Kiskoliikenteen tulevaisuus: 'veturiton' juna?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Olen tässä jo pitemmän aikaa mietiskellyt semmoista, että usein olen kuullut mainittavan, että höyrykone säilytti asemansa junissa pitkään sen vuoksi että veturissa painosta on enemmän hyötyä kuin muilla maa-ajoneuvoilla... Ja toisaalta etenkin sähkövetureilla on ollut aika paljon ongelmia nimenomaan vetokyvyssä, minkä vuoksi sähköveturit olivatkin pitkään melko vaatimattomia vetureita, joita käytettiin lähinnä jollain pienillä tehdasradoilla, ja niilläkin ne saivat usein tehdä tilaa höyryvetureille kun kiskojen käyttö lisääntyi.

Epäilemättä nykyään kehittyneet moottorin ohjaukset osaavat ottaa sähköveturin vetokyvystä kaiken irti, ja ympärilyönnit ovat siirtyneet melko tehokkaasti historiaan... Mutta kaikesta huolimatta veikkaan että sähköveturien suurin ongelma on edelleenkin se paino.

Jos kuitenkin tarkastellaan junaa kokonaisuutena, niin huomataan ettei paino ole mikään ongelma, vaan vaunuissa ja kuormassa on painoa enemmän kuin tarpeeksi. Ajatukseni onkin, että tehdään vetäviä vaunuja. Näin saadaan vaunujen ja rahdin paino hyötykäyttöön. Tarvittavat muutokset ovat oikeastaan melko pieniä, sillä sitä varten ei tarvita oikeastaan edes uusia vaunuja, sillä uusissa vaunuissa on jo nykyäänkin irrotettavat telit. Tarvitaan vain vetäviä telejä jotka olisivat vaihtokelpoisia jo käytössä olevien telien kanssa.

Nämä telit tarvitsevat tietenkin virtaa, eikä läheskään jokaiseen tavaravaunuun voi tietenkään sijoittaa virroittimia, ja lisäksi näitä pitää voida ohjata jotenkin, ja lisäksi jokaisen telin teknisten tietojen pitäisi olla saatavilla ajonaikana... Käytännössä tämä kaikki tarkoittaa sitä, että näitä telejä käytettäessä tarvitaan kuitenkin joku "yksikkö" jossa on virroittimet, ja tarvittavat muuntajat, ohjaimet jne. Tämä yksikkö voisi olla esim. muunneltu sähköveturi, tai tulevaisuudessa ehkäpä jopa pelkkä muuntaja/ohjaus-vaunu, jossa on tietenkin tilat ohjaajalle, ja tokihan tämäkin "vaunu" tarvitsee jonkinlaisen moottorin, että se kykenee liiikkumaan myös ilman vaunuja, jolloin se on edelleen toki luokiteltavissa "sähköveturiksi", mutta sen vetokyvyn ei tarvitse olla kovinkaan ihmeellinen, tosin saattaa olla että se tarvitsee tehokkaammat muuntajat yms laitteistoa.

Ohjauslaitteistot olisi varmaankin järkevintä toteuttaa digitaalisina, sillä analogisilla versioilla tarvittaisiin jo yhdenkin yksikön ohjaamiseen (ja tietojen saantiin) melkoisesti johtoja, ja ketjutettavien yksiköiden määrälle jouduttaisiin laittamaan ehdottomat rajat jo suunnitteluvaiheessa. Kun taas vastaavasti digitaalitekniikalla tarvittavien johtojen määrä on pieni, ja yksiköitä voidaan ketjuttaa lähes rajattomasti, ja "ohjausyksikön" (veturin) tietokoneelta päästäisiin käsiksi jokaisen telin tietoihin saman ruudun kautta, ja mahdollisissa vikatilanteissa tietokone voisi automaattisesti näyttää vikaantuneen telin tiedot ja vikailmoituksen.

Sivut

Kommentit (79)

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005

En oikein ymmärrä ajatustasi. Sähköveturithan on jo keksitty ja niissä on aivan tarpeeksi painoa ja vetokykyä. Jos nopeutta halutaan lisää, niin lisäämällä vetureita saadaan huippunopeutta nostettua. Veturin teli on kuitenkin kallis ja monimutkainen konstruktio ja se tarvitsee päällensä painoa, jota vaunusta ei tarpeeksi saada. Ranskalainen TGV omaa vieläkin maailmanennätyksen yli 500 km/h (kaksi yksikköä yhdessä).

Vierailija

Itse olen suunnitellut kiskotonta junaa jo 15 minuuttia ja ratkaisun olen keksinyt. Minusta tulee multimiljonääri ensi vuonna, jahka VR:llä innostuvat ideastani:

Maahan asennetaan 5 metrin välein uralliset telat ja junan alle asetetaan kiskon pätkät. Junan alla kiskojen välissä on pyörivä hihna joka antaa tarvittavan voiman junan liikkumiseen. Maassa olevat telat pyörivät vain junan kulkusuuntaan. Telan pyörimissuunta vaihdetaan yksinkertaisesti sähköisellä releellä.

