Höyryvedon kustannukset dieseleihin verrattuna

vompatti · 14 Joulukuu 2007

Vs: VR:n henkilöliikenteen strategia

SD202 sanoi:
Sen sijaan unkarilaiset saivat tilata GM-Nohabin tuotteita, vaikka maa oli vielä tiukemmin Neuvostoliiton vaikutuspiirissä kuin Suomi.

Ei kukaan ole väittänyt, että Neuvostoliitto olisi estänyt EMD-Nohabien ostamisen. Kielto olisi voinut tulla Suomen sisältä.

Unkari ei saanut ostaa toista sarjaa Nohabeja, vaan joutuivat ottamaan vastaan suuren erän ukrainalaisia prototyyppiasteelle jääneitä vetureita. Onko kenelläkään tietoa M62-veturin esikuvasta? Onko M62 etäinen kopio M62-veturista tai onko EMD-Nohab vaikuttanut merkittävästi M62-veturin suunnitteluun?

PNu · 14 Joulukuu 2007

Edellä esitettyjen höyryveturin hulppeiden teho- ja vetovoimakäyrien osalta on syytä korostaa, että niissä oletetaan höyryn syntyvän tyhjästä eli vertaillaan ikiliikkujan tavoin toimivaa höyryveturia oikeaan dieselveturiin. Höyryveturi ei kuitenkaan oikeasti ole ikiliikkuja, vaan höyrykattilan teho rajoittaa käytettävissä olevan höyryn määrää. Siksi reaalimaailman höyryveturin ja reaalimaailman dieselveturin välillä pätee tehon ja vetovoiman suhteen, mitä kerroin jo tässä viestissä.

PNu · 14 Joulukuu 2007

Täältä voi lukea, minkälaisia tuloksia saavutettiin käytännön koeajoilla, kun 30-luvun dieselveturi laitettiin kilpailemaan parhaimpia höyryvetureita vastaan.

They pitted the 103 against the most impressive steam power of the day. The results always were the same, as the new diesel-electric proved its superiority time and again. Steam freight schedules were consistently beaten for comparable tonnage hauls.

One of the best “test tracks” was the Baltimore & Ohio’s Cumberland Division, especially its West End. Along that road are several summits, tunnels and 2.2 percent grades. The toughest climb on the division for eastbound coal is an 11.4-mile stretch of 2.2 percent grade from M&K Junction to Terra Alta, W. Va. The B&O typically used a 2-8-8-0 with two 2-8-8-0 helpers at 4590 adjusted tons to run the route. This consist took 80.5 minutes to run the section, averaging 8.4 mph. But when No. 103 left M&K with 1952 adjusted tons, it made the run to Terra Alta in 41.3 minutes -- alone -- and averaging 16.6 mph.

Even though 103 was a freight locomotive, it also made its point in passenger service during the test period. The Northern Pacific, at the end of its tonnage tests, hooked up the diesel units to its trains 1 and 2, the North Coast Limited, between Livingston and Missoula, Mont. This 240-mile stretch of mountain road rose more than 2000 feet in altitude, over 2.2 percent grades. A 4-6-6-4 could handle 10 cars alone, required one helper for 12 cars and two for more than 12 cars. The schedule was 6 hours 30 minutes westbound and 6 hours 38 minutes eastbound. With 103 at the head of a 17-car train, the westbound trip took 6 hours 19 minutes; the eastbound 6 hours 24 minutes.

By the end of the 11-month testing phase, the diesel’s hauling power was uncontested.

sane · 14 Joulukuu 2007

Tuli tässä mieleen, että olisiki diesel-sähköiseen veturiin mahdollista rakentaa samantyylistä "tehoreserviä" kuin höyryvetureissa on esimerkiksi superkondensaattoreiden avulla?

Antero Alku · 14 Joulukuu 2007

PNu sanoi:
Edellä esitettyjen höyryveturin hulppeiden teho- ja vetovoimakäyrien osalta on syytä korostaa, että niissä oletetaan höyryn syntyvän tyhjästä eli vertaillaan ikiliikkujan tavoin toimivaa höyryveturia oikeaan dieselveturiin.

