ZitatOriginal von Carsten Hölscher
bester Wirkungsgrad ist wirtschaftlich und nicht unwirtschaftlich
Indem Fall schon, denn was nützt der hohe Wirkungsgrad wenn die Lok sich auf einer Gefällestrecke befindet, die Fahrmotoren keine Strom ziehen aber der Dieselmotor zur Vorhaltung der maximalen Leistung erst mal auf Höchstdrehzahl läuft weil da grad der Wirkungsgrad so toll ist?
In dem Zusammenhang hat Gerd schon Recht.
ZitatOriginal von Gerd S.
Die Verwendung des Begriffs Hybrid in diesem Zusammenhang verstehe ich nicht. Aktuell wird als Hybrid ja eine Kombination aus einem Verbrennungsmotor, einem Generator und einer Batterie bezeichnet.
Naja, mit Hybrid meine ich eben, dass die Antriebskraft des
VM nicht direkt mechanisch auf die Antriebsräder übertragen wird.
Zitat
Ein derartiges Eisenbahntriebfahrzeug existiert soweit mir bekannt ist heute nicht.
Wär mir auch nicht bekannt...wobei wir hier schon wieder beim Thema 'Unwirtschaftlichkeit' wären 
Zitat
Ist ja auch nicht notwendig, aus dem erzeugte Drehstrom wird ja über einen Vierquadrantensteller mit Gleichstromzwischenkreis und einen Impulswechselrichter erst der eigentliche Fahrstrom erzeugt.
Du verwechselst da was: Primärstrom aus dem Generator = Einphasen-Wechselstrom - Sekundärstrom (Fahrstrom) = Dreiphasen-Wechselstrom.
ZitatIst im Prinzip das Gleiche, nur dass heute die Motordrehzahl gezielt an die erforderliche Heizleistung angepasst werden kann.
Na sag ich ja.
Zitat
Nur leider total unwirtschaftlich.
Hier muss man klarerweise Carsten's und Andre's Kommentare beachten: Hoher Wirkungsgrad bedeutet hohe Wirtschaftlichkeit, wenn die Leistung auch benötigt wird. Und das ist der springende Punkt: Bei einer Bergabfahrt brauch ich den VM nicht auf maximaler Drehzahl laufen lassen.
Aber für was gibts denn die Rekuperationsbremse 
ZitatDie Drehmomentenkurve eines Dieselmotors hat ja eine hyperbolische Form, sie steigt von der Leerlaufdrehzahl bis zu einem mittleren Drehzahlwert an und fällt dann mit steigender Drehzahl wieder ab, was der oben angeführten Formel entspricht.
Nur, dass der Motor gar nicht über der Drehzahl, wo das Drehmoment zu sinken beginnt, läuft bzw. laufen gelassen wird. Aber das hast du ja auch nie behauptet.
ZitatOriginal von Gerd S.
Die Verwendung des Begriffs Hybrid in diesem Zusammenhang verstehe ich nicht. Aktuell wird als Hybrid ja eine Kombination aus einem Verbrennungsmotor, einem Generator und einer Batterie bezeichnet. .
Das ist eine spezielle Form eines Hybridsystems aus vier Komponenten. Das klassische Übertragungssystem aus Getriebe, Kupplung und Antriebswellen besteht ja weiterhin. Es können auch mehr oder weniger sein, aber nicht weniger als zwei . "Die vorangestellte Bezeichnung "Hybrid-" betont ein aus unterschiedlichen Arten oder Prozessen zusammengesetztes Ganzes. Die Besonderheit liegt darin, dass die zusammengebrachten Elemente für sich schon Lösungen darstellen, durch das Zusammenbringen aber neue erwünschte Eigenschaften entstehen können." (Wikipedia)
ZitatOriginal von Gerd S.
Es muss aber bei Triebfahrzeugen zwischen der hydraulischen und der elektrischen Kraftübertragung unterschieden werden ...