Rautaa säästyy miljardeja tonneja joka vuosi, eikä radan alusbetoneja tarvita ollenkaan.

Raskaat siltarakenteet korvataan torneilla, joiden yläpäässä on telat urineen.

Vierailija
Volitans
En oikein ymmärrä ajatustasi. Sähköveturithan on jo keksitty ja niissä on aivan tarpeeksi painoa ja vetokykyä. Jos nopeutta halutaan lisää, niin lisäämällä vetureita saadaan huippunopeutta nostettua. Veturin teli on kuitenkin kallis ja monimutkainen konstruktio ja se tarvitsee päällensä painoa, jota vaunusta ei tarpeeksi saada. Ranskalainen TGV omaa vieläkin maailmanennätyksen yli 500 km/h (kaksi yksikköä yhdessä).

Miten niin "ei saada vaunusta tarpeeksi painoa"? Vaunujen päällähän se kuorma lepää, siis se massa mikä pitää kiihdyttää.

Tokihan voi olla ettei yhden vaunun massa ole tarpeeksi, mutta jos esim. koko letkan kaikki akselit vaihdettaisiin vetäviksi, niin tilanne on jo ihan toinen, ja vetokykyä on varmasti enemmän kuin millään sähköveturilla.

Ja mitäköhän mahtaa tarkoittaa "tarpeeksi vetokykyä"? Saanen mainita, että esim. SR-1 maksimitehoa on jouduttu rajoittamaan juuri siitä syystä että täydellä teholla ympärilyönnit ovat aivan liian yleisiä, ja siinä missä entisaikojen höyryveturit tarvitsivat hiekkaa vain erikoistilanteissa, niin SR-1 ei liiku juuri mihinkään ilman hiekoitusta. Kysyn vaan, että vastaako tämä käsitystäsi riittävästä vetokyvystä?

Tosin myönnettäkööt, että asteen verran älykkäämmällä moottorin ohjauksella saadaan vetokykyä nostettua, eli käytännössä jos moottorinohjaus ottaa huomioon vääntövoimat, niin vetokyky paranee jonkin verran... Mutta epäilen että nykytilanne ei ole kehityksen päätepiste.

Voi olla että matkustajajunissa ei ole tarvetta vetokyvyn lisäykselle, mutta toisaalta, niidenkin kuorma lepää telien päällä, ja vetokyky on miltei synonyymi kiihtyvyydelle. Nopeammin kiihtyvällä junalla saavutetaan lyhyempiä matka-aikoja vaikkei huippunopeuksiin ja nopeusrajoituksiin puututtaisi mitenkään.

Ja ainakin tavarajunissa kaivattaisiin lisää vetoa. Nykyäänhän melkein kaikki vähänkään suuremmat tavarajunat vedetään joko kaksin tai kolminvetona.

Ja mitä telien kalleuteen tulee, niin voi olla, mutta kalliita ovat veturitkin. Jos vaikka joka toinen tavarajunan veturi voitaisiin siirtää eläkkeelle samantien, niin siitä seuraa väistämättä kustannussäästöjä. Minkä lisäksi on huomioitava, että tavaravaunuihin asennettavia telejä tehtäisiin huomattavasti suuremmissa sarjoissa, minkä lisäksi niiden nopeusluokka on astetta alhaisempi kuin varsinaisilla vetureilla. Eikä niissä tarvita läheskään yhtä suuria koneita tai järeitä voimansiirtoja, mikä johtuu tietenkin siitä, että tarkoituksena ei ole muuntaa tavallista tavaravaunua sähköveturiksi, vaan vain itsevetäväksi vaunuksi. Eikä moottorin ohjauksenkaan tarvitse olla yhtä älykäs kuin varsinaisilla vetureilla, sillä tehoa on huomattavasti vähemmän, ja painoa yli tarpeen, joten ympärilyönnit olisivat luonnostaan sen verran harvinaisia, että todennäköisesti ongelmia ei tule vaikka niitä ohjattaisiinkin vähän "rautakanki-logiikalla".

Ja kuka sanoo että se 500 km/h on junien lopullinen nopeus? Totuus on kuitenkin se, että vaikka päälläsi seisoisit, niin siinä TGV:ssä oli melkoisesti painoa passiivisten akselien päällä. Ja jos passiiviset akselit vaihdetaan vetäviin, niin vetokyky lisääntyy pakostikin.

Vierailija

Minäpä keksin täysin ilman raiteita/mitään teloja yms. toimivan junan. Tai oikeastaan vanha idea, mutta tehdään siitä yleisempi.

Yhdistetään sähköpiuha ja kiskot. Tehdään vaijerissa riippuva juna, joka ottaa voimansa suoraan samasta vaijerista mistä roikkuu.

