SN61 charakterystyka trakcyjna

[zeus04]

Widok współczesnego szynobusu prowadzącego 5 lekkich dwuosiowych wagonów towarowych i spora sensacja w środowisku tym widokiem, natchnęła mnie do przypomnienia jak to dawniej się udawało. Zeskanowałem kilka stron z książki panów: mgr inż. Ryszarda Krause i inż. Romana Meissnera
pt. Wagony spalinowe serii SN61. Oto krótki fragment: "...Wagon serii SN61 może prowadzić na torze poziomym pociąg złożony z wagonu spalinowego i trzech wagonów doczepnych z prędkością 85 km/h.
1.2. Charakterystyki trakcyjne i eksploatacyjne Charakterystyki trakcyjne wagonu dotyczą mocy silnika spalinowego, rodzaju przekładni, masy wagonu oraz jego pewnych cech konstrukcyjnych. Źródłem mocy wagonu SN61 jest silnik spalinowy o mocy znamionowej 500 KM. Przy jednoczesnej pracy wszystkich urządzeń pomocniczych napędzanych silnikiem spalinowym (wentylatory chłodnic, prądnica pomocnicza i silniki elektryczne napędu urządzeń pomocniczych) i przy uwzględnieniu strat mocy przy przenoszeniu momentu obrotowego (wały przegubowe, skrzynki rozdzielcze) oddaje on na ten cel ok. 63 KM. Na cele trakcyjne pozostaje więc moc 437 KM, które silnik przekazuje na sprzęgło główne. Dalsze przeniesienie mocy do zestawów kołowych (połączone również z pewnymi stratami) odbywa się za pośrednictwem przekładni mechanicznej (sprzęgło główne, skrzynia biegów z mechanizmem nawrotnym, wały przegubowe) i stałej zębatej przekładni osiowej o przełożeniu 19 : 41. Osiągnięta w rezultacie siła pociągowa na obwodzie kół i prędkość wagonu są wzajemnie od siebie zależne i ograniczone mocą przeniesioną od silnika spalinowego do obwodu kół. Zależność tę określa znany wzór:" [ciach] Reszta na obrazkach, bo dziś sobota i brak czasu na dalszą obróbkę:
https://photos.app.goo.gl/xazz5qZq3QK499nZ6

[Piotr W.]

Jechałem w latach 60 expresem Łódź-Gdynia prowadzącym przez dwa silnikowe SN61 + 1 wagon 1kl. + 2 wagony 2 kl.
Siedziałem w pierwszym silnikowym. Zestaw męczył się na pewnych odcinkach mimo dwóch SN 61.

Pozdrowienia
P.Werdyn

[Grzexs]

> Jechałem w latach 60 expresem Łódź-Gdynia prowadzącym przez dwa silnikowe SN61 + 1 wagon 1kl. + 2 wagony 2 kl.
> Siedziałem w pierwszym silnikowym. Zestaw męczył się na pewnych odcinkach mimo dwóch SN 61.

Mnie się zdarzyło jechać w latach 70-tych ub. w. z Wrocławia do Sobótki.
I to w kabinie maszynisty, tej od strony silnika. Ciągnął 2 wagony i
miejscami też się męczył – maszynista kombinował z biegami (chyba), coś
ciągle przełączał i manipulował, silnik co chwilę zmieniał „melodię”.
Żałuję, że dokładniej się nie przyglądałem.

Jeszcze jechałem – jako zwykły pasażer – z Torunia do Sierpca. Ciągnięty
był tam jeden 2- lub 3- osiowy wagonik. Tam nie było żadnych
zwracających uwagę zachowań.


--
Grzexs

[Smok Eustachy]

W dniu 21.08.2021 o 10:19, zeus04 pisze:

> Widok współczesnego szynobusu prowadzącego 5 lekkich dwuosiowych wagonów towarowych i spora sensacja w środowisku tym widokiem, natchnęła mnie do przypomnienia jak to dawniej się udawało. Zeskanowałem kilka stron z książki panów: mgr inż. Ryszarda Krause i inż. Romana Meissnera
> pt. Wagony spalinowe serii SN61. Oto krótki fragment: "...Wagon serii SN61 może prowadzić na torze poziomym pociąg złożony z wagonu spalinowego i trzech wagonów doczepnych z prędkością 85 km/h.