Die physikalischen Zusammenhänge bestehen unabhängig von der gewählten technischen Lösung. Wo beim dieselelektrischen Prinzip für die Drehmoment-Drehzahlwandlung bzw. -anpassung elektrische Maschinen verwendet werden, tritt an deren Stelle bei der dieselhydraulischen Lösung ein (Strömungs-)Drehmomentwandler. Der macht dasselbe wie ein gewöhnliches Zahnradvorgelege, nur eben stufenlos. Er "übersetzt" das Drehmoment im umgekehrten Verhältnis zur Drehzahl. Analogie: Der elektrische Transformator. Er übersetzt den Strom im umgekehrten Verhältnis zur Spannung.
Die Crux bei Dieselantrieben ist, dass Kolben-Verbrennungsmotoren eine bestimmte Mindestdrehzahl brauchen, um "am Leben zu bleiben". Wobei die Mindestdrehzahl von der Schwungmasse der umlaufenden Bauteile und von der Belastung (dem abverlangten Drehmoment) des Motors abhängt. Je höher die Belastung, desto höher die Mindestdrehzahl. Jeder der schon mal versucht hat, das Auto anzufahren, ohne Gas zu geben, versteht das ohne weiteres.
Nur deshalb, weil man den Diesel nicht von Null an unter Last hoch fahren kann, wie etwa einen Elektromotor, ist der ganze Aufwand nötig. Sonst könnte man den Motor, wie bei der Ellok, unmittelbar mit den Antriebsrädern kuppeln.
ZitatOriginal von Gerd S.
Großdiesellokomotiven haben eine Drehzahlregelung, jeder Fahrstufe ist eine bestimmte Motordrehzahl und damit eine konstante Leistung zugeordnet.
Dazu muss noch eine Drehmomentregelung kommen. Andernfalls könnte die Lok in einer bestimmten Fahrstufe nur eine einzige Geschwindigkeit konstant einhalten. Die hängt dann auch noch ab von den Fahrwiderständen wie Reibung, Luft, Streckenneigung.
ZitatOriginal von Gerd S.
Die Drehmomentenkurve eines Dieselmotors hat ja eine hyperbolische Form, sie steigt von der Leerlaufdrehzahl bis zu einem mittleren Drehzahlwert an und fällt dann mit steigender Drehzahl wieder ab, was der oben angeführten Formel entspricht.
Die Drehmomentkurve hat mit den physikalischen Zusammenhängen zunächst nichts zu tun. Sie ist eine Eigenschaft des verwendeten Diesels und kann in gewissen Grenzen konstruktiv "angezüchtet" werden. Wichtig ist, dass das Drehmoment nicht schneller abfällt als die Drehmomentanforderung durch den Zug ansteigt. Die Geschwindigkeit könnte sonst nach dem Drehmoment-Höchstwert nicht weiter anwachsen. Anders ausgedrückt: Das Produkt M * n muss, während der Beschleunigungsphase, zu jeder Zeit höher sein, als die Leistungsanforderung durch den Zug. So bald Gleichstand eintritt, ist die mögliche Höchstgeschwindigkeit erreicht.
Bei allem Folgenden muss ich eingestehen, dass ich über die konstruktiven Feinheiten der "real existierenden Lokomotiven" nicht ausreichend Bescheid weiß. Da bist Du mir auf Grund Deiner Vorbildung weit überlegen. Trotzdem noch einige Anmerkungen.
ZitatOriginal von Gerd S.
Der Dieselmotor gibt bei jeder vom Führerstand vorgegebenen Drehzahl eine bestimmte Leistung ab.
Das hatten wir oben schon mal. Es würde nur zutreffen, wenn die Kraftstoffzufuhr konstant bliebe, und die gesamte erzeugte Leistung vom Antrieb auch abgenommen würde.
ZitatOriginal von Gerd S.
Dem Traktionsgenerator könnte ... jederzeit die maximale Leistung abgefordert werden.