Ensinnäkin tehdään junat kevyemmiksi muutamilla toimenpiteillä:
-Penkit ovat liian jykeviä, sama mukavuus voidaan saavuttaa kevyemmillä sydeemoilla. vrt bussi-istuimet + pikku pehmusteet.
-Junan liikuttaminen tehdään induktiosysteemeillä = ei sitä kaikkea rautaa ja terästä.
-Seinä, lattia ja kattorakenteet voidaan tehdä kevyemmiksi käyttämällä kolmiorakennustekniikkaa(eiffel-torni) ja lisäämällä ohut metallikerros päälle. Samaa voidaan käyttää kaikissa sen mahdollistavissa rakenteissa.
-Penkkejä tiheämpään = lyhyemmät vaunut
-automaattikuski, ei ohjaamoa.
-automaattiset radioaalloilla toimivat lipuntarkastusasemat, ei tarkastajia
-ei enää kioskeja, vain automaattisia ruokakoneita(limukonetyyliin)

Sitten vaijerissa voidaan käyttää nanohiilikuituja. Kestäviä ja sähkö johtavia.

Etujahan on lisää:
-ei enää siltoja, vain vaijerit.
-"radan" teko helpompaa
-tekniikan kehitys on hyväksi maailmalle
-nopeus

Ainahan kaikesta löytyy huonot puolet:
-Se maksaa, paljon.
-Onnettomuusriskit
-Helppo tuhottavuus/vandalisoitavuus
-Työttömyys
-matkustus epämukavaa.
-vaikea toteuttaa

Vierailija

Olisiko minkälainen vaihtoehto, jos sinne vaunuihin (=veturiton juna) laitettaisiin pyörännapoihin ne sähkömoottorit? Vähän samaan tyyliin, kuin 'suoravetopesukoneissa'. En tosin tiedä, onko nykyisissä, olemassa olevissa sähkövetureissa ne moottorit telikohtaisesti vai miten. Siis onko 1 moottori/pyörä vai 1moottori/teli/4pyörää.

Vaihdevälitystä ei varmaan tarvita, vääntäähän ne moottorit nollakierroksilta lähtien. Ainakin tietyt moottorityypit, reluktanssimoottori, yms. Sitten jos joka vaunussa olisi katolla ne laahaimet sähköjä varten, voisi ylimääräiset, jopa yksittäiset vaunut laittaa yksinään ajamaan asemalta toiselle. Ei tarvitsisi välittää, onko veturia saatavilla vai ei. Ja edelleen, jos joka ainoassa pyörännavassa on moottori, ei haittaa, vaikka junasta hajoaa pari-kolme moottoria. Se ajaa niillä jäljellä olevilla perille. Hajautettu riski siis. Junan kiihdytys ja jarrutusmatkat lyhenisivät, koska yhden vaunun 0-100-0km/h on samalla koko junan suorituskyky. Kun kaksi samanlaista vaunua on kytkettynä toisiinsa, ja ne kiihdyttävät tai jarruttavat samaan aikaan, ei teoriassa vaunujen vetokoukkuihin kohdistu lainkaan veto- tai työntövoimaa, ovatpahan vain muuten kytkettynä toisiinsa.

Noista ympärilyönneistä eli sutimisesta, jos junassa on yksikin pyörä ilman vetomoottoria, verrataan sen pyörintänopeutta vetäviin pyöriin. Ohjauselektroniikka sitten sallii mahdollisesti parin prosentin luiston, jolloin varmasti on kaikki vetoteho käytössä. Tai sitten ei, onhan lepokitka suurempi kuin liukukitka.

Kalliiksi tuo kyllä tulisi. Joka vaunuun neljä tai kahdeksan moottoria + ohjauselektroniikka + sähköviritykset katolle. Ja entäs avonainen, esim. tukkipuiden kuljetukseen tarkoitettu vaunu. Kattoa ei ole, joten ei ole sähköjäkään.

Vierailija
jussipaita
Kalliiksi tuo kyllä tulisi. Joka vaunuun neljä tai kahdeksan moottoria + ohjauselektroniikka + sähköviritykset katolle. Ja entäs avonainen, esim. tukkipuiden kuljetukseen tarkoitettu vaunu. Kattoa ei ole, joten ei ole sähköjäkään.

Meinasin jo huomauttaakin avovaunuista, mutta onneksi luin loppuun asti.

Minun mielestä on kuitenkin parempi, jos virroittimet ja muuntajat edelleen keskitettäisiin vain joihinkin yksiköihin. Tarvitseehan juna kuitenkin jokatapauksessa jonkinlaisen ohjauksen, ja mielestäni ainakin nykyisellään se olisi järkevintä toteuttaa erillisillä vetureilla (tai "vetureilla").

Ja mitä moottoreihin tulee, niin kalleus on melko suhteellinen käsite. Tottakai vetävät telit nostavat vaunujen yksikköhintoja, mutta toisaalta se moottori tarvitaan jokatapauksessa, ja jokainen voi miettiä itsekseen onko halvempaa ottaa yksi 1000 kW kone, vai 10 kappaletta 100 kilowatin koneita. Ainakin itse näen asian niin, että mitä suuremmalla todennäköisyydellä niitä 100 kW:n koneita valmistetaan suuremmissa sarjoissa, jolloin hinta tehoon nähden olisi alhaisempi.

