¿Cómo se calcula el esfuerzo de tracción?

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JL440
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Mensajepor JL440 » 25 Oct 2006, 15:31

Me gustaría saber cual es la fórmula (o fórmulas) matemática para calcular el esfuerzo de tracción de un vehículo. Ya sé que depende de la potencia del motor, de la relación de engranajes, etc..., pero me gustaría saber cómo han de combinarse todos esos valores en una fórmula matemática para obtener cual es el esfuerzo que realiza una locomotora o un automotor.
Un cordial saludo
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Mensajepor smf » 29 Oct 2006, 13:58

Acerca del tema del esfuerzo de tracción puede encontrarse información en revistas ferroviarias extranjeras, más técnicas que las españolas. En la Revue Générale des Chemins de Fer (Editions Délville), hay información con fórmulas matematicas y graficos y esquemas. Sobre el tema especifico esta el articulo aparecido en la revista Chemins de Fer (AFAC), en el nº 415 igualmente con graficos y esquemas. el texto está en francés. en el que tambien se habla de las fuerzas de frenado. un resumen:

fuerzas de frenado:
6,6 t para disco de freno de 590/110mm
7,2 t para disco de 610/110mm
7,8 t para disco de 640/110mm
un calculo simplificado efectuado al disco de 610mm permite verificar el valor de 7,2 t
fuerza de frenado del disco:
F= mgi = 7200 * 9.81 * 0,02 = 1 412N = 1, 412 KN

También están los libros del Ingeniero Andrés Lopez Pita. Saludos.
-------------
foros.net/todo440.html

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Mensajepor smf » 17 May 2007, 20:01

Hay que tener presente también para calcular el esfuerzo de tracción:

1) los esfuerzos resistentes que habrá que vencer para conseguir que un convoy se desplace a una velocidad determinada.

2) las limitaciones al esfuerzo motor que proviene de la adherencia con que puede contarse a una velocidad "V".

3) el esfuerzo motor que debe preveerse a velocidad "V" lo que nos dará la potencia de los motores de tracción.

4) los esfuerzos resistentes y los limites de adherencia en el arranque, de cuyo conocimiento se podrá definir la noción de carga que puede arrancarse.

La potencia mecánica viene dada por el producto de la fuerza de la velocidad(P = F . V)
p. ej, en el AVE la resitencia al avance específica es de 13,8 daN a una velocidad de 300 km/h.

ARRANQUE DE UN TREN DE VIAJEROS
Locomotora BB de corriente continua de 80 t,
rama de 8%0 (8 daN/t)
resitencia al avance de 2 daN/t
aceleración8 cm/s
coeficiente de adherencia0,2
cálculo esfuerzo máximo80 . 0,2 = 16 . 10 daN
esfuerzo específico en el arranque:
2 (arranque) + 8 (aceleracion) + 8 (pendiente) = 18 daN/t
masaM=16000/18 = 880t.

dispongo de una ámplia bibliografia acerca del tema en la biblioteca de mi facultad (estoy estudiando Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos). ante cualquier duda preguntarme. saludos.



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Mensajepor golfi » 17 May 2007, 21:52

Hola:

Conozco un libro titulado " La tracción eléctrica en la alta velocidad ferroviaria ( AVF)" cuyo autor es Roberto Faure Benito publicado por el colegio de ingenieros de caminos, canales y puertos. En el capítulo Vcondiciones de tracción, hace una exposición muy interesante sobre el tema en cuestión.

Saludos

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Mensajepor VFP » 17 May 2007, 23:40

El esfuerzo de tracción se calcula a partir del par motor, existe una formulación específica que si me das un poco de tiempo te la puedo facilitar. De todos modos a tener en cuenta que el esfuerzo de tracción en llanta no depende de la adherencia ni coeficientes ni masas ni nada de eso, el esfuerzo de tracción en llanta o efectivo es el que tiene en cuenta todas esas variables. La única manera de calcular el esfuerzo de tracción en llanta en cada momento es a partir de la aceleración instantánea, que es de este modo y no otro, con acelerómetros como el ZSG sabe qué esfuerzo debe consignar a la locomotora 252 para mantener la velocidad consigna.