Das stimmt. Der Generator würde sie auch für Sekundenbruchteile liefern, indem er dabei die in den rotierenden Bauteilen steckende Bewegungsenergie aufzehrt. Dabei vermindert sich die Drehzahl von Rotor und Kurbelwelle. Die Dieselsteuerung merkt das und will die Kraftstoffmenge erhöhen. So hast Du das beschrieben.
Die plötzliche Anforderung der Maximalleistung ist aber keine realistische Annahme. Die vom Zug angeforderte Leistung (nicht das Drehmoment) ist im Augenblick des Anfahrens (niedrige Geschwindigkeit, und begrenzte Haftreibung der Räder auf der Schiene) relativ klein. Deshalb wird die Leistung des Generators durch Feldregelung den Anforderungen so angepasst, dass einerseits die erforderliche Zugkraft erreicht wird, andererseits kein Schleudern auftritt. Die (mechanische) Leistung des Diesels muss aber ebenso angepasst werden, denn wohin sollte die verschwinden, wenn sie vom Generator nicht angefordert wird (Energieerhaltungssatz)?
Bei größeren Geschwindigkeiten verschwindet dieses Problem, weil bei höheren Drehzahlen des Fahrmotors kein Drehmoment mehr erzeugt werden kann, das zum Schleudern führt (M = P / n).
Deinen folgenden Absatz habe ich deshalb nicht verstanden:
ZitatOriginal von Gerd S.
Die Regelung des Dieselmotors würde dadurch automatisch die Einspritzmenge erhöhen wollen. Da es sich aber um eine Regelung mit konstanter Einspritzmenge handelt, ist diese Erhöhung nicht möglich.
Irgend ein Faktor muss aber verändert werden, damit die abgegebene Leistung an die gerade benötigte angepasst werden kann. Ein Diesel mit gleichbleibender Kraftstoffversorgung, dem man die Leistungsabnahme verweigert, "geht durch", wie Automotoren beim Aquaplaning. Die Drehzahlkonstanz bei unterschiedlichen Leistungsanforderungen kann nur über die Kraftstoffzumessung erreicht werden, wodurch sonst? Weiter unten sprichst Du von einer Begrenzung der maximalen Einspritzmenge. Das würde passen.
ZitatOriginal von Gerd S.
Anders verhält es sich bei der hydraulischen Kraftübertragung.
Hier will ich mich nicht zu weit vor wagen. Ich bin Elektriker von Geburt. Sicher ist aber auch hier: Leistung, die vom Diesel produziert wird, muss irgend wo umgesetzt werden. Umgekehrt: Leistung, die nicht benötigt wird, darf der Diesel nicht liefern, sonst gibt es Bruch. Du hast das Beispiel gebracht. Wenn Du die Physik mit festgebremsten Rädern überlisten willst, fliegt Dir das Getriebe um die Ohren.
Gruß, Hallole
P. S.: Mein Gott, ist das lang. Vielleicht sollten wir die Diskussion per PN oder Mail fortsetzen. Du hast mir Appetit gemacht. Ich denke, dass die übrigen Forumsteilnehmer an diesen ausführlichen Grundsatzerörterungen nicht so interessiert sind.
Zumindest in meinem Falle, falsch gedacht. Ich kenne mich zwar in dieser Materie nicht sonderlich gut aus, lese aber durchaus interessiert mit.
Gruß
Wolfgang
ZitatLeistung, die vom Diesel produziert wird, muss irgend wo umgesetzt werden. Umgekehrt: Leistung, die nicht benötigt wird, darf der Diesel nicht liefern, sonst gibt es Bruch.
Jawoll. Die Hydraulik hat noch die Eigenschaft, daß der Motor nur entlang einer Drehzahl-Drehmoment-Linie betrieben werden kann.
Carsten
ZitatOriginal von Gerd S.
Die Verwendung des Begriffs Hybrid in diesem Zusammenhang verstehe ich nicht. Aktuell wird als Hybrid ja eine Kombination aus einem Verbrennungsmotor, einem Generator und einer Batterie bezeichnet. Ein derartiges Eisenbahntriebfahrzeug existiert soweit mir bekannt ist heute nicht.
Aber sicher doch. Und angeblich gibt es auch bei bereits bei Amtrak und DB Pläne für einen Hybrid-Triebwagen.
http://commons.wikimedia.org/w…age:JREast-kihaE200-1.jpg
http://www.jreast.co.jp/e/press/20051102/index.html
Bei der Berliner S-Bahn gab es außerdem mal die sog. Hybrid-S-Bahn, ein umgebauter 485er-Halbzug (4 Wagen), der zum Einsatz auf unelektrifizierten Außenstrecken zusätzlich Dieselaggregate erhalten hat. Diese wurden allerdings wieder zurückgebaut.
Also ich will nicht wissen, was diese 'echten' Hybriddinger kosten. Akkus in solchen Leistungskategorien sind aber sowas von Schweineteuer....
Beitrag vom Autor gelöscht.
ZitatOriginal von Gerd S.
Siehe oben (Dreiganggetriebe für Pkw). Der Wirkungsgrad einzelner oder der Gesamtwirkungsgrad miteinander verbundener Aggregate ist für den konstruierenden Ingenieur wichtig. Der anwendende Praktiker schert sich nicht um den Wirkungsgrad und bewertet die Wirtschaftlichkeit nach dem Kraftstoffverbrauch. Also lernt schon jeder Fahrschüler, dass er durch rechtzeitiges Schalten im Teillastbereich des Motors bei schlechterem Wirkungsgrad billiger, also wirtschaftlicher im landläufigen Sinne, fährt. Was soll hier denn eigentlich diese ganze Theoretisiererei über Idealfälle?
Sorry, aber du vergleichst hier Äpfel mit Birnen.
Der anwendende Praktiker schert sich nicht nach dem Wirkungsgrad? Warum denn? Läuft das System auf seiner (Nenn-) Drehzahl (und mit bestem Wirkungsgrad), macht es wahrscheinlich mehr Betriebsstunden/-kilometer, als wenn nicht.
Zitat
Bei einer Diesellok? Wenn hier der Bremsstrom genutzt werden soll, geht das nur in einem speziell dafür gebauten Wagenzug mit Solenoidbremsen.
Der Bremsstrom wird entweder in einem Bremswiderstand verheizt oder der Zugheizschiene zugeführt, damit hat der VM wieder weniger Arbeit. Das erhöht wieder deine Wirtschaftlichkeit.
ZitatOriginal von Gerd S.
Ich weiss nicht wie Du diese leicht gekrümmte Drehmomentenkurve bezeichnest, für mich ist das eine sehr flache Hyperbel.
Sag doch einfach "eine leicht nach oben gekrümmte annähernd waagrechte Linie".
Es bringt eigentlich nichts, diese Kurven einem bestimmten Typ zuordnen zu wollen, es sei denn man will den Kurvenverlauf in eine Formel einbinden. Dann wählt man im allgemeinen die Form einer polynomischen Reihe wie etwa y = a +bx + cx^2 + dx^3 + ... In unserem Fall wäre y das Drehmoment, x die Drehzahl und a bis d Festwerte (Konstanten).
Eine solche Gleichung aus einer gegebenen, durch eine Messreihe gewonnenen, Linie "zu Fuß" heraus zu destillieren, ist eine Aufgabe für jemand, der Vater und Mutter erschlagen hat. Wir haben das während des Studiums bis zum Weißbluten geübt. Deshalb kann ich's nicht mehr. Heute gibt's dafür Progrämmle, die man mit einigen Kurvenpunkten füttert und die dann eine Näherungsgleichung ausspucken.
Die Hyperbel ist, wie auch die anderen Kegelschnitte Kreis, Ellipse und Parabel eine mathematisch streng definierte Kurve. Eine Hyperbel besteht dabei im Gegensatz zu den anderen aus zwei getrennten, gespiegelten Teilen, den "Ästen".