Tästä olisi vielä sekin hyöty, että junassa ei olisi "tarpeetonta" tehoa, vaan junan teho lisääntyisi sitä mukaa kun siihen kytketään vaunuja, ja yhden ainoan veturin perään voisi kytkeä jo melkoisen letkan, tosin jossain vaiheessa sähköosien, kuten virroittimen, muuntajan ja jopa vaunusta toiseen johtavien johtojen rajat tulevat väistämättä vastaan, ja viimeistään siinä vaiheessa tarvitaan ainakin toinen "muuntaja-yksikkö", todennäköisesti se olisi ihan samanlainen kuin se veturikin, ja niitä ajettaisiin varmaankin jotakuinkin samalla periaatteella kuin nykyään parivetoja muutenkin, tosin saattaa olla että se toinen pitäisi sijoittaa joko letkan perään tai sitten vähintäänkin puoleen väliin, että osa vaunuista saa ajovoimansa ensimmäisestä veturista, ja loput siitä toisesta... Toinen vaihtoehto on että lisätään joka vaunuun "kylmäjohto", eli johto jonka avulla saadaan toinen syöttö kytkettyä ensimmäisten vaunujen "yli".

Sähkömoottorit kannattaa todennäköisesti kytkeä akseleihin alennuspyörästön kautta, ja saattaa olla että edullisin ratkaisu olisi 1 moottori / teli, tai vaihtoehtoisesti 1 moottori / akseli. Sähkömoottorit ovat kuitenkin sen verran yksinkertaisia ja luotettavia koneita, että todennäköisesti toimivat moitteetta, ja onhan siinä jo reilusti hajautusta vaikkei olisi kuin 1 moottori / vaunu. Eli mielestäni ratkaisevaa on lähinnä hinta, eli minkälaisella konfiguraatiolla saadaan eniten watteja per käytetty euro.

Ohjauslogiikkaa ei mielestäni kannata monimutkaistaa liiaksi, todennäköisesti riittää jos vaunuihin asennetaan melko tavalliset kolmivaihekoneet, ja sitten säädetään niitä veturilta käsin taajuusmuuttajan avulla. Ymmärtääkseni näin nykyaikaiset sähköveturit jo toimivatkin, tässä tapauksessa vain syöttöjohto vedetään vaunuissa sijaitseville moottoreille.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005

Ei tuo sutiminen käsittääkseni nykyään mikään ongelma ole, jos on koskaan ollutkaan, sillä kitkapintaa saadaan helposti lisäämällä pyörien määrää.

Ylimääräistä painoakaan ei junaan kannata lisätä, sillä se hidastaa entisestään kiihdytystä, mäistä puhumattakaan - vaikkakin nousut rautateillä ovat pienet, luokkaa 1 ‰ - jossain vuoristoissa muistaakseni jopa 5‰.

Esimerkki vanhasta sähköveturista, jossa kyllä riitti vetokykyä:

http://www-personal.umich.edu/~khmiska/ ... codile.htm

Tuon alppimaan vaativat olosuhteet ovat muuten innoittaneet Lok 2000:n luomiseen, joka kulkee suomessa nimellä Sr-2.

Junissa ei onneksi tarvita tasauspyörästöä. Pyörä on muotoiltu siten, että se pääsee liikkumaan muutamia millejä raiteiden välissä sivusuunnassa ja itse pyörä on hieman kartionmuotoinen, jolloin saman akselin pyörät automaattisesti siirtyvät eri puolen pyörien pyörimisnopeutta vastaavalle kohdalle.

Oikosulkumoottoreissa ei ole kuluvia osia kuin laakerit, joten ne ovat hyvin varmatoimisia. Laakerit taas on helppo vaihtaa huolto-ohjelman mukaan, joten varsinaisia rikkoja itse moottoreissa tapahtuu hyvin harvoin.

Itse moottorithan ovat pieniä ja ne mahtuvat hyvin vaikka teleihinkin. Nopeudensäätö voidaan hoitaa taajuusmuuttajilla. Itse ohjauselektroniikka viekin sitten huomattavasti tilaa ja vaatii myös jäähdytystä. Jos jokaisessa tai osassa vaunuja olisi oma veto, ei lastille jäisi järkevää tilaa. Myös logistiikka kärsisi, sillä vaunujen lajittelun lisäksi pitäisi jo lähtöpaikalla lastata samaan määränpäähän menevät vetävät vaunut siten, että myöhemmin lajiteltaviin juniin tulee tarpeeksi vetäviä vaunuja. Tämä taas johtaisi siihen, että vetäviä vaunuja tarvittaisiin useampia, jotta vetovaunu riittäisi kaikkiin määränpäihin. Helpompaa ja edullisempaa on käyttää vain veturia ja erillisiä vaunuja kuormalle. Tarpeen vaatiessa vetoyksikköjä voidaan lisätä.

Lisäksi, jos tavaravaunuissa olisi moottori, niiden järjestely olisi hankalaa, koska ei voitaisii käyttää laskumäkiä, jossa vaunut hitaasti vierivät loivaa mäkeä pitkin oikeille paikoilleen - pitäisi olla vapaakytkin tai sitten ajamalla ohjata vaunu oikeaan paikkaan.