Ei oleteta, vaan kuten tämän viestini lopussa mainitsin, käyrissä ei ole ole otettu huomioon höyrykattilan ominaisuuksia:

Antero Alku sanoi:
Linkattu kuva ja edellä oleva selostus ovat periaatteellisia, eivätkä ne ota huomioon todellisuudessa vaikuttavia erilaisia häviöitä. Tässä olen verrannut höyrykonetta ja dieselmoottoria veturin voimanlähteenä ottamatta huomioon höyryveturin kattilan ominaisuuksia.

Olen selostanut höyrykoneen periaatteen veturin voimakoneena tässä viestissä. En nyt löydä, olenko selostanut jossain höyrykattilan periaatteen. Mutta kattilan koko ja höyryntuottokyky yhdessä määräävät sen, miten pitkän ajan kuvatut teho- ja vetovoimakäyrät toteutuvat kattilan ja höyrykoneen yhdistelmässä.

Olennaista suhteessa dieselmoottoria voimakoneena käyttävään veturiin on, että höyrykattilassa on aina tehoreservi, joka mahdollistaa höyrykoneen hetkellisen käytön kattilan jatkuvaa tehoa suuremmalla teholla. Dieselveturissa ei tällaista reserviä ja hetkellisen ylitehon käytön mahdollisuutta ole.

Kattilan ominaisuuksista riippuu, miten kauan tehoreservi on käytetetävissä esim. mäkien nousuissa tai junan kiihdytyksessä.

Höyryveturin jatkuva, kattilan jatkuvaan tehoon perustuva vetovoimakäyrä on tietenkin samanlainen kuin dieselveturilla, eli höyryveturi ei ole siinä dieselveturia parempi tai huonompi.

Antero

Antero Alku · 14 Joulukuu 2007

sane sanoi:
Tuli tässä mieleen, että olisiki diesel-sähköiseen veturiin mahdollista rakentaa samantyylistä "tehoreserviä" kuin höyryvetureissa on esimerkiksi superkondensaattoreiden avulla?

Kyllä. Esimerkiksi nykyään esillä olevat hybridihenkilöautot tai -bussit toimivat juuri niin. Tosin eivät sen vuoksi, että polttomoottorista olisi tehty pienempi kuin mitä haluttu kiihtyvyys vaatii, vaan energian säästämiseksi muuttamalla jarrutusenergia lämmön sijasta sähköksi, joka voidaa käyttää uudelleen liike-energiaksi.

Höyryveturin tehoreservi on tietenkin näihin verrattuna epätaloudellinen, koska tehoreserviä käytettäessä höyrykone toimii huonommalla hyötysuhteella kuin jatkuvalla taloudellisella teholla. Eikä höyryveturi käytännössä ota talteen liike-energiaa, vaikka periaatteessa höyryveturi kykenee jarruttamaan siten, että höyrykone käännetään pumpuksi joka nostaa kattilan painetta.

Antero

PNu · 14 Joulukuu 2007

Höyryveturia voidaan toki hetkellisesti ylikuormittaa antamalla kattilapaineen tai kattilan vedenpinnan korkeuden laskea, jolloin höyryveturi voi ylittää jatkuvan tehon arvon. Höyryveturissa ylikuormittamisen mahdollisuus on kuitenkin niin pieni, ettei sillä ole tämän höyryvetureiden ja dieseleiden välisen vetokyvyn vertailun kannalta suurtakaan merkitystä. Tämä nähdään edellä linkittämistäni GM:n koeveturin 103 tekemistä testeistäkin. Höyryveturit jäivät selvästi toiseksi ylikuormittamisen mahdollisuudesta huolimatta.

vompatti · 14 Joulukuu 2007

PNu sanoi:
Täältä voi lukea, minkälaisia tuloksia saavutettiin käytännön koeajoilla, kun 30-luvun dieselveturi laitettiin kilpailemaan parhaimpia höyryvetureita vastaan.

Tältä samalta koejaksolta on muistaakseni pidempi kirjoitus Classic Trains -lehden erikoisnumerossa Diesel Victory. Lehti on saatavissa täältä.

Antero Alku · 14 Joulukuu 2007

PNu sanoi:
Höyryveturissa ylikuormittamisen mahdollisuus on kuitenkin niin pieni, ettei sillä ole tämän höyryvetureiden ja dieseleiden välisen vetokyvyn vertailun kannalta suurtakaan merkitystä.

