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Prove di trazione
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Autore:  dario gremoli [ 03/02/2021, 20:45 ]
Oggetto del messaggio:  Prove di trazione
Come ho già accennato in altri miei post mi sto divertendo a fare delle prove di trazione con la mia collezione di loco in N.

Ho già dei risultati interessanti ma prima voglio descrivervi questo mio calcolo per arrivare a determinare quanto sia simile al reale il peso del convoglio trainato.

Ho creato un convoglio con 19 carri Habils a carrelli. La scelta è caduta prima di tutto su carri con la massima scorrevolezza. Sono di varie marche, poi vedremo quali.

I 19 carri sono un numero medio che ho verificato, comincia a dare problemi a molte loco, ma non a tutte, su una pendenza dell’ 1,5% in curva R4.

Per determinare il peso giusto in N sono partito dai dati reali di quei carri e ho calcolato prima di tutto il volume totale esterno del carro usando i disegni quotati.
Questo perché non dispongo delle reali misure del vano di carico, al cui peso andrebbe comunque aggiunta la tara.

Quindi ho considerato il carico massimo lordo ammesso, cioè:
volume totale esterno circa 164 m3 Peso max lordo 80t a pieno carico.

Ne risulta una densità media di 0,49 (t x m3)

A questo punto ho misurato il volume esterno del modello che risulta essere di circa 52 cm3

Applicando la densità di 0,49 si ottiene un peso di 25 grammi (g x cm3 )

Quindi un carro Habils in N a pieno carico dovrebbe pesare 25 g.

E qui la sorpresa: quasi tutti i carri pesano tra i 22 e i 25 g tranne due carri Fleishmann da 33 g cad. e nove carri Electrotren che pesano ben 46 g cad.

Quindi ne risulta un convoglio che pesa 676 g e, fatta la proporzione, sarebbero 2163 t anziché 1520 se fosse un convoglio vero.

Prossimo passo sarà il calcolo identico applicato alle loco.

Ciao a tutti. Dario.
Autore:  gianni tamborrino [ 03/02/2021, 22:29 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
Ciao Dario,
forse si può considerare anche un altro elemento: per la norma NEM 302 ("Massa dei vagoni"), la massa di un vagone in scala N deve essere almeno di 0,17 grammi per mm di lunghezza fra i respingenti (eventualmente maggiorata di +30%).

Se utile, la norma è qui: http://www.fimf.it/fimf_prec/images/nem/nem302.pdf

Quanto sono lunghi i carri?
Autore:  Vittorio Vegetti [ 03/02/2021, 22:30 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
Se ti può essere utile per confronti
Salita 1,5% preceduta da curva R600 90° (anche l'angolo è importante)

Con la loco Kato Ae 8/8 (doppia), senza anelli di aderenza, traino 19 carri (di cui 11 con assi e 8 con carrelli).
Lunghezza totale 1810 mm, loco 190, trainati 1620. Peso loco 135g, peso trainati 273g.
Nessunissimo problema.

Con la loco Minitrix Re484, 2 anelli di aderenza, traino 10 carrozze.
Lunghezza totale 1768 mm, loco 118, trainati 1650. Peso loco 100g, trainati 440g.
Nessun problema di slittamento, forse un leggero rallentamento.

Con Jägerndorfer Coccodrillo sono al limite a trainare due di questi https://www.spur-n-modellbahn.de/mgdetail.php?nr=7143
Peso loco 55g, peso trainati 44g. :twisted: :twisted: :twisted:
Autore:  gianni tamborrino [ 03/02/2021, 22:45 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
Vittorio Vegetti ha scritto:
19 carri ... Lunghezza ... trainati 1620 ... peso trainati 273g

273 g / 1620 mm = 0,17 g / mm (massa in totale accordo con NEM 302)

Vittorio Vegetti ha scritto:
10 carrozze ... Lunghezza trainati 1650 ... Peso trainati 440g

440 g / 1650 mm = 0,27 g / mm (massa + 57% rispetto a norma NEM 302)