Saludos
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Mensajepor Bosnia » 21 May 2007, 13:38

Yo te voy a explicat como se calcula el esfuerzo de tracción en las máquinas eléctricas modernas, serie 100 no, pues es muy antigua su electrónica de control.
Todas las unidades electricas tiene por Software una grafica donde se relaciona el esfuerzo de tracción con la velocidad, de tal manera que a bajas velocidades es constante y a una velocidad determinada disminuye el esfuerzo. Esto se ve muy claro en la página 646del librode máquinas eléctricas de Fraile Mora.
El tren solo conoce la potencia electrica que le llega a los motores asíncrones a traves de unos sensores de tensión y de intensidad P1=raiz3*V*I*cos(fi) multiplicando esta potencia por el rendimiento del motor tenemos la potencia util Pu. Con esta potencia util y la velocidad de la máquina conoce el esfuerzo real. Entonces si el esfuerzo es inferior al que por software está programada el tren aumenta la frecuencia fundamental con la que se alimenta a los motores.
Un saludo espero haberte ayudado

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Mensajepor Bosnia » 21 May 2007, 13:45

Yo te voy a explicar como se calcula el esfuerzo de tracción en las máquinas eléctricas modernas, serie 100 no vale, pues es muy antigua su electrónica de control.
Todas las unidades electricas tiene por Software una grafica donde se relaciona el esfuerzo de tracción con la velocidad, de tal manera que a bajas velocidades es constante y a una velocidad determinada disminuye el esfuerzo. Esto se ve muy claro en la página 646 del libro máquinas eléctricas de Fraile Mora.
El tren solo conoce la potencia electrica que le llega a los motores asíncrones a traves de unos sensores de tensión y de intensidad P1=raiz3*V*I*cos(fi) multiplicando esta potencia por el rendimiento del motor tenemos la potencia util Pu. Con esta potencia util y la velocidad de la máquina está conoce el esfuerzo real Pu=F*v. Entonces si el esfuerzo es inferior al que por software está programada el tren aumenta la frecuencia fundamental con la que se alimenta a los motores asícronos, pues los motroes asíncronos está controlados en frecuencia.
Un saludo espero haberte ayudado

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Mensajepor smf » 22 May 2007, 20:37

Quote:

On 2007-05-17 21:40, VFP wrote:
El esfuerzo de tracción se calcula a partir del par motor, existe una formulación específica que si me das un poco de tiempo te la puedo facilitar. De todos modos a tener en cuenta que el esfuerzo de tracción en llanta no depende de la adherencia ni coeficientes ni masas ni nada de eso, el esfuerzo de tracción en llanta o efectivo es el que tiene en cuenta todas esas variables. La única manera de calcular el esfuerzo de tracción en llanta en cada momento es a partir de la aceleración instantánea, que es de este modo y no otro, con acelerómetros como el ZSG sabe qué esfuerzo debe consignar a la locomotora 252 para mantener la velocidad consigna.

Saludos

para calcular el esfuerzo de traccion nominal sí es necesario tener presentes las masas y las adherencias. el esfuerzo de traccion no es el mismo en una locomotora aislada que remolcando un tren de viajeros o de mercancias. saludos.

foros.net/todo440.html

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Mensajepor VFP » 22 May 2007, 20:58

Se distinguen, en el marco ferroviario, dos tipos de esfuerzos, el esfuerzo en llanta y el esfuerzo en gancho. Los esfuerzos en gancho de tracción expresan la fuerza que queda disponible para remolcar o retener el convoi, deducido de la parte de esfuerzo en llanta necesario para mover la locomotora.

Saludos.
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Mensajepor Bosnia » 23 May 2007, 11:51

En lo que es el control electrónico del motor el peso no es una variable que conoce la electrónica de control. Anteriromente en fase de desarrollo de la unidad se ha tenido en cuenta el peso, pues con este parametro, con la adherencia y otros más que realmente desconozco, se ha calculado el esfuerzo necesario de la unidad, con estos valores se realiza una gráfica esfuerzo-velocidad y se introduce en el software de control de la unidad. De esta forma al tren le da lo mismo mercancias o pasajeros, a cada velocidad aplica un esfuerzo de tracción determinado y cuando alcanza la velocidad deseada deja de aplicar esfuerzo de tracción.
Distinto es el funcionamiento de los frenos neumáticos pues en este caso si se necesita conocer el tipo de unidad, mercancias o pasajeros.
Por otra parte el acelerometro de la 252 no influye en el control de la tracción, pero si en el LZB.

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Mensajepor VFP » 23 May 2007, 15:20

Entonces si el acelerómetro no influye en la tracción, ¿cómo funciona el ATF? Que por cierto, se puede circular con ATF sin LZB.

Por otro lado, no sabía que pudiesen meter gráficas en ningún software, más bien creí que eran algoritmos, es decir, las funciones que las personas para mejor comprensión trasladan a una gráfica cartesiana.

