid passage i 92 kmh med ett 630 meter långt godståg med blandade vagnprofiler, uppstod vindkrafter vid sidan av spåret, av samma storleksordning som vid passage av en kort X2 i 276 kmh,
    Rapporten finns tillgänglig som fulltext
    http://www.diva-portal.org/smash/rec...887&dswid=8074


  10. #10
    Passagerare
    Medlem
    mar 2018
    Inlägg
    1 067

    Sv: Gångmotstånd för godståg

    Luftmotstånd på tåg måste vara det mest komplexa att räkna på. Finns ju så oerhört många variabler att tänka på. Typ av vagnar ihopsättningen hastighet på tåget väder etc.
    Tex kallare luft är tätare och borde då innebära mera luftmotstånd.
    Även vinden spelar ju roll. Inte helt säker men jag är rätt säker att jag har läst om en Lokförare i Usa. I ett långt godståg (typ containers tåg med dubbla containers) är ren motvind att föredra än Mot/sidvind.
    Sidvinden som tränger in i tåget och som bromsar varje vagn istället för bara "loket typ"

    Senast redigerat av jorgen3 den 2022-06-13 klockan 20:37:16.

  11. #11
    Passagerare Ohlzzons avatar
    Medlem
    feb 2018
    Inlägg
    2 463

    Sv: Gångmotstånd för godståg

    Citat Ursprungligen postat av PerLj Visa inlägg
    Vad jag hört från lokförare så är det ungefär samma gångmotstånd för ett heltåg med massavedsvagnar antingen de är lastade eller tomma. Luftmotståndet är högt från alla stolpar och gavlar på vagnarna speciellt då vid högre hastigheter.
    Det stämmer inte riktigt. Tomma timmervagnar med gavlar river upp fruktansvärda hål i luften. Är de lastade leds ju luften på utsidan av gavlarna. Dvs. att tåget beter mer som ett vanligt godståg där den levande kraften skjuter.

    Jag vill minnas att jag en gång körde tomma timmervagnar från Värmland. I Laxå hade jag Vänta 40 i försignalen. Har för mig jag hade dryga 90 och lade bara pådraget i 0. Väl framme i infarten hade luftmotståndet tagit ner mig till 30-35 km/h utan att jag rört bromsen.

    Erfarehet skapar en bra PV-skribent. Samma erfarenhet man får av att vara en mindre bra PV-dito....

  12. #12
    Passagerare
    Medlem
    mar 2018
    Inlägg
    2 727

    Sv: Gångmotstånd för godståg

    Citat Ursprungligen postat av Ohlzzon Visa inlägg
    Det stämmer inte riktigt. Tomma timmervagnar med gavlar river upp fruktansvärda hål i luften. Är de lastade leds ju luften på utsidan av gavlarna. Dvs. att tåget beter mer som ett vanligt godståg där den levande kraften skjuter.

    Jag vill minnas att jag en gång körde tomma timmervagnar från Värmland. I Laxå hade jag Vänta 40 i försignalen. Har för mig jag hade dryga 90 och lade bara pådraget i 0. Väl framme i infarten hade luftmotståndet tagit ner mig till 30-35 km/h utan att jag rört bromsen.
    Du minns helt rätt! Det blir nästan som tromber utmed ett tomt timmertåg i full fart! Det har jag också kunnat konstatera när man i Göteborgsområdet kör strax före en pendel och det står folk med paraplyer eller flickor i kjolar.......Dessa vänder sig då upp i vinden och man kan få lite skojigt att titta på i backspegeln!


  13. #13
    Passagerare
    Medlem
    mar 2018
    Inlägg
    190

    Sv: Gångmotstånd för godståg

    Jag tror det gällande timmer/massaved i många fall förbrukar mer energi köra tomvagnar än lastade då man nästan aldrig får möjlighet att återmata nåt med tomvagnarna. Många sträckor jag kör kan jag utan problem ha 30-40 procent återmatning med laster medan man sällan kommer upp i mer än 10 procent med tomvagnar

    Sen beror det givetvis på hur många start och stopp det blir, när man inte kör åt den statliga hovleverantören blir man ju ofta ställd på sidan vid varje möte trots att man är enda tåget i rätt tid inom 500 km radie.

    Då förbrukar givetvis det lastade mer, men när man väl kommer upp i fart drar det nog snarare mindre så länge banan inte enbart är uppför


Taggar för det här ämnet

Behörigheter för att posta

  • Du får inte posta nya ämnen
  • Du får inte posta svar
  • Du får inte posta bifogade filer
  • Du får inte redigera dina inlägg
  •