Vittorio Vegetti ha scritto:
due di questi https://www.spur-n-modellbahn.de/mgdetail.php?nr=7143 ... peso trainati 44g

44 g / 208 mm (ogni carro lungo 104 mm) = 0,21 g /mm (massa + 24% rispetto a minimo ed entro i limiti di norma NEM 302)
Autore:  Giacomo Spinelli [ 04/02/2021, 0:03 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
Ehm, magari dirò una bestialità... ma come si può confrontare peso e massa di mezzi reali con quelli di modelli in scala? Anche solo i materiali totalmente diversi con cui sono costruiti, gli spessori dei suddetti materiali, la resistenza degli organi di trazione ecc ecc... nemmeno empiricamente il raffronto è veritiero, i modelli in media trainano molti più carri o carrozze dei mezzi reali, senza se e senza ma...
Autore:  Francesco Arone di Valentino [ 04/02/2021, 0:46 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
Giacomo Spinelli ha scritto:
Ehm, magari dirò una bestialità... ma come si può confrontare peso e massa di mezzi reali con quelli di modelli in scala? Anche solo i materiali totalmente diversi con cui sono costruiti, gli spessori dei suddetti materiali, la resistenza degli organi di trazione ecc ecc... nemmeno empiricamente il raffronto è veritiero, i modelli in media trainano molti più carri o carrozze dei mezzi reali, senza se e senza ma...


Considerazioni più che valide. Si può fare un discorso accettabile, in prima approssimazione, considerando il peso e trattandolo come un volume, quindi elevando al cubo il fattore di riduzione (160) e dividendo il peso reale per il numero trovato. Per fare un esempio il 633 dovrebbe pesare circa 264g. E' chiaro che se ciò fosse troveremmo anche nel modello caratteristiche che si aggirerebbero sugli stessi valori del modello iniziale (numero vagoni trainati). L'aderenza non sarebbe più un problema ma trovare un motore in grado di muovere il tutto, stando nelle dimensioni della cassa e con un assorbimento accettabile per la nostra scala, darebbe più di un mal di capo. - Francesco
Autore:  Vittorio Vegetti [ 04/02/2021, 1:46 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
Nel post precedente ho corretto il raggio di curva, avevo scritto R660 invece di R600.

Volevo aggiungere un fatto.
Con la loco senza cerchietti, che con questi carri sale benissimo, se sostituisco un carro con un'altro, 5 grammi in più e stesso attrito apparente (lanciandolo a mano), inizia a slittare.
Non è un'ipotesi, l'ho fatto.
Quindi in un caso non slitta affatto (non vedo rallentamenti), nell'altro slitta fin quasi a fermarsi, per una variazione minima.

Comprensibile, dato che l'attrito radente dinamico è minore di quello statico, e se la ruota slitta trasmette meno forza sulla rotaia, molta meno.
Se una ruota su neve inizia a slittare, o arrivate d'inerzia in cima alla salita, o non è che accelerare aiuti, anzi. Infatti un anti-skid toglie potenza, non ne dà in più.
Perciò, anche con gli stessi trainati, se una loco sale agevolmente e un'altra non sale affatto (parlo di slittamento, non di potenza), sarebbe sbagliato concludere che ci sia una grande differenza tra le due.
Potrebbero essere invece molto vicine tra loro, e semplicemente una appena dentro al limite di aderenza, l'altra appena fuori.
Bisognerebbe variare pesi/assi fino a trovare il limite di ciascuna.

Altra cosa che mi salta all'occhio: il rapporto di peso tra la Ae 8/8 e il coccodrillo è 2.45, mentre il rapporto di peso trainabile (siamo vicini al limite in entrambi i casi) è 6.2, oppure se guardiamo gli assi trainati 54/8= 6.75.
Il coccodrillo, in peso e/o in assi, ha una capacità di trazione rapportata al proprio peso, circa 2.6 volte inferiore rispetto alla Ae 8/8.
E non dimentichiamo che arriva a questo brillante risultato con due anelli di aderenza, mentre la Ae 8/8 non ne ha.
Mi pare dimostrato che il peso totale non è l'unico fattore per la capacità di traino.
Autore:  dario gremoli [ 04/02/2021, 11:42 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
Francesco Arone di Valentino ha scritto:
Giacomo Spinelli ha scritto:
Ehm, magari dirò una bestialità... ma come si può confrontare peso e massa di mezzi reali con quelli di modelli in scala? Anche solo i materiali totalmente diversi con cui sono costruiti, gli spessori dei suddetti materiali, la resistenza degli organi di trazione ecc ecc... nemmeno empiricamente il raffronto è veritiero, i modelli in media trainano molti più carri o carrozze dei mezzi reali, senza se e senza ma...


Considerazioni più che valide. Si può fare un discorso accettabile, in prima approssimazione, considerando il peso e trattandolo come un volume, quindi elevando al cubo il fattore di riduzione (160) e dividendo il peso reale per il numero trovato. Per fare un esempio il 633 dovrebbe pesare circa 264g. E' chiaro che se ciò fosse troveremmo anche nel modello caratteristiche che si aggirerebbero sugli stessi valori del modello iniziale (numero vagoni trainati). L'aderenza non sarebbe più un problema ma trovare un motore in grado di muovere il tutto, stando nelle dimensioni della cassa e con un assorbimento accettabile per la nostra scala, darebbe più di un mal di capo. - Francesco


Proprio per questo ho evitato inutili calcoli sulla riduzione in scala e ho invece calcolato la densità media (rapporto volume/peso) di un carro al vero e quindi t/m3 e ho rapportato il tutto sul modello calcolandone il volume in cm3 (ovviamente) e moltiplicandolo per la densità media che divisa per 1 milione (da m3 a cm3 e quindi da t a g) mi da il rapporto reale in peso tra vero e modello.

Ciao, Dario.
Autore:  dario gremoli [ 04/02/2021, 11:46 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
gianni tamborrino ha scritto:
Ciao Dario,
forse si può considerare anche un altro elemento: per la norma NEM 302 ("Massa dei vagoni"), la massa di un vagone in scala N deve essere almeno di 0,17 grammi per mm di lunghezza fra i respingenti (eventualmente maggiorata di +30%).

Se utile, la norma è qui: http://www.fimf.it/fimf_prec/images/nem/nem302.pdf

Quanto sono lunghi i carri?



I 19 carri sono leggermente diversi fra loro e sono lunghi tra i 13 e i 14 cm mentre il convoglio è lungo 269 cm e pesa 676 g
Autore:  ugo pfeiffer [ 04/02/2021, 15:02 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
Giacomo Spinelli ha scritto:
Ehm, magari dirò una bestialità... ma come si può confrontare peso e massa di mezzi reali con quelli di modelli in scala? Anche solo i materiali totalmente diversi con cui sono costruiti, gli spessori dei suddetti materiali, la resistenza degli organi di trazione ecc ecc... nemmeno empiricamente il raffronto è veritiero, i modelli in media trainano molti più carri o carrozze dei mezzi reali, senza se e senza ma...


Giacomo scusa l'impertinenza, ma tu in scala n riesci a fare treni composti o da 15 carrozze a carrelli o 50 carri merce, come al vero ?

Ciao

Ugo
Autore:  roberto bravin [ 04/02/2021, 15:19 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
Perdonate l'intromissione ma... il confronto con il reale non è un po' fine a sé stesso?
Non so voi, ma quello che interessa a me sarebbe sapere se il modello x marca y ha una forza di trazione sufficiente a tirarsi dietro il tal treno z.
Una misura assoluta e senza ulteriori variabili (se non il tipo di binario e il buono stato dei gommini e della trasmissione) potrebbe essere fatta con l'uso di un dinamometro, magari con fondoscala a 1N o 2N (di più penso sia senza senso e controproducente per la precisione di misura).
Dalla forza di trazione in N, riesco a capire esattamente cosa può o non può fare quella loco.