La locomotora no sabe ni masa, que no peso, arrastrada, ni su propia masa, ni el coeficiente de adherencia ni nada de eso. La locomotora sólo sabe la 'chicha' que le entra y la tracción que le demanda el conductor ya sea por manipulador ZB ya sea por ATF, esa demanda de tracción pasa por un circuito lógico, primero por ZSG y luego por ASG hasta que se transforma en una demanda de tensión y frecuencia para los motores cuyo resultado es un par motor. A ese par motor o esfuerzo de tracción se le suma o resta los esfuerzos que le afectan, como por ejemplo el derivado de la rampa o pendiente o el derivado de la masa remolcada.

Una cosa es el esfuerzo que realiza la locomotora, que por ejemplo puede ser 100 kN en todos los casos y otra cosa es la aceleración y/o velocidad resultante de traccionar con 100 kN en diferentes situaciones. No es lo mismo en rampa que en pendiente, en cuanto a aceleración resultante, no es lo mismo en vacío que en carga, no es lo mismo en otoño que en verano...

Ya lo dije, hay que diferenciar entre esfuerzo en llanta y esfuerzo en gancho de tracción y creo que JL440 se refiere a esfuerzo en llanta.

Algo así como ¿cuál es el esfuerzo de tracción en llanta que desarrolla una locomotora 269.200 en régimen de Viajeros bajo una tensión de 3450 voltios a 40 km/h?

Y a continuación podrías preguntar¿qué aceleración poseerá el tren que arrastrado por la locomotora en la situación de la pregunta anterior, conste de 14 coches de bogies, circule por una curva de 750 metros de radio, en otoño, en una zona boscosa y sin apenas viento? Justifica las variables utilizadas.

Saludos.
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Mensajepor chopper » 23 May 2007, 23:37

El acelerómetro de la solo aporta datos para la curva de frenado del equipo LZB y poder elaborar sus consignas. El ATF toma como referencia de aceleracion la demanda del propio mando tracción freno y la máxima dada en los datos del tren introducidos en el display del ZSG. La velocidad viene dada del eje 1 "prestada" del sensor Kmicro.
Un saludo e interesante debate.

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Mensajepor VFP » 24 May 2007, 02:31

Hola,

Afirmas lo siguiente"El ATF toma como referencia de aceleracion la demanda del propio mando tracción freno y la máxima dada en los datos del tren introducidos en el display del ZSG. La velocidad viene dada del eje 1 "prestada" del sensor Kmicro. "

Esto no puede ser así, porque la consigna del manipulador está subyugada al ATF, por lo tanto no puede tomar como referencia su propio resultado. Los datos del tren no incluyen aceleración, en todo caso velocidad máxima, tipo de freno y porcentaje peso freno. La locomotora tiene memorizado algoritmos de entrega de par en función de la velocidad que no de la aceleración y tiene memorizados valores máximos de aceleraciones determinadas como nivel de confort, de modo que la única manera que tiene la locomotora de saber si no está alcanzando la velocidad consigna es por medio de la aceleración.

Es decir; que aceleración 0 m/s2 independientemente de la velocidad significa que la locomotora está en equilibrio de fuerzas, si la velocidad consigna y real son iguales la locomotora no demanda par motor. Si la velocidad consigna es diferente de la real en un cierto valor, ATF demanda esfuerzo de tracción o frenado hasta que la velocidad consigna sea igual que la real.

Por acelerómetro se entiende el captador de los ejes, los cuatro, en el que cuenta pulsos en función del tiempo. Si la frecuencia de los pulsos se mantiene en el tiempo la aceleración es cero y la velocidad la que sea, si la frecuencia de los pulsos varía en el tiempo, se está produciendo una aceleración.

El cálculo de sobrevelocidad y bloqueo de ejes lo realiza el K-Micro a partir de la comparación de los valores de frecuencias de los pulsos de los cuatro ejes, cualquier desfase por encima de valores umbrales implica o sobrevelocidad o bloqueo de uno o varios ejes.

En cualquier caso veo que hay dos personas que dicen que el acelerómetro está única y exclusivamente vinculado al LZB. ¿Me podríais indicar en qué documento, número de documento, capítulo y párrafo o apartado de los manuales técnicos de la locomotora podría encontrar dicha afirmación? Simplemente es para localizar el documento y cerciorarme puesto que puede ser que esté equivocado de todas todas.

Saludos.
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Mensajepor VFP » 28 May 2007, 01:47

Quiero corregirme con respecto al K-Micro. El K-Micro única y exclusivamente realiza la función de evitar que los ejes se bloqueen durante la frenada.

Saludos.
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