Guckst Du hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Hyperbel_(Mathematik)
Gruß, Hallole
Beitrag vom Autor gelöscht.
ZitatOriginal von Gerd S.
Das ist aber keine Rekuperation!
Rekuperationsbremse ist ein anderer Begriff für dynamische Bremse, und heißt, dass Antriebsenergie beim Bremsen zurückgewonnen wird, und nicht, wofür sie verwendet wird.
ZitatOriginal von Gerd S.
Die Quelle für diese Information weise bitte mal nach. Ich kenne die Anforderungen der modernen Reisezugwagenelektronik an die Konstanz von eingespeister Spannung und Frequenz aus eigener Erfahrung zur Genüge und glaube nicht, dass der Aufwand für spannungs- und frequenzstabilierende Maßnahmen für die nur sporadisch anfallende Bremsenergie als so wirtschaftlich angesehen wird, dass man dafür noch eine Extraelektronik einbaut. Ich lasse mich aber gerne durch das Bereitstellen konkreter Unterlagen belehren, dass mein Wissen da der Wirklichkeit hinterherhinkt; nicht nachweisbare Behauptungen bringen mir und anderen aber keinen Nutzen.
Ich bin zwar kein Lokführer so wie du einer zu sein scheinst, wär aber einer geworden, wäre es mir möglich gewesen. Daher, und weil ich Mechatronik-Ingenieur bin, kenne ich mich Lokomotiven, was die gesamte Technik betrifft, relativ gut aus.
Des weiteren tätige ich nicht so einfach Aussagen, die ich nicht zumindest mündlich belegen kann.
Im genannten Falle kann ich auf den DB822/2016 (ÖBB-Baureihe Eurorunner) verweisen, 6.1, Seite 29, welche besagt:
Zitat
Die im elektrischen Bremsbetrieb über die Fahrmotoren und den Pulswechselrichter in den Traktionszwischenkreis zurückgespeiste Energie wird primär dazu verwendet, die Hilfsbetriebe und die Zugsammelschiene zu versorgen.
Kann dir den Dienstbehelf gern per Mail zur Verfügung stellen (~1,2MB).
Beitrag vom Autor gelöscht.
Die Frage des Wirkungsgrads ist keine Rumtheoretisiererei sondern hat direkten Praxisbezug - je besser der Wirkungsgrad desto niedriger der Verbrauch. Verbrennungsmotoren sind der der Regel so ausgelegt, daß sie bei Vollast und recht niedriger Drehzahl ihren besten Wirkungsgrad erreichen. Daher sollte man beim Auto früh hochschalten, wenn man wenig verbrauchen will.
ZitatDie abgegebene Leistung ist proportional der Motordrehzahl, richtig? Bleibt die Drehzahl konstant ist die vom Dieselmotor abgegebene Leistung aber trotzdem variabel? Bitte beweisen und nicht nur behaupten.
Ist doch schon ausführlich erklärt worden. Leistung = Drehzahl * Drehmoment. Du kannst an beiden Schrauben drehen, um die Leistung zu beeinflussen.
Das Bild zeigt ja sehr schön das fast konstante Drehmoment des Motors über der Drehzahl. Ein schönes Beispiel für meine These. Kfz-Motoren sind da nicht so lehrreich, da sie stärkere "Turbo-Buckel" haben.
Zitatfür mich ist das eine sehr flache Hyperbel.
eine Hyperbel hat aber kein Maximum, sondern steigt endlos. Ansonsten wurde ja schon das nötige zu der Kurve gesagt.
ZitatWas der Motor zwar nicht weiss, er dreht aber trotzdem an dieser Linie weiter. Nicht mechanisch umsetzbare Energie wird in diesem Fall eben in Wärme umgewandelt.