Matkustajaliikenteeseen vetävässä vaunussa aiheutuu myös melua, kuten metrolla matkustavat tietävät.

Sähköveturin moottori toimii yhtä lailla myös takaperin. Näin junalla voidaan "peruuttaa" yhtä lujaa, kuin eteenkin päin. Keskieuroopassa on junia, joissa kuljettajan koppi on myös junan viimeisessä vaunussa. Junan vaihtaessa suuntaa kuljettajan tarvitsee vain kävellä junan toiseen päähän ja ohjata sieltä käsin takaa työntävää veturia.

Junilla ei ole tarvetta nopeisiin kiihdytyksiin, koska asemilla on lukuisia vaihteita, joissa kuitenkin on nopeusrajoitus. Mitä kauemmas asemasta siirrytään, sen vähemmän ja suurempaa nopeutta kestäviä vaihteita käytetään. Sama pätee kääntäen normaaleihin jarrutuksiinkin.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005
Unterseeboot

Ja mitä moottoreihin tulee, niin kalleus on melko suhteellinen käsite. Tottakai vetävät telit nostavat vaunujen yksikköhintoja, mutta toisaalta se moottori tarvitaan jokatapauksessa, ja jokainen voi miettiä itsekseen onko halvempaa ottaa yksi 1000 kW kone, vai 10 kappaletta 100 kilowatin koneita. Ainakin itse näen asian niin, että mitä suuremmalla todennäköisyydellä niitä 100 kW:n koneita valmistetaan suuremmissa sarjoissa, jolloin hinta tehoon nähden olisi alhaisempi.



Yksi moottori ja yksi ohjaus. Monta moottoria ja monta ohjausta. Yhden moottorin laakerien vaihto vs. monen moottorin laakerien vaihto. Ei ole niin yksioikoinen yhtälö. Varmasti on vielä muitakin yhtälöön vaikuttavia seikkoja.

Unterseeboot

Tästä olisi vielä sekin hyöty, että junassa ei olisi "tarpeetonta" tehoa, vaan junan teho lisääntyisi sitä mukaa kun siihen kytketään vaunuja, ja yhden ainoan veturin perään voisi kytkeä jo melkoisen letkan, tosin jossain vaiheessa sähköosien, kuten virroittimen, muuntajan ja jopa vaunusta toiseen johtavien johtojen rajat tulevat väistämättä vastaan, ja viimeistään siinä vaiheessa tarvitaan ainakin toinen "muuntaja-yksikkö", todennäköisesti se olisi ihan samanlainen kuin se veturikin, ja niitä ajettaisiin varmaankin jotakuinkin samalla periaatteella kuin nykyään parivetoja muutenkin, tosin saattaa olla että se toinen pitäisi sijoittaa joko letkan perään tai sitten vähintäänkin puoleen väliin, että osa vaunuista saa ajovoimansa ensimmäisestä veturista, ja loput siitä toisesta... Toinen vaihtoehto on että lisätään joka vaunuun "kylmäjohto", eli johto jonka avulla saadaan toinen syöttö kytkettyä ensimmäisten vaunujen "yli".

Ajovirran siirto vaunusta toiseen on hieman hankalaa. Jos käytetään moottoreille sopivaa jännitettä, niin kaapelit ovat paksuja: Vaunujen väliset kääntyvät liitokset olisivat erittäin haasteellisia ja ilmeisen kalliita toteuttaa. Jos taas käytetään ajojohtimien jännitettä, tarvitaan tietenkin muuntajat sun muut härpäkkeet jokaiseen vetävään yksikköön. Ravintolavaunukin ottaa tarvitsemansa syuhteellisen pienen virran jääkaapeille, uuneille ja mikroille omalla virroittimellaan.

Tarpeetonta tehoa ei mene, koska moottori ottaa vain tarvitsemansa määrän. Jarrutuksissa moottoria voidaan käyttää generaattorina, jolloin sähköenergiaa voidaan jopa syöttää takaisin ajolankoihin.

Vanhemmissa vetureissa (kuten Sr1) on jarruvastukset, joihin moottorien jarrutettaessa generoima virta ohjataan. Sähkömagneettinen jarrutus ei kuluta jarrupaloja. Uudemmissa vetureissa voidaan tuokin energia ottaa kierrätykseen: Toinen juna kiihdyttää toisen junan jarrutuksella. Kätevää.

Nuo nykyajan "lättähatut" ovat moottorivaunuja, joten niissä on samassa yksikössä sekä vaunu, että moottori. Näitä sitten kytketään peräkkäin tarvittava määrä. Matkustusmukavuus ja huippunopeus on vaan toista, kuin kunnon junassa. Tuollaiseen lyhyen matkan kevyeen liikenteeseen tuo malli kyllä sopii. Syynä tuohon on käsittääkseni tämä helppo ja nopea suunnan vaihto. Kunnollisiakin junia samalla ominaisuudella on, kuten esimerkiksi tämä muuten surullisen kuuluisa Pendolino.