In assenza di dinamometro, si può semplicemente comporre un treno, pesarlo, e vedere come se la cava la loco. Ma qui entrano in campo altre variabili, come la scorrevolezza dei carri, la pendenza, l'attrito dei bordini sul lato interno del fungo in curva, ecc ecc.
Autore:  Giacomo Spinelli [ 04/02/2021, 18:15 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
No Ugo, o almeno non in quel senso. Dico solo che, secondo me, tentare di fare un raffronto in scala tra carri (o carrozze) veri e modelli che sia al di fuori del semplice rapporto dimensionale non porta a niente... la differenza di pesi e masse è talmente spropositata che non è proponibile, e soprattutto c'è di mezzo il limite della resistenza dei ganci, che nei modelli è infinitamente più grande che nei mezzi veri... forse il rapporto volumetrico tra reale e modello è in scala (in fin dei conti il volume non è altro che un rapporto tra le misure lineari, almeno a grandi linee), ma serve a poco. Prendiamo un parallelepipedo di metallo, ovviamente avrà delle misure, un certo peso e un certo volume ok? Se ne facciamo un modello in plastica le misure saranno in scala, magari il volume pure, ma il peso non sarà nemmeno lontanamente rapportabile alla scala di riduzione, non sò se mi spiego (diceva il paracadute...). Se una loco modello riesce a trainare 50 carri in scala, la corrispondente nel reale dovrebbe come minimo trainarne un 200 (calcolo molto a occhio ovviamente), cosa direi impossibile.
In pratica se un carro vero pesasse (diciamo) 20 tonnellate, se si volesse fare il rapporto, oltre che dimensionale, anche di peso, in scala dovrebbe pesare 125 kg, e francamente mi pare che i nostri modelli pesino decisamente meno...
Ripeto, questo è quello che penso io, e non essendo certo un matematico o un fisico potrei pure dire emerite cavolate, ma a naso la vedo così...
Autore:  massimo di giulio [ 04/02/2021, 18:47 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
125 kg è sbagliato!!!
il rapporto 1:160 vale per una dimensione, ma il volume è tridimensonale, per cui devi dividere tre volte, come ha scritto Francesco, che non per niente è laureato in ingegneria!!!

20000 kg / (160^3) = 0.0049 kg, circa 5 grammi.

Non siamo molto lontani, almeno come ordine di grandezza, da quanto si calcola con norma NEM 302 ("Massa dei vagoni") citata da Gianni:.
20 tonnellate è circa la massa di un bagagliaio a due assi DI90000, lungo 12540 mm
In scala N è lungo 78 mm, per cui deve avere una massa di 0,17 gr/mm * 78 mm = 13 grammi (eventualmente maggiorata di +30% fino a 17 gr).
Per la cronaca il mio, in ottone fotoinciso, pesa 18 grammi.
Autore:  Vittorio Vegetti [ 04/02/2021, 19:07 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
Non so se il rapporto di scala è mantenuto anche per le locomotive vere/modello
Ma è mantenuto tra loco N e H0.
Una loco elettrica in N pesa mediamente 80g, in H0 550g. Quindi (160/87)^3=6.22 e direi che ci siamo.
Una carrozza in N pesa circa 40 g e in H0 140 g. Non ci siamo con il rapporto volumetrico, ma ci siamo con un rapporto di superficie (160/87)^2=3,38.
Mi sono dato la spiegazione che mentre una loco è "piena", una carrozza è un "foglio ripiegato".
Ma accetto altre spiegazioni...
Autore:  massimo di giulio [ 04/02/2021, 19:20 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Prove di trazione
Ricordate che tra il volume e il peso c'è... la densità!
Al vero i rotabili sono tutti metallici e pieni di attrezzature, ma con molti vuoti, i modelli sono al 90% in plastica, con opportune zavorre, mentre le loco sono principalmente in metallo e con zavorre che riempiono il più possibile.
Un confronto meccanicistico è inutile.
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