Das hört sich so an, als ob die Kraftübertragung Energie verbrät, wenn ich mich nicht an die Wandlerkurve halte. Das trifft aber nicht zu. Es ist schlichtweg nicht möglich, mit dem Motor andere Betriebspunkte anzufahren. Also wenn ich die Einspritzmenge erhöhe, geht der Motor ggf. durch, wenn ich sie herabsetze, wird er entlang der Kurve auf einen Betriebspunkt mit weniger Leistungsabgabe absacken. Andere Einstellparameter als die Einspritzmenge hat man am Motor nicht.
Wieviel Wärme erzeugt wird, hängt aber nur vom Wirkungsgrad des Wandlers ab. Dieser ist drehzahlabhängig und untenrum besonders mies, deshalb die Minimalgeschwindigkeiten. Mit der Einschränkung des Wandlers auf eine Kennlinie hat das erstmal nichts zu tun.
Carsten
Hat sich gerade überschnitten.
ZitatDurch diese Konstanthaltung der Drehzahl kann aber nicht die Kraftstoffmenge bei erhöhter Leistungsanfordrung durch den Traktionsgenerator ausgeglichen werden (und hier wird noch einmal deutlich ersichtlich, dass eine definierte Leistung auch an eine bestimmten Drehzahl gekoppelt ist). Das immer weitere Aufziehen der Regelstange würde zu einer immer größeren Einspritzmenge an Kraftstoff führen, ohne dass sich die eingestellte konstante Drehzahl erhöhen könnte.
Genau das passiert aber tatsächlich. Es wird natürlich an den Grenzwerten oben und unten abgeregelt, um die Anlage nicht zu beschädigen, aber im Betriebsbereich wird das genauso passieren. Das Verhalten wird durch dir Kennung des Wandlers, egal ob nun elektrisch oder hydraulisch, vorgegeben. Sieht man übrigens auch auf Deinen Bildern.
Carsten
Beitrag vom Autor gelöscht.
Beitrag vom Autor gelöscht.
Beitrag vom Autor gelöscht.
ZitatDie Propellerkurve trifft für den Dieselmotor ausschließlich für den Betrieb mit einem Drehmomentwandler zu.
Auch die Kupplung hat nur eine Bertiebslinie. Das Drehmoment wird übrigens ohne Abstriche durchgeleitet, der Leistungsverlust geschieht allein über eine reduzierte Ausgangsdrehzahl.
ZitatIch dachte, so etwas hättest Du für Deine Konstrukteurstätigkeit bei Zusi schon lange im Archiv.
Gerade mal geschaut, dieser Motortyp war noch nicht vorhanden, aber die Kennungen anderer Bahndiesel sind ähnlich.
ZitatWer sagt denn, dass bei festgebremster Lok und voll aufgeschalteter Leistung nicht die Wandlerkurve eingehalten wird?
Du, "Hallole" hatte richtigerweise darauf hingewiesen, daß der Diesel ggf. durchgeht, was sich ja auch aus der Kennung des Wandlers ergibt. Deine Antwort läßt nur den Schluß zu, daß Motor/Wandler diese Kennlinie irgendwie verlassen kann, um viel Wärme im Wandler zu erzeugen, was aber nun mal nicht geht:
ZitatNicht mechanisch umsetzbare Energie wird in diesem Fall eben in Wärme umgewandelt.
Zitat
Habe ich irgendwo was anderes behauptet?
Solange Du weiterhin der Meinung bist, daß zu einer festen Drehzahl auch eine feste Leistung gehört, mußt Du offenbar von noch einer weiteren Stellschraube ausgehen, sonst kann das ganze nicht funktionieren - weder theoretisch noch praktisch.
Zitatlamgsam aber geht mir das Verständnis dafür aus, worauf Du eigentlich hinauswillst.
Wenn man schon vertieft über die Technik diskutiert, dann sollte es halt auch richtig sein.
Wir können uns auch nur auf die Bedienung durch den Tf beschränken. Ist vielleicht besser, bevor zuviel physikalische Halbweisheiten verbreitet werden.
Carsten