Vierailija
Volitans
Yksi moottori ja yksi ohjaus. Monta moottoria ja monta ohjausta. Yhden moottorin laakerien vaihto vs. monen moottorin laakerien vaihto. Ei ole niin yksioikoinen yhtälö. Varmasti on vielä muitakin yhtälöön vaikuttavia seikkoja.



Kuten sanoinkin, niin erillisiä ohjauksia ei välttämättä tarvita, sillä kolmivaihemoottorit pyörivät täsmälleen sillä nopeudella jonka sähkön taajuus määrää, joten ainakin teoriassa vaunuihin voitaisiin asentaa kolmivaihemoottoreita, joita ohjattaisiin syöttöjohdon taajuutta muuttamalla, veturista käsin.

Ja mitä laakereihin tulee, niin onhan niissä nytkin laakerit. Tokihan vetävä teli on monimutkaisempi, ja vaatii astetta enemmän huoltoa, mutta nyt puhutaan kuitenkin sähkömoottoreista ja melko yksinkertaisista laakereista, joissa kuitenkin esiintyy vikoja äärimmäisen harvoin, ja huolto on melko yksinkertaista, käytännössä ainoa säännöllinen huolto on laakerien rasvaus. Hyvin rasvattu laakeri kestää pitkään. Irrotettava, helposti purettava ja vaihtokelpoinen teli on jotakuinkin optimiratkaisu huollonkannalta.

Kun telit voidaan irrottaa, niin huoltokohteet saadaan helposti näkyville, ja kun telit on standardisoitu, niin vaunuun voi huoletta vaihtaa jo huolletut telit, jolloin vaunut eivät turhaan makaa varikolla, vaan huollot saadaan suoritettua todella nopeasti ja joustavasti. Myös rikkoontuneet yksiköt saadaan vaihdettua nopeasti, ja standardisoituja telejä voidaan pitää vaikka varastossa ylimääräisinäkin, jolloin niiden saatavuus on joka tilanteessa erittäin hyvä.

Lisäksi, jos tavaravaunuissa olisi moottori, niiden järjestely olisi hankalaa, koska ei voitaisii käyttää laskumäkiä, jossa vaunut hitaasti vierivät loivaa mäkeä pitkin oikeille paikoilleen - pitäisi olla vapaakytkin tai sitten ajamalla ohjata vaunu oikeaan paikkaan.



Vaan eikös moottori pyöri ihan mukavasti muutenkin, kunhan vaan ei yritetä kuormittaa syöttölinjaa millään, sillä siinä tapauksessa se alkaa toimia generaattorina, ja hidastaa junaa.

Kysymys kuuluukin, että onko nykyisissä vetureissa vapaakytkin?

Ja jos on, niin sitten sellainen tuskin tekee järjestelmästä oleellisesti kalliimpaa. Ja jos ei, niin sitten ne vetävät vaunutkaan eivät varmaankaan sellaista tarvitse.

Matkustajaliikenteeseen vetävässä vaunussa aiheutuu myös melua, kuten metrolla matkustavat tietävät.



Näin ainakin vanhemmilla yksiköillä... Omasta mielestäni ainakin uusittu paikallisjuna, on jo aika hiljainen. Ja siinä on varmasti vielä melkoisesti "vanhaa painolastia", sillä totuushan on kuitenkin se, että vanhaa korjatessa joudutaan aina tekemään kompromissejä.

Sähköveturin moottori toimii yhtä lailla myös takaperin. Näin junalla voidaan "peruuttaa" yhtä lujaa, kuin eteenkin päin. Keskieuroopassa on junia, joissa kuljettajan koppi on myös junan viimeisessä vaunussa. Junan vaihtaessa suuntaa kuljettajan tarvitsee vain kävellä junan toiseen päähän ja ohjata sieltä käsin takaa työntävää veturia.



Niin?

Eivät vetävät vaunut estä tai muuta tätä miksikään.

Tarpeetonta tehoa ei mene, koska moottori ottaa vain tarvitsemansa määrän. Jarrutuksissa moottoria voitaisiin ainakin periaatteessa käyttää generaattorina syöttämään virtaa takaisin ajojohtoihin - en kyllä tiedä, onko näin missään toimittu tai saataisiinko siitä käytännössä hyötyä.



Tokihan minäkin tuon tiedän... Tarkoitin vain sitä, että esim. kahden vaunun vetämiseen ei tarvita megawatin tehoa, mutta nykyisillä systeemeillä veturin tehot ovat periaatteella kaikki tai ei mitään. Eli joko laitetaan veturi, tai sitten ei. Vetävillä vaunuilla tehoa tulee lisää aina sitä mukaa kun vaunuja lisätään.

Ajovirran siirto vaunusta toiseen on hieman hankalaa. Jos käytetään moottoreille sopivaa jännitettä, niin kaapelit ovat paksuja: Vaunujen väliset kääntyvät liitokset olisivat erittäin haasteellisia ja ilmeisen kalliita toteuttaa. Jos taas käytetään ajojohtimien jännitettä, tarvitaan tietenkin muuntajat sun muut härpäkkeet jokaiseen vetävään yksikköön.

