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2122WS Schienenverkehr > Fahrdynamik > Flashcards

Fahrdynamik Flashcards

1
Q

Was wird bei der Fahrdynamik betrachtet?

A
  • zur Ortsveränderung notwendige Bewegungsvorgänge
  • verursachende Kräfte
  • auftretende Naturgesetze
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2
Q

Wofür ist die Fahrdynamik Grundlage?

A
  • Fahrzeitermittlung
  • Grenzwerte für Trassierung
  • Energieverbrauch
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3
Q

Was ist bei der Betrachtung der Fahrdynamik im Bezug auf das Fahrzeug und den Fahrweg alles zu betrachten?

A

Fahrzeug
• Antriebsart
• Fahrzeugwiderstände
• Bremseinrichtungen

Fahrweg
• Schienenzustand
• Strecke (Steigung, etc.)

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4
Q

Welche zwei Fälle gibt es (mathematisch betrachtet) bei der Betrachtung der Fahrdynamik?

A

Beharrungsfahrt = Kräftegleichgewicht
• SF_x = 0
• a = 0
• v = const

Beschleunigen/Verlangsamen = KräfteUNgleichgewicht
• SF_x ungleich 0
• a ungleich 0
• v ungleich 0

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5
Q

Welche drei Phasen gibt es in der fahrdynamischen Betrachtung einer einfachen Fahrt?

-> Fahrspiel (Nahverkehr)

A
  • Anfahrphase (Beschleunigung)
  • Konstantfahren (Beharrung)
  • Bremsung (Bremsen)
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6
Q

Welche vier Phasen gibt es in der fahrdynamischen Betrachtung einer typischen Fahrt im Fernverkehr?

-> Fahrspiel (Fernverkehr)

A
  • Anfahrphase (Beschleunigung)
  • Konstantfahren (Beharrung)
  • Auslauf (Ausrollen)
  • Bremsung (Bremsen)
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7
Q

Welche fahrdynamischen Kräfte müssen berücksichtigt werden?

A
  • Antriebskraft F
  • Bremskraft F_B
  • Widerstandskräfte R
  • Zugkraft F_Z (auch Z)
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8
Q

Wie wird die zwischen Rad und Schiene übertragbare Kraft (nicht die übertragene Kraft) berechnet?

A

F = m * g * μ

m = Masse
g = Erdbeschleunigung
μ = Haftreibungsbeiwert (0,05-0,35)
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9
Q

Wovon ist der Haftreibungsbeiwert μ abhängig?

A
  • Geschwindigkeit
  • Zustand der Schienenoberfläche
  • maßgebliches Gewicht an den Treibachsen (Adhäsionsgewicht)
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10
Q

Was ist das Adhäsionsgewicht?

A

Gewicht an/auf den Treibachsen

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11
Q

Wie kann die Leistung/Leistungsgrenze des Triebfahrzeugs vereinfacht bestimmt werden?

A

F = P/v

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12
Q

Wovon ist die tatsächlich ereichte Leistung des Triebfahrzeugs abhängig?

A
  • Antriebstechnik

* Wirkungsgrad (Verluste)

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13
Q

Welchen Weg nimmt die Traktion eines Triebfahrzeugs um in Zugkräfte umgewandelt zu werden?

A
  1. Traktion = Antriebsmotorleistung
  2. Treibräder
  3. Schiene
  4. Zugkräfte
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14
Q

Woraus lässt sich die Zugkraft eines Triebfahrzeugs ablesen?

A

Zugkraft-Geschwindigkeits-Diagram (Z-V-Diagramm)

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15
Q

Was beschreibt die Kraftschlussgrenze?

A

• maximal übertragbare Zugkraft
• maximale Leistung kann nicht ausgenutzt werden, sonst wird Haftreibung zu Gleitreibung
-> Räder drehen durch/schleudern

hier: als konstant angenommen

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16
Q

Was ist die Übergangsgeschwindigkeit?

A

Punkt, ab dem die Leistung und nicht mehr die Kraftschlussgrenze die Zugkraft begrenzen

17
Q

Was gilt für v <> Übergangsgeschwindigkeit?

A

v < Übergangsgeschwindigkeit:
-> Leistung an der Kraftschlussgrenze (hier: konstant)

v > Übergangsgeschwindigkeit:
-> Leistung an der Leistungsgrenze Z_max=P/v (linear fallend)

18
Q

Was gibt es (ganz allgemein) für Widerstandskräfte in der Fahrdynamik?

A

• Beschleunigungswiderstand (Zugkraftüberschuss)
= F_a = F_Z - R >0

• spezifischer Widerstand (auf Gewichtskraft bezogene Größe)
= r_x = R_x / G

19
Q

Wie lassen sich Widerstände klassifizieren, bzw. wie werden sie in diesem Kurs klassifiziert?

-> Es gibt andere, ebenfalls völlig korrekte Klassifizierungen.

A

I. Fahrwiderstand

A. Laufwiderstand
A.1. Luftwiderstand
• Luftwiderstand Bug (Druck) und Heck (Sog)
• Luftwiderstand Zugoberfläche
A.2. Zusatzwiderstand
• Lagerreibungs- und Rollwiderstand
• Stoßwiderstand

B. Streckenwiderstand
• Steigungswiderstand
• Krümmungswiderstand

II.
• Beschleunigungswiderstand

20
Q

Wie lässt sich der Luftwiderstand unterteilen und wovon ist er abhängig?

A

Bug/Heck:
• Druckkraft am Bug
• Sogkraft am Heck

Zugoberfläche:
• Flächenreibungskraft

abhängig von:
• Geschwindigkeit
• Fahrzeugform
• Fahrzeugoberfläche
• Anströmwinkel
21
Q

Was versteht man unter Lagerreibungswiderstand?

A

• Reibung in Wälz- oder Gleitlagern

-> proportional zum Gewicht des Fahrzeugs, aber unabhängig von der Geschwindigkeit

22
Q

Was versteht man unter Rollwiderstand?

A
  • verursacht durch Radlast
  • beim Rollen entsteht Walkarbeit
  • Sehr klein, Faktor 0,002 zur Gewichtskraft

-> proportional zum Gewicht des Fahrzeugs, aber unabhängig von der Geschwindigkeit

23
Q

Was versteht man unter Stoßwiderstand?

A
  • Fasst alle geschwindigkeitsabhängigen Anteile des Laufwiderstands zusammen
  • Widerstand, der aus Schwingungsbewegung eines Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung herrührt
24
Q

Was versteht man unter Steigungswiderstand?

A

• Widerstand, der aus der Steigung der Strecke entsteht

25
Q

Was versteht man unter Beschleunigungswiderstand?

A

• Beschleunigung translatorischer und rotatorischer Massen
• Berücksichtigung durch einen Drehmassenzuschlagsfaktor (1,03-1,30)
->Umso größer, je höher der Anteil und je höher die Drehzahl rotatorischer Massen

26
Q

Wie wird der Steigungswiderstand berechnet?

A

• Berechnung für kleine Winkel
==> sin(alpha)=tan(alpha)=i

i = h/l, z.B. 12,5/1000
-> in Promille (häufig verwendet):
s=12,5%o

27
Q

Womit wird der Tunnelwiderstand berechnet?

A
  • Tunnellänge
  • Versperrmaß W = A_Fzg / A_Tunnel
  • Rauigkeit => Zuglänge
28
Q

Wie werden die Widerstände mit dem Z-V-Diagramm zusammengeführt?

A
  • Z-V-Diagramm sinkt
  • Widerstandskraft steigt
  • Schnittpunkt wäre die physikalisch mögliche Höchstgeschwindigkeit (idR vorher festgelegt)
29
Q

Welche Phasen hat das Z-V-Diagramm?

A
  1. Kraftschlussgrenze
    - Übergangsgeschwindigkeit -
  2. Leistungsgrenze
  3. Höchstgeschwindigkeit

2122WS Schienenverkehr (13 decks)

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