Tätä tehoreserviä käytetettiin jatkuvasti liikkeellelähdöissä ja ylämäissä. Molemmat ajettiin aina suurella täytöksellä ja siten käytettiin suurempaa tehoa kuin kattilan jatkuva teho.

Antero

Mikko Laaksonen · 14 Joulukuu 2007

PNu sanoi:
Täältä voi lukea, minkälaisia tuloksia saavutettiin käytännön koeajoilla, kun 30-luvun dieselveturi laitettiin kilpailemaan parhaimpia höyryvetureita vastaan.

Eikö juuri ko. artikkeli osoita arvon keskustelijoille, että olisi ollut varsin mahdotonta lähteä dieselöimään Suomea ennen toista maailmansotaa?

Kyseinen dieselveturityyppi, jollaiset artikkelin mukaan nimenomaan osoittivat dieselin yleisen käyttökelpoisuuden, tulivat käyttöön syksyllä 1939. Samaan aikaan Euroopassa toinen maailmansota oli jo alkanut.

Se, että Suomessa dieselöinti alkoi laajassa mitassa vasta 1950-luvun loppupuoliskolla, on hyvin helposti selitettävissä kahdella historiallisella tosiasialla:
- Dieselveturi oli teknologiana kehittynyt käyttökypsäksi vasta juuri ennen toista maailmansotaa, joten sitä ei ehditty ottaa käyttöön Suomessa ennen sotaa.
- Nykyisen kaltainen öljypohjaisten polttoaineiden jakeluverkosto syntyi Suomeen vasta sodan jälkeen ja ensimmäinen öljynjalostamo (Naantali) aloitti 1958.

PNu · 14 Joulukuu 2007

Liikkeellelähdöissä ei suinkaan käytetty kattilan jatkuvaa tehoa suurempaa tehoa. Esim. Hv3:n höyrykoneesta saatiin irti 75 kN:n vetovoima. Tämä vastaa nopeudella 5 km/h ainoastaan 142 hv:n tehoa vetopyöriltä mitattuna. Hv3:n kattila kykeni kuitenkin tuottamaan höyryä määrän, joka vastasi yli 800 hv:n tehoa vetopyörillä. Ongelma oli siinä, ettei Hv3:n höyrykone pystynyt 5 km/h ajettaessa hyödyntämään kattilan tuottamasta tehosta kuin pienen osan, koska koneen iskuluku oli vähäinen ja hyötysuhde suuren täytöksen takia olematon. Tässä näemme taas kerran syyn höyryveturin vaatimattomaan vetokykyyn pienillä nopeuksilla.

Jos muuten höyrykoneelle piirretään teho- ja vetovoimakäyrät ottamatta huomioon kattilaa niin teho on tällöin kaikilla nopeuksilla 0 hv ja vetovoima kaikilla nopeuksilla 0 kN. Mikäli käyrillä esiintyy muita arvoja, on kysymyksessä ikiliikkuja, koska höyry syntyy silloin tyhjästä. Oikeassa höyryveturissa on sekä kattila että höyrykone ja siksi teho- ja vetovoimakäyrilläkin on merkitystä vain, kun molempien asettamat rajoitukset on niissä huomioitu.

sane · 14 Joulukuu 2007

Antero Alku sanoi:
Kyllä. Esimerkiksi nykyään esillä olevat hybridihenkilöautot tai -bussit toimivat juuri niin. Tosin eivät sen vuoksi, että polttomoottorista olisi tehty pienempi kuin mitä haluttu kiihtyvyys vaatii, vaan energian säästämiseksi muuttamalla jarrutusenergia lämmön sijasta sähköksi, joka voidaa käyttää uudelleen liike-energiaksi.

Miksi näin ei sitten käytännössä tehdä? Onko tekniikka liian kallista, vai veisikö järkevän tehoreservin suoma kondensaattorisysteemi liikaa tilaa? Kondensaattorit luonnollisesti saisi ladattua helposti alamäissä, mutten ole tarpeeksi perehtynyt juna- tai kondensaattoritekniikkan kyetäkseni tekemään järkeviä laskelmia aiheesta.

PNu · 14 Joulukuu 2007

Mikko Laaksonen sanoi:
Eikö juuri ko. artikkeli osoita arvon keskustelijoille, että olisi ollut varsin mahdotonta lähteä dieselöimään Suomea ennen toista maailmansotaa?

Onko täällä joku sanonut, että Suomi olisi pitänyt dieselöidä ennen toista maailmansotaa? Itse kirjoitin täällä Suomelle olleen pelkästään eduksi, etteivät dieselöinti ja sähköistys edenneet ennen sotia. Sen sijaan on ollut puhetta, että dieselöinti olisi voitu aloittaa jo aikaisemmin 50-luvulla. Nythän höyryvetureita tehtiin vuoteen 1957 asti, vaikka dieseltekniikka oli maailmalla käyttökelpoista jo 30-luvulla.

Mikko Laaksonen sanoi:
Kyseinen dieselveturityyppi, jollaiset artikkelin mukaan nimenomaan osoittivat dieselin yleisen käyttökelpoisuuden, tulivat käyttöön syksyllä 1939. Samaan aikaan Euroopassa toinen maailmansota oli jo alkanut.

Siis tämä FT-sarja esiteltiin syksyllä 1939. Yhdysvalloissa valmistettiin muita dieselveturityyppejä jo aikaisemmin.

Mikko Laaksonen · 14 Joulukuu 2007

Vs: VR:n henkilöliikenteen strategia

Olet ainakin itse puhunut 1930-luvusta jo tässä viestissä.

PNu sanoi:
Sen sijaan jo 30-luvullakin dieselvetureiden etuja höyryveturiin nähden (...)

Linkkaamassasi esitteessä käy ilmi, että EMD-103 - proto (v. 1939) oli ensimmäisen massatuotetun tavarajunadieselin prototyyppi:

Linkkaamasi esite sanoi:
This lead unit of the four-unit EMD-103 demonstrator locomotive became the prototype of the first mass-produced diesel-electric locomotives used for freight service in the United States. They rapidly replaced the steam locomotive.

Tämä viittaa siihen, että aikaisemmat veturisarjat ovat olleet luonteeltaan pieniä koesarjoja tai erikoistarkoituksiin aiottuja.

En pidä kovinkaan suurena virhearviona, että höyryvetureita hankittiin Suomessa niin kauan kuin dieselveturien polttoainehuolto oli epävarmaa. Viimeiset höyryveturit valmistuivat 1957 ja Suomen ensimmäinen öljynjalostamo 1958.

PNu · 14 Joulukuu 2007

Vs: VR:n henkilöliikenteen strategia

Mikko Laaksonen sanoi:
Olet ainakin itse puhunut 1930-luvusta jo tässä viestissä.

Viittasin siihen, että dieselvetureiden tekniikka kehitettiin toimivaksi jo 30-luvun aikana. Tämä ei tarkoita, että Suomen olisi pitänyt olla ensimmäinen käyttöönottaja.

Mikko Laaksonen sanoi:
Linkkaamassasi esitteessä käy ilmi, että EMD-103 - proto (v. 1939) oli ensimmäisen massatuotetun tavarajunadieselin prototyyppi:

Tavarajunadiesel on tässä juuri avainsana. Yhdysvaltojen ensimmäiset dieselveturit oli näet tarkoitettu matkustajajunakäyttöön. Tässä ketjussa on tainnut jo muutamaan kertaan tulla esille, että dieselveturit kehitettiin moottorivaunuista.

Mikko Laaksonen sanoi:
En pidä kovinkaan suurena virhearviona, että höyryvetureita hankittiin Suomessa niin kauan kuin dieselveturien polttoainehuolto oli epävarmaa. Viimeiset höyryveturit valmistuivat 1957 ja Suomen ensimmäinen öljynjalostamo 1958.

Tosin höyryvetureiden kanssa oltiin hyvin pitkälle hiilestä riippuvaisia, koska puu ja turve ovat niin huonoja polttoaineita. Hiiliriippuvuus koskee nimenomaan Hr1:n ja Tr1:n kaltaisia suuria höyryvetureita, joita 50-luvulla hankittiin.

Entäs Tr2, jota kaavailtiin vakavissaan VR:n standardiveturiksi tavaraliikenteeseen. Miten sen lämmitys olisi hoidettu haloilla tai turpeella?