Tai sitten tehdään kompromissi, ja muutetaan ajojohtimien yksivaihesähkö veturissa kolmivaiheiseksi, mutta ei tässä vaiheessa vielä alenneta jännitettä ihan moottorien vaatimalle tasolle, ja laitetaan moottorien eteen yksinkertaiset muuntajat.

Vierailija
Volitans
Sähkömagneettinen jarrutus ei kuluta jarrupaloja.

Hyvä kun mainitsit... Mikäli junassa on vetäviä vaunuja, niin parhaassa tapauksessa ei tarvittaisi normaaleja jarruja ollenkaan, vaan koko letkaa voitaisiin jarruttaa moottoreilla. Vastukset yms. tuskin ovat niin tilaa vieviä ja mutkikkaita osia että tekisivät järjestelmästä mitenkään kohtuuttoman kallista... Ja ainahan nekin voidaan keskittää siihen veturiin, jos siitä on jotain hyötyä.

Pyörien ja jarrupalojen kuluminen vähenee kun ei tarvitse "sorvata" pyöriä tavallisilla jarruilla.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005
Unterseeboot
Volitans
Sähkömagneettinen jarrutus ei kuluta jarrupaloja.



Hyvä kun mainitsit... Mikäli junassa on vetäviä vaunuja, niin parhaassa tapauksessa ei tarvittaisi normaaleja jarruja ollenkaan, vaan koko letkaa voitaisiin jarruttaa moottoreilla. Vastukset yms. tuskin ovat niin tilaa vieviä ja mutkikkaita osia että tekisivät järjestelmästä mitenkään kohtuuttoman kallista... Ja ainahan nekin voidaan keskittää siihen veturiin, jos siitä on jotain hyötyä.

Pyörien ja jarrupalojen kuluminen vähenee kun ei tarvitse "sorvata" pyöriä tavallisilla jarruilla.

Sr2:ssa on kuin onkin tuollainen takaisin ajolinjoihin virtaa syöttävä jarru.
Tuolla aktiivisella jarrutuksella ei normaaleja jarruja tarvitse käyttääkään kuin harvoin.

Vastukset vievät kyllä aika lailla tilaa, sillä niidenhän pitää muuttaa junan jarrutuksen energia ensin lämmöksi. Tämän jälkeen puhaltimilla vielä siirtää lämpö ilmaan. Siitä tulee aikamoinen humina ja vaaditaan suuret tuulettimet.

Sähkömoottorien, kuin myös generaattorin (sama peli) hyötysuhde on hyvä. Jos käytetään useampia pikkumoottoreita kitka kasvaa ja hyötysuhde pienenee. Kunnon veturi, jossa tarpeeksi tehoa, painoa ja pyöriä saa kyllä junan kiihtymään tarpeeksi nopeasti. Ja normaalissa jarrutuksessa sitten sama toisin päin ja sähköt talteen.

Tuossa jarruenergian sähköisessä siirrossa tulee taas ongelmaksi vaunujen välit: suuret virrat ja kääntyvät/irrotettavat liittimet.

Vetureissa on yleensä moottori vetoakselia kohden, jolloin moottorit mahtuvat teliin ja voimansiirtoon tarvitaan yksinkertainen alennusvaihde, jos sitäkään.

Kyllä se veturi ja vaunut yhdistelmä taitaa silti olla paras. Tuolla viimeisen vaunun ohjaamolla saadaan suhteellisen edullisesti myös kahteen suuntaan liikennöivä vehje: vaunujen välillä tarvitsee siirtää vain dataa.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005
Unterseeboot

Kuten sanoinkin, niin erillisiä ohjauksia ei välttämättä tarvita, sillä kolmivaihemoottorit pyörivät täsmälleen sillä nopeudella jonka sähkön taajuus määrää, joten ainakin teoriassa vaunuihin voitaisiin asentaa kolmivaihemoottoreita, joita ohjattaisiin syöttöjohdon taajuutta muuttamalla, veturista käsin.



Näin kyllä. Mutta tuo taajuusmuuttaja on juuri osa tuota moottorin ohjausta (toisen osan muodostaa tuo jarrutuksen hoitaminen). Ajovirran siirto vaunujen välillä ei käytännössä onnistu. Suurilla tehoilla taajuusmuuttajat ovat kyllä nykyään aika pieniä (esim. teollisuuskäyttöön sopiva 300 kW: 916x1475x416 mm!).

Unterseeboot

Vaan eikös moottori pyöri ihan mukavasti muutenkin, kunhan vaan ei yritetä kuormittaa syöttölinjaa millään, sillä siinä tapauksessa se alkaa toimia generaattorina, ja hidastaa junaa.

Kysymys kuuluukin, että onko nykyisissä vetureissa vapaakytkin?

Ja jos on, niin sitten sellainen tuskin tekee järjestelmästä oleellisesti kalliimpaa. Ja jos ei, niin sitten ne vetävät vaunutkaan eivät varmaankaan sellaista tarvitse.




Kolmivaihemoottorit pyörivät kyllä ja pieni alennusvaihekaan ei hurjasti vaikuta, mutta ei taida silti kovin herkästi vieriä - en ole tästä kyllä varma.