Jakby się zdecydowali na napęd spalinowo-elektryczny to inaczej byśmy
spiewali.

[jagular]

W dniu 22.08.2021 o 22:52, Grzexs pisze:

Pospieszny Szczecin-Olsztyn (nocny) i Olsztyn-Szczecin (dzienny) przez
Krzyż-Toruń długo jeździł 2xSN61 + 5 wagonów. Dziś marzenie każdego
ganzfana :)

---
Jagular

[zeus04]

sobota, 21 sierpnia 2021 o 10:19:26 UTC+2 zeus04 napisał(a):

> ...Wagon serii SN61 może prowadzić na torze poziomym pociąg złożony z wagonu spalinowego i trzech wagonów doczepnych z prędkością 85 km/h.

Natomiast wagon SN80 wyposażony w przekładnię hydrauliczną i słabszy silnik mógł pociągnąć dwa wagony na torze prostym i poziomym z prędkością ok. 65 km/h lub jeden wagon z prędkością do ok. 85 km/h. Skan z książki pt. Charakterystyki normalnotorowych pojazdów trakcyjnych:
https://photos.app.goo.gl/w7ADr2MvG1qkYXWp7
Inny ciekawy opis dotyczący problemu z przekładnią mechaniczną można znaleźć w książce mgr inż. Ewalda Kowalskiego pt. "Pojazdy szynowe". Fragment na przykładzie SN52:
Charakterystyka pociągowa pojazdów spalinowych z przekładnią mechaniczną. Rysunek 306 przedstawia przykładowo rzeczywistą charakterystykę pociągową wagonu spalinowego (budowy firmy „Ganz") serii SN52. Wagon jest czteroosiowy i ma silnik z zapłonem samoczynnym o mocy 235 kW oraz układ napędowy z przekładnią mechaniczną. W układzie tym znajduje się pięciostopniowa zębata skrzynia biegów. Na wykresie linią ciągłą grubą przedstawiona jest wartość siły pociągowej przy różnych prędkościach wagonu. Z wykresu widać przede wszystkim, że krzywa siły pociągowej nie jest linią ciągłą, jak na rysunku 285, lecz stanowi odcinki krzywej oddzielne dla każdego biegu. Zmiana siły pociągowej następuje w sposób ciągły jedynie w zakresie jednego stopnia prędkości, tzn. w zakresie jednego biegu przekładni. Przy prędkościach do 17 km/h (pierwszy bieg) siła pociągowa spada szybko z 53,2 do 43,7 kN. Przy przełączeniu na drugi bieg siła pociągowa maleje od razu do 33 kN i w miarę zwiększania się prędkości w dalszym .ciągu spada, dochodząc przy 27 km/h do 27,5 kN. Po włączeniu każdego z dalszych biegów siła pociągowa stale się zmniejsza skokami i przy prędkości 95 km/h wynosi już tylko 7 kN. Drugą cechą charakterystyczną przekładni mechanicznej jest więc zmiana siły pociągowej skokami. Skoki w przebiegu siły pociągowej następują zawsze w momencie zmiany biegów, na przykład na rysunku 306 przy przejściu z pierwszego na drugi bieg siła pociągowa spada z 43,7 do 33 kN. Ta skokowa zmienność siły pociągowej wynika z faktu, że w zakresie każdego biegu warunki zmiany mocy w siłę pociągową są inne, zależne od przełożenia w skrzyni biegów. W chwili zmiany biegów następuje jednocześnie przerwa w przenoszeniu mocy na oś napędną, ponieważ następuje wyłączenie sprzęgła, a więc odłączenie silnika od osi napędnej. Oś nie jest napędzana przez silnik i na pojazd działa tylko siła bezwładności. W normalnych warunkach ta przerwa w przenoszeniu mocy na oś napędną nie powoduje specjalnych trudności. Jeśli jednak masa pociągu i opory ruchu w chwili zmiany biegów są duże (np. na łukach lub na wzniesieniu), a przełączanie z jakichkolwiek powodów trwa zbyt długo, to strata prędkości może być tak duża, że silnik po przełączeniu na następny, wyższy bieg nie będzie mógł przyśpieszyć ruchu pojazdu. Zmniejszenie tej niedogodności do granic możliwych przy przekładni mechanicznej osiąga się przez odpowiednią konstrukcję sprzęgła i skrzyni biegów, a zwłaszcza przez odpowiednią konstrukcję mechanizmu przełączania biegów. Układ napędowy z przekładnią mechaniczną nie pozwala też na pełne wykorzystanie mocy silnika spalinowego nie tylko w pełnym zakresie prędkości pojazdu, lecz nawet w zakresie jednego biegu. Gdybyśmy na wykres z rysunku 306 nanieśli krzywą stałej mocy silnika spalinowego wagonu serii SN52, tzn. tego wagonu, którego charakterystykę pociągową przedstawia ten rysunek, to okazałoby się, że krzywa ta pokrywa się z odcinkami krzywej siły pociągowej tylko w pięciu punktach, po jednym w zakresie każdego biegu. Pełną moc silnika spalinowego wykorzystać więc można tylko przy jednej, ściśle określonej prędkości w zakresie każdego biegu. Każda z tych pięciu prędkości odpowiada jednej wartości prędkości obrotowej silnika spalinowego, a mianowicie tej, przy której moc silnika jest największa. Przy każdej innej prędkości pojazdu moc silnika jest w mniejszym lub większym stopniu nie wykorzystana. Jest rzeczą zrozumiałą, że możliwość lepszego wykorzystania mocy silnika będzie tym większa, im więcej biegów będzie mieć skrzynia biegów. Również przebieg krzywej siły pociągowej będzie zbliżać się coraz bardziej do krzywej idealnej. Teoretycznie przy nieskończenie dużej liczbie biegów rzeczywista charakterystyka pociągowa pokryłaby się z charakterystyką idealną, a zmiana siły pociągowej następowałaby bezstopniowo w sposób ciągły. Praktycznie jednak liczba biegów nie może być dowolnie duża, gdyż większa ich liczba komplikuje poważnie budowę skrzyni, utrudnia konstrukcję mechanizmu przełączającego biegi i zwiększa masę oraz koszty całego układu napędowego. W konsekwencji ewentualne zyski nie pokryłyby dodatkowych kosztów oraz trudności konstrukcyjnych i eksploatacyjnych. Stosowane praktycznie skrzynie biegów mają od dwóch do ośmiu biegów, najczęściej zaś stosowane są skrzynie cztero- lub pięciobiegowe.
https://photos.app.goo.gl/SwZKEdZaF92kPgts7

[are...@wp.pl]

> Teoretycznie przy nieskończenie dużej liczbie biegów rzeczywista charakterystyka pociągowa pokryłaby się z charakterystyką idealną, a zmiana siły pociągowej następowałaby bezstopniowo w sposób ciągły. Praktycznie jednak liczba biegów nie może być dowolnie duża, gdyż większa ich liczba komplikuje poważnie budowę skrzyni, utrudnia konstrukcję mechanizmu przełączającego biegi i zwiększa masę oraz koszty całego układu napędowego. W konsekwencji ewentualne zyski nie pokryłyby dodatkowych kosztów oraz trudności konstrukcyjnych i eksploatacyjnych. Stosowane praktycznie skrzynie biegów mają od dwóch do ośmiu biegów, najczęściej zaś stosowane są skrzynie cztero- lub pięciobiegowe.
> https://photos.app.goo.gl/SwZKEdZaF92kPgts7

Dlatego wymyślono przekładnie elektryczne a w mechanicznych bezstopniowe CVT. :)

[giq]

Hydrauliczna czy hydromechaniczna też jest dobrą alternatywą - np spotykana u nas Voith Gravita :)

--
Pozdrawiam,
Giq

[zeus04]

środa, 1 września 2021 o 11:55:14 UTC+2 giq napisał(a):

> Hydrauliczna czy hydromechaniczna też jest dobrą alternatywą - np spotykana u nas Voith Gravita :)
>
> --
> Pozdrawiam,
> Giq

Dziś pisałem znajomemu na priv: "Właśnie o to chodzi, że przetwornik hydrokinetyczny zwany często zmiennikiem momentu, a w Rosji nawet transformatorem momentu, nie powinien służyć do hamowania silnikiem i niedobrze jest gdy turbina wyprzedza pompę :). W świecie można spotkać się z opinią, iż taki przetwornik jest czysto mechanicznym analogiem elektrycznego silnika asynchronicznego. O ile na wejściu "asynchrona" możemy obecnie w prosty sposób regulować napięcie i częstotliwość i korzystać z jego charakterystyk podczas napędu jak i hamowania, tak tu już tak fajnie nie ma. Rozmawiałem wczoraj z zaprzyjaźnionym maszynistą Lxd2 i potwierdził, że gdy turbina zaczyna się kręcić szybciej od pompy, to słychać charakterystyczny gwizd i jest to zakazany zakres pracy. Zgodnie ze sztuką ekonomicznej jazdy powinno się stosować fazy: rozruch, długi wybieg, intensywne hamowanie. Zaleca się po wykonaniu rozruchu przejście na wybieg, czyli w przypadku Lxd2 na pozycję zero która równa się wypuszczeniem oleju z przetwornika. Nie zawsze taką technikę jazdy da się zastosować, a zwłaszcza na liniach o niewielkich prędkościach maksymalnych jak np. GKW Bytom :). Hydrauliki mogą mieć dobrą dynamikę rozruchu. Elektryki też np. SM41 miał lepszego kopa przy rozrządzie płaskim wagonów tzn. z wykorzystaniem metody rozrządu za pomocą odrzutu. Silnik wolnossący plus pozycja wstępna która wkręcała go na wysokie obroty przed włączeniem jazdy. SM42 w wersji 6Dg też ma bardzo dobrą dynamikę, gdyż algorytm sterowania przypomina trochę jakby konstruktor chciał odtworzyć charakterystykę "hydraulika". W przypadku 6Dg oraz innych wariacjach modernizacji SM42 jak 18D etc. zaważyły chyba względy ekologiczne. Piszę "chyba", bo ciężko dostać charakterystykę silników CAT, która uwzględnia inne dawki paliwa niż maksymalną.

[jagular]

W dniu 31.08.2021 o 13:25, are...@wp.pl pisze:

>> Teoretycznie przy nieskończenie dużej liczbie biegów rzeczywista charakterystyka pociągowa pokryłaby się z charakterystyką idealną, a zmiana siły pociągowej następowałaby bezstopniowo w sposób ciągły. Praktycznie jednak liczba biegów nie może być dowolnie duża, gdyż większa ich liczba komplikuje poważnie budowę skrzyni, utrudnia konstrukcję mechanizmu przełączającego biegi i zwiększa masę oraz koszty całego układu napędowego. W konsekwencji ewentualne zyski nie pokryłyby dodatkowych kosztów oraz trudności konstrukcyjnych i eksploatacyjnych. Stosowane praktycznie skrzynie biegów mają od dwóch do ośmiu biegów, najczęściej zaś stosowane są skrzynie cztero- lub pięciobiegowe.
>> https://photos.app.goo.gl/SwZKEdZaF92kPgts7
>
> Dlatego wymyślono przekładnie elektryczne a w mechanicznych bezstopniowe CVT. :)
>

CVT przy takich masach, mocach i momentach obrotowych jakie są na kolei
to chyba nie ma szans na zastosowanie.

---
Jagular

[giq]

czwartek, 2 września 2021 o 17:47:41 UTC+2 jagular napisał(a):
>
> CVT przy takich masach, mocach i momentach obrotowych jakie są na kolei
> to chyba nie ma szans na zastosowanie.
>

Tak mi się też wydawało, ale trafiłem na artykuł: https://www.vds-getriebe.at/upload/files/vdi_conference_gears_hydrostatic-mechanical_power_split_tm_for_locomotives.pdf


Piszą tam, że:

Continuously variable transmissions based on the principle of hydrostatic mechanical powersplit have been on the market in agricultural applications for more than a decade. In high power Diesel driven locomotives there are available two drivetrain systems; the hydrodynamic transmissions and Diesel- electric drives. There are also some applications with pure hydrostatic drives in shunting locomotives.
VDS Getriebe GmbH has worked out a continuously variable transmission system for Diesel locomotives up to 1800 kW based on the principle of hydrostatic- mechanical power split. The transmission consists of a CVT module with pure hydrostatic drive at low speed and two powersplit gears shifted at synchronous rotation speeds. There are foreseen two range gears, the first for operation below 60 kph, the second range for speeds up to 130 kph.
Shifting from one range to the next is done with torque interruption and electronic synchronisation by proper control of the hydrostatic power branch. Additionally a forward/ reverse gearset is foreseen at transmission output for achieving same functionality in both directions.
Due to the specific configuration, the required drawbar pull is achieved with reasonable hydrostatic units available for mobile applications. The big advantage in comparison to hydrodynamic transmissions is the significantly improved efficiency, especially at low speeds. The transmission is designed to achieve maximum drawbar pull of 30 tons and maximum
speed above 130 kph.

Nie słyszałem jeszcze o produkcyjnej wersji lokomotywy wykorzystującej CVT, chyba że taka hybryda CVT/hydrostatyczna jest po prostu traktowana jako "hydrauliczna" i nikt się nad tym specjalnie nie rozwodzi w opisie pojazdu :)

--
Pozdrawiam,
Giq

[jagular]

W dniu 03.09.2021 o 08:36, giq pisze:

W Wiki piszą tez o takiej przekładni i o innych odmianach hybryd CVT i
hybryd:

https://en.wikipedia.org/wiki/Continuously_variable_transmission

Wygląda na to, że napęd hydrostatyczny/CVT przyjął się tylko w pojazdach
wolnobieżnych, oprócz niewypału w postaci motocykla Hondy, którego
produkcje zarzucono po dwóch latach. Na końcu jest lista praktycznych
zastosowań ale o kolei nic. I pytanie w druga stronę - dlaczego tylko
mechaniczne klasyczne CVT stosuje się w samochodach a tych innych nie ?
Te inne za ciężkie, za skomplikowane ? BTW ostatnio czytałem, że po
pierwszych zachwytach, iż jakoby pojazdy elektryczne nie potrzebowały
skrzyń biegów przychodzi otrzeźwienie - Taycan już ma dwa biegi a
kolejny producent konstruuje skrzynię specjalnie do elektryków:

https://www.autocentrum.pl/newsy/czy-samochody-elektryczne-beda-miec-skrzynie-biegow/

Miejsca na takie szafy jak w lokomotywie to w osobówce nie ma :)

---
Jagular

[zeus04]

piątek, 3 września 2021 o 18:11:22 UTC+2 jagular napisał(a):

> Na końcu jest lista praktycznych
> zastosowań ale o kolei nic.

ZPS Stargard chętnie je stosuje do przenoszenia napędu w swych drezynach. Kilka lat temu przez parę dni obserwowałem dwuczłonową drezynę ratownictwa technicznego z takim właśnie napędem, która taszczyła po kilka ładownych wagonów towarowych w ruchu liniowym i manewrach:
https://youtu.be/bFJ2lx-fcPM
Wcześniej ZNTK użył tego typu przeniesienia napędu w pierwszej rekonstrukcji swych SA101 (pierwsza połowa lat 90-tych). OIDP zastosował przekładnię hydrostatyczną firmy Clark w miejsce krajowej skrzyni biegów sprzężonej za pomocą hydrokinetycznego zmiennika momentu produkcji Zakładu Hydrauliki Siłowej w Łodzi (troszkę większa wersja zmiennika momentu, hitu przemysłu maszynowego PRL tzn. z ładowarki Ł-34 "Fadroma"). Krajowy silnik spalinowy zastąpiono wtedy chłodzonym powietrzem dieslem marki DEUTZ. W drugiej rekonstrukcji SA101 w miejsce "hydrostatyki" powędrowała "hydrodynamika" i tak już tam została do końca.

> BTW ostatnio czytałem, że po
> pierwszych zachwytach, iż jakoby pojazdy elektryczne nie potrzebowały
> skrzyń biegów przychodzi otrzeźwienie - Taycan już ma dwa biegi a
> kolejny producent konstruuje skrzynię specjalnie do elektryków:
>

Generalnie silniki elektryczne nie potrzebują skrzyń biegów, ale można je zastosować. W takim przypadku można użyć lżejszych i mniejszych silników elektrycznych. Tak najczęściej robili twórcy amatorskich przeróbek popularnych samochodów, którzy w miejscu silnika spalinowego sprzęgali z fabryczną skrzynką biegów swoje wynalazki :).

[jagular]

W dniu 03.09.2021 o 20:52, zeus04 pisze:

Jak ZF w to wchodzi to znaczy jest coś na rzeczy. Moje pierwsze auto
miało trzy biegi, obecne ma sześć, tylko czekać aż w elektrykach pojawi
się więcej niż dwa biegi :) A chłodzenie elektryka to jeszcze inna bajka.

---
Jagular

[zeus04]

sobota, 4 września 2021 o 12:57:35 UTC+2 jagular napisał(a):
> Jak ZF w to wchodzi to znaczy jest coś na rzeczy. Moje pierwsze auto
> miało trzy biegi, obecne ma sześć, tylko czekać aż w elektrykach pojawi
> się więcej niż dwa biegi :) A chłodzenie elektryka to jeszcze inna bajka.
>

No kto bogatemu zabroni? :) ZF też chce urwać coś z rynku i wciąż coś wymyśla i udoskonala. Pierwsze samochody marki Warszawa miały silniki dolnozaworowe. Paliwożerne, ale i elastyczne. Mały zakres roboczy tzn. maksymalna prędkość w połączeniu z dużą elastycznością takiego dolnozaworowego motoru powodowała, że trzy biegi wystarczały. ZF wprowadził już skrzynki 8-biegowe i wyliczył oszczędność paliwa na aż 6% względem 6-biegowej II generacji zaprezentowanej przez tenże ZF całkiem niedawno, bo w 2006.:
http://www.grzegorzslaski.pl/public/files3/File/grzegorz_slaski_politechnika_poznanska.pdf
Audi wprowadził na rynek przekładnie bezstopniowe oparte o wariatory, gdyż hydrokinetyczne zmienniki momentu nie są optymalne jeżeli chodzi spalanie. Mało się o tym pisze, ale hydraulika w wersji hydrokinetycznej jest dobra do uzyskiwania dobrych przyspieszeń, więc chętnie ją widzą przedsiębiorstwa komunikacji miejskiej. Sprawcą dużego spalania w trasie jest mocno nieliniowa zależność przenoszonej mocy od obrotów pompy tzn. w przybliżeniu zmienia się w trzeciej potędze i silnik na częściowych obrotach jest wysoce niedociążony i paliwożerny. Producenci usprawniają to za pomocą różnych wynalazków. Najczęściej w pewnych zakresach obrotów, prędkości jazdy i mocy eliminuje się z pracy przetwornik hydrauliczny. Dalej poszedł Voith który sprzedaje przekładnie pod nazwą DIWA a do zastosowań kolejowych DIWA Rail. Firma stworzyła przekładnie mechaniczno-hydrauliczną o przenoszeniu równoległym mocy. Wykorzystuje tu właściwości mechanizmu różnicowego, który rozdziela przenoszenie mocy pomiędzy sposobem mechanicznym a hydrokinetycznym w zależności od warunków. Oczywiście i w owej Diwie gdy nie potrzebujemy hydrokinetyki do szczęścia, to jest ona mechanicznie blokowana.
Opis skrzynki multitronic 01J od Audi tu:
https://docplayer.pl/2968969-Bezstopniowa-automatyczna-skrzynia-biegow-multitronic-01j-budowa-i-zasada-dzialania-zeszyt-do-samodzielnego-ksztalcenia-nr-228.html