Versnelling & vertraging berekenen

[Servé]

Hallo,

Ik heb een vraag aan de natuurkundigen onder ons. Ik ben op zoek naar hoe ik de versnelling (afhankelijk van o.a. massa en vermogen) en vertraging (afhankelijk van o.a. massa en stand remkraam) van een trein kan berekenen. Uit een 0-100 tijd kan ook een versnelling gehaald worden, maar een trein zal nooit netjes lineair optrekken.

Alvast bedankt!

[ingenium]

In een ver, ver verleden heb ik met remproefritten te maken gehad en ik meen dat de gemiddelde remvertraging zo rond de 1m/s² zat. In de laatste meters liep die dan nog best op, dat voel je ook. Maar een VIRM die 160 gaat, heeft wel een driekwart minuut en een kilometer nodig om tot stilstand te komen, en dat zijn nog gunstige omstandigheden. Optrekken gaat langzamer.

[Joop_L]

Was dat in snelremstand, dus met magneetremmen erbij, of in volremstand? (7e gemarkeerde remstand)

[ingenium]

Zonder magneetremmen.

[Marc tramt]

Onder het motto wie wat bewaart:


Foldertje bij de opening van de oost-westlijn van de Rotterrrrdamsche metro (1982):
Aanzetversnelling:    1 m/s2
Bedrijfsremvertraging 1,3 m/s2

Hier aan rekenen lijkt me, voor de gemiddelde amateur, vrijwel onmogelijk. Naast massa en vermogen spelen ook zaken als rolweerstand, overbrengingsverhoudingen en nog zo wat zaken een rol. Waarom ben je hier trouwens naar op zoek? Instellen van decoders?

[Menno]

De rolweerstand is nihil: ik kan met mijn 50 kilo de reach-truck op m'n werk aan het rollen krijgen als ik de handrem er af haal en er tegen ga duwen. Dat ding rijdt op 3 hard-nylon wielen op een betonvloer en weegt 4500 kilo. Eenmaal over de stilstand-wrijving heen, kan ik het ding nog best een aardig vaartje geven als ik dat zou willen.

Hoewel een trein stukken zwaarder is, zal daar hetzelfde voor opgaan. De luchtweerstand is een veel grotere factor.

[Thom]

Het ligt er ook maar net aan hoe het geheel aangedreven is, een tractie motor op glijdlagers met koolborstels zorgt voor een andere rol weerstand van een moderne kogel gelagerde koolborstel loze motor....

[Servé]

Dank voor de antwoorden. Ik ben hier inderdaad naar op zoek voor het instellen van decoders, maar ook als simluatiegegevens voor computerspelletjes etc. Dus mochten er nog mensen zijn met meer gegevens, dan houd ik me aanbevolen

Helaas staat er ook niet veel over in materieelgidsen etc...

[Sikje248]

Als je geïnteresseerd bent in de theorie achter de versnelling en vertraging kan je het boek 'Railway Timetable & Traffic' van Hansen & Pachl raadplegen. Hierin staat de theorie uitgelegd voor het bepalen van een representatieve versnellings/optrek- en vertragings/remcurve, maar bevat geen gegevens van specifiek materieel. Het boek bevat wel veel complexe berekeningen, en dat moet je liggen. Succes!

[Hans Grasmaijer]

Ben geen natuurkundige, maar die wetjes van klas 2 havo staan me nog helder voor de geest.

1  s(t) = s(0) + v(0)t + ½at²

2   v(t) = v(0) + at

In die folder van de tram staan de waarden van versnelling en vertraging vermeld. Daarin zijn de karakteristieke waarden van de tram verwerkt (door rem en aanzetproeven zoals al is opgemerkt), zoals massa van de tram, motorvermogen, rolweerstand en schuifweerstand (een wiel dat rolt heeft een rolweerstandscoëfficient van ongeveer 0,001, droog, en een wiel dat slipt heeft een wrijvingscoëfficient van ongeveer 0,6 droog).

Dus stel dat versnelling en vertraging beiden a= 1m/s² zijn, en tram trekt op naar 36km/h, dat is 36.000/3600= 10m/s, dan duurt het 10 seconden om die snelheid te bereiken, zie formule 2. (geen BMW)
De afgelegde weg is dan 0,5x1x10² = 50m, zie formule 1.

Afremmen gaat op dezelfde wijze, dan met een negatieve waarde voor a.

[Servé]

@Sikje248, bedankt voor de aanbeveling Ik ben redelijk natuurkundig/wiskundig onderlegd, dus dat moet wel lukken.

@Hans, die formules ken ik ook ja. Maar dan moet ik wel die "a" weten. Hopelijk kan ik met het bovengenoemde boek dat vaststellen

[elt-178.516]

Hierbij enkele waardes:
- ICM-IV: versnelling max 0,49; vertraging max 1,05
- IRM-IV en VI: versnelling max 0,51; vertraging max 1,20
- Mat'64-IV: versnelling max 0,80; vertraging max 1,10
- TGV-PBKA: versnelling max 0,47 (bij 1500 Volt); vertraging max 1,12

Mvg,
Johnnie

[wimk]

Hierboven worden versnellingen genoemd die maximaal haalbaar zijn voor een aantal materieeltypen. Dat klopt wel, maar die getallen gelden alleen voor de eerste periode. De weerstand van een trein is afhankelijk van rolweerstand (eenparig, maakt niet uit welke snelheid), maar vooral ook van de luchtweerstand. Bij lage snelheid is die verwaarloosbaar. Maar de luchtweerstand is evenredig met de snelheid (of was het kwadratisch met de snelheid, dat weet ik niet meer). Dus bij hogere snelheid speelt de luchtweerstand een steeds grotere rol.

De formule van Hans Grasmaijer is correct. Bij verhoging van de snelheid van 0 t/m 20 km per uur geldt een waarde van "a" (versnelling) volgens de hierboven genoemde getallen. Maar bij verhoging van 100 t/m 120 km peruur houdt je misschien minder dan 0.1 over voor diezelfde waarde van "a".

Kortom, hoe hoger de snelheid, hoe lager de aanzetversnelling.

[Klaas Zondervan]

De lagere versnelling bij hogere snelheid heeft ook te maken met de opgebouwde energie. De bewegingsenergie is evenredig met het kwadraat van de snelheid. Dus de opbouw van 100 tot 120 km/h kost meer energie dan van 0 tot 20. Stel dat het beschikbare motorvermogen gelijk blijft, dan zal van 100 tot 120 langer duren dan van 0  tot 20.

[Peter Kleton]

De versnelling a wordt vooral bepaald door de adhesie en het aantal aangedreven assen. Bij een getrokken trein zal je dus een veel lagere  a hebben dan bij een  metro- of treinstel waarbij veel meer assen worden aangedreven.
Dit in tegenstelling tot het remmen ,want tegenwoordig hebben vrijwel alle assen (schijf-)  remmen en dus ongeveer evenveel vertraging bij een getrokken trein als metrostel.
 Peter