Ei varmaankaan ole vapaakytkintä. En keksi sille mitään käyttöä, kun junalla joko kiihdytetään, ajetaan tasanopeutta tai jarrutetaan: Eli moottori vetää tai moottori jarruttaa.

Unterseeboot

Tai sitten tehdään kompromissi, ja muutetaan ajojohtimien yksivaihesähkö veturissa kolmivaiheiseksi, mutta ei tässä vaiheessa vielä alenneta jännitettä ihan moottorien vaatimalle tasolle, ja laitetaan moottorien eteen yksinkertaiset muuntajat.

Suurella jännitteellä johtimen paksuus ohenee, mutta eristyksiä tarvitaan reilusti. Suuren jännitteen vaatimasta lisäeristyksestä taitaa tulla vain lisää ongelmia.

En silti ymmärrä, miksi joka vaunussa tarvittaisiin veto, kun useimmissa tapauksissa yksi veturi riittää. Veturi on paljon helpompi ja nopeampi vaihtaa, kuin vaihtaa teli keskeltä junaa. Veturi voidaan myös vikaantuessaan helposti siirtää huollettavaksi. Rikkoutuneen vaunun vetojärjestelmän pettäessä lasti pitäisi siirtä toiseen vaunuun tai pystyä vaihtamaan teli nopeasti paikan päällä.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005
Unterseeboot

Ja mitäköhän mahtaa tarkoittaa "tarpeeksi vetokykyä"? Saanen mainita, että esim. SR-1 maksimitehoa on jouduttu rajoittamaan juuri siitä syystä että täydellä teholla ympärilyönnit ovat aivan liian yleisiä, ja siinä missä entisaikojen höyryveturit tarvitsivat hiekkaa vain erikoistilanteissa, niin SR-1 ei liiku juuri mihinkään ilman hiekoitusta. Kysyn vaan, että vastaako tämä käsitystäsi riittävästä vetokyvystä?

Eiköhän suunnittelija pysty aika hyvin laskemaan halutun vetokyvyn ihan painon ja pyörien kitkapintojen perusteella. Ympärilyönti tapahtuu helposti, jos vääntömomenttia ei mitenkään kontroloida. Kyllä niitä ylilyöntejä tapahtui usein myös höyryvetureilla - isäni kertoi, että Ukko-Pekan pyörät löivät lähes aina lähtiessä tyhjää. Nykyäänhän noissa kaikissa sähkövetureissa on luistonesto.

Tuon Sr1:senkin vetokyky on aivan eri luokkaa kuin höyryvetureiden:

Sr1: Suurin vetovoima 280 kN

Ukko-Pekka: Suurin vetovoima 114 kN

Sr2:lla vetokyky suunnilleen sama kuin Sr1:lläkin, mutta huippunopeutta löytyy 140 km/h:n sijaan yli 200.

Heksu
Seuraa 
Viestejä5463
Liittynyt16.3.2005

Yrittääköhän das U-Boot taas ratkaista ongelmaa, jota ei oikeasti olekaan? On hyvä muistaa, että junat eivät kuunaan ole liikkuneet sen enempää sähköllä, dieselillä kuin höyrylläkään, vaan rahalla! Teknisissä ratkaisuissa, kuten vetureissa ja junissa on aina kyse kompromissista, jossa raha ratkaisee. On hyvin mahdollista, että jos jokainen junan teli vetäisi, saataisiin aikaan huimaava vetokyky. Mielestäni on kuitenkin aivan turha kuvitella, ettei tämä olisi tullut koskaan aiemmin kenellekään mieleen (vrt. raitiovaunu)! Herrat insinöörit ovat kuitenkin viisaudessaan laskeneet, että koskapa tavallisella veturilla saadaan aivan riittävä vetokyky, kaikista edullisin ratkaisu on 1-2 kallista veturia ja kymmeniä halpoja vaunuja. Vai oletteko koskaan nähneet ylämäkeen hyytynyttä junaa, jossa matkustajat ovat hypänneet ulos vaunuistaan työntämään?

Vierailija
Volitans
Veturi on paljon helpompi ja nopeampi vaihtaa, kuin vaihtaa teli keskeltä junaa. Veturi voidaan myös vikaantuessaan helposti siirtää huollettavaksi. Rikkoutuneen vaunun vetojärjestelmän pettäessä lasti pitäisi siirtä toiseen vaunuun tai pystyä vaihtamaan teli nopeasti paikan päällä.

Eikös useimmiten kuitenkin veturikin hajoa siten, että se voidaan hinata, eli sitä ei välttämättä tarvitse edes irrottaa letkasta, riittää kun vain tuodaan paikalle toinen veturi vetämään?

Tälläisessa tapauksessa ei rikkoontuneen telin vaihtaminen, tai lastin siirto vaunusta toiseen ole tarpeen, ellei vaunu muutu täysin kulkukelvottomaksi. Niin kauan kuin letkassa on vain riittävästi tehoa, saadaan yhdistelmä liikkumaan ainakin alennetulla nopeudella.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat