ZDM1a - Technische Abklärungen

[binario uno]

Guten Abend Ihr Buntbahner

Ich möchte zur Abwechslung eine Diesellok bauen, da dies gut zu meinem laufenden
Indien-Wagen-Projekt passt, das ich nächstens vorstellen werde. Ein hilfsbereiter
Buntbahner beschäftigt sich im Moment damit - schon mal herzlichen Dank

Die Lok hat kein direktes Vorbild aber sie ist ein

glaubhaftes Fantasiemodell

NDM1a_Zusammenstellung_Front (binario uno)



NDM1a_Zusammenstellung_Seite (binario uno)

Achtung: Die Lok ist noch nicht fertig konstruiert, es fehlen Lüfter usw...)


Als Basis dient ein O.S. LA40 Verbrennungsmotor, als Generator ein Engel 24V-Motor.

Das Antriebsprinzip habe ich mir folgendermassen zurecht gelegt (Achtung: Ich
habe nur sehr wenig Ahnung von der Elektrik und drücke mich daher wahrscheinlich
nicht korrekt aus):

Der O.S. LA40 treibt über eine Kupplung den Engel-Motor 1:1 an.
Dieser liefert ... - 24V, wie gross die Spannung im Leerlauf ist, muss im Test-
aufbau ermittelt werden.

Als erste Stufe sorgt ein Gleichrichter dafür, dass auch Gleichstrom ins "Netz" fliesst.

Danach wird die Spannung mit einem Transformator auf ... - 12V
reduziert, gefolgt von einer Spannungsbegrenzung die maximal 12V durchlässt
und den Rest in Wärme umwandelt.

An dieser Stelle werden drei verschiedene Dinge angeschlossen:

1. Lüfter
4 12V-PC-Lüfter sorgen dafür, dass die Kühlluft auf der einen Lokseite hinein auf
den Motor geblasen wird und auf der anderen Lokseite beim Spannungsbegrenzer
wieder ausgeblasen wird.

2. Beleuchtung
Die Frontbeleuchtung wird mittels einer weiteren Stabilisierung auf 9V begrenzt.
Dies, damit sich eine schön schummrige Beleuchtung ergibt.

3. Fahrmotoren
Über einen mechanischen Fahrtenregler werden die vier fido'schen Tatzlager-Antriebe
mit Spannung versorgt. Die Motoren sind parallel geschaltet.

Fahrbetrieb
Mittels einer externen Stromquelle wird der Verbrennungsmotor mittels des Generators
gestartet (Anschlüsse für Starter & Glühkerze ausser halb der Lok).
Dann wird auf Fahrbetrieb umgeschaltet und der Generator liefert und die
Spannung an den Fahrtenregler, der Motor ist immer noch im Leerlauf. Wird der
Fahrtenregler geöffnet setzt sich die Lok in Bewegung, die Drehzahl des Verbrennungs-
Motor muss mit dem anderen Kanal nachgeregelt werden.


Buntbahn_001 (binario uno)



Buntbahn_002 (binario uno)



Meine Frage nun an die Buntbahner, die entweder Erfahrung mit Live-Diesel-Modellen
haben oder fundierte Elektronikkenntnisse besitzen:

Habe ich grundlegende Denkfehler in meiner Schaltung drin
Und wie könnten die Bausteine aussehen

Die Mechanik drum herum macht mir weniger sorgen

[UKB]

Hallo binario uno

Hört sich erstmal gut an bis auf einen Fehler in der Reihenfolge:

Erst wird heruntertransformiert, dann gleichgerichtet, anders rum geht es nicht.

Wenn der "Engel" Motor aber schon Gleichstrom / spannung liefert, dann ist der Begriff transformieren falsch, dann muß die Generatorspannung nur begrenzt oder geteilt werden. Ein Gleichrichter macht dann auch keinen Sinn. Vieleicht ist eine Pufferung mit einem Kondensator nötig. Je länger und öfter man den Beitrag liest, umso mehr Fragen tauchen auf.
Am besten du zeigst mal den Entwurf einer Schaltung. Die sagt wie ein Bild mehr als tausend Worte.

MFG
Alfred

[binario uno]

Hallo UKB

Ich habe mir vorgestellt, dass das ungefähr so rauskommt

Ich werde meine Schaltung aufzeichnen und dann hier einstellen.
Die Lok kann ich ja mal beginnen...

Vielen Dank

[fido]

Hallo Christoph,

ah, n'Live-n'Diesel!

Ich finde es toll, das es jetzt auch bei Dir diesel wird. Ein Tipps kann ich gerne beisteuern.

Ich beginne mal mit dem Lokkasten. Auf den ersten Blick scheinen die Fenster sehr tief zu sitzen. Wenn Du Dir ein Vorbildfahrzeug anschaust, wirst Du feststellen, dass der Innenboden meistens sehr hoch liegt, weil die Drehgestelle mit den Fahrmotoren (oder das Getriebe) sehr viel Platz unter dem Boden verschlingen. Nimm eine große Figur in 1:22,5, stelle sie auf den hochliegenden Boden und Du hast am Kopf die Position des Fensters sowie die Höhe der Türe.

Weiter zur Bordelektrik. Es ist geschickt, sich in der Lok auf eine Versorgungsspannung wie 12V festzulegen. 12V deshalb, weil die üblichen Schnelladegeräte max. 10 Zellen NiMh Akkus laden können. Wenn es Dein Ladegerät hergibt, kannst Du auch 12 oder 14 Zellen verwenden. Deinen Empfänger schließt Du über einen Festspannungsregler (7805 oder 78S05) am Hauptakku an.

Mit diesem Hauptakku starten wir über den Generator-Motor den Verbrennungsmotor. Mit einem externen Akku zum Starten wirst Du nicht glücklich werden, denn leider geht ein Verbrennungsmotor, gerade unter der Drehdrehzahl, auch mal selbst aus. Das heisst, dass der Elektromotor an Deinem Bordakku den Verbrennungsmotor sicher starten muss und dazu ist hohes Drehmoment nötig. Ob das Dein 24V Elektromotor schon bei 12V schafft, musst Du selbst ausprobieren. Falls nicht, ist an ein anderer Elektromotor (z.B. Gefeg für 12V) die bessere Wahl. Zum Starten empfehle ich einen billigen Flugregler (hierzu gibt's von mir einen eigenen Beitrag im Forum).

Kommen wir zu den Spannungen. Modell-Verbrennungsmotoren bei Nenndrehzahl hören sich in meinen Ohren mehr als gruselig an. Neben dem Krach ist der Klang überhaupt nicht vorbildgetreu. Dagegen tuckert ein 2-Takter bei ca. 800 U/Min oder weniger sehr realistisch und bis ca. 2000-4000 U/min bleibt der Klang oft gut - dies hängt aber extrem vom Motor ab. Daher empfehle ich den Einbau einer großen Schwungscheibe am Verbrennungsmotor und die Drosselung der Drehzahl.

Ich würde den Motor so einstellen, dass er am Generator unter Last ca. 8 (Knüppel der Fernsteuerung unten) bis 15 V (Knüppel ganz oben) liefert (so ist es auch in meiner Bombe). Damit erübrigt sich auch eine Spannungsbegrenzung. Bei 15V kannst Du bereits den Akku aus 10 Zellen während der Fahrt nachladen.

Am Elektromotor/Generator fällt im Betrieb eine wellige Gleichspannung ab. Daher ist eine Glättung mit großen Elkos (ab 2200yF) notwendig. Für den Antrieb der Fahrmotoren gibt es zwei Wege. Entweder Du verzichtest auf den Fahrtenregler zugunsten einer relativ komplizierten Elektrik mit Bremse und wird mit tollen Fahreigenschaften belohnt, oder Du gehst den einfachen Weg mit einem Fahrtenregler.

Als Fahrtenregler empfehle ich einen elektronischen Flugregler, der für mindestens 18V ausgelegt sein soll (gibts z.B. günstig bei Conrad). Denn die Leerlaufspannung am Generator darf nie höher als die maximale Eingangsspannung am Fahrtenregler werden und ein paar Volt zur Sicherheit spart Geld. Die Umschaltung vorwärts/Rückwärts machst Du entweder mit zwei Mikroschaltern auf einem kleinen Servo oder mit einem elektronischen 2-Kanel Schalter mit Relais. Im Fahrtenregler sollte eine Bremse eingebaut sein, damit Dein Modell trotz freilaufender Getriebe auch wieder zum stehen kommt.

Wenn Du Tatzlager mit Faulis einbaust, die eine sehr geringe Stromaufnahme haben, könntest Du auch vor dem Fahrtenregler die Spannung auf 12V begrenzen (78S12 mit Kühlkörper). Mehr als 2A (=24W) ist in diesem Fall aber nicht 'drin. Als Fahrtenregler käme dann ein Vorwärts-Rückwärts-Regler mit Bremse für 6-12V in Frage (z.B. Rookie 20 von Robbe).

Da bei Belastung die Drehzahl des Verbrennungsmotors abfällt, sollte man diese nachregeln. Das geht am einfachsten mit einem Mischer, über den Du ein paar % des Fahrtenregler-Stellwegs auf den Stellweg des Verbrennungsmotors mischt. Also desto schneller Du fährst, desto mehr Gas gibt der Verbrennungsmotor. So einem Mischer findest Du inzwischen in den meisten FM-Anlagen (z.B. Graupner MC-10, MC-12), die minimale Programmierung zulassen.

Bei der Lüftung würde ich nur kleinen Aufwand treiben. Bei meinem Schienen-LKW saugt nur ein einzelner kleiner Lüfter Luft von außen an und bläst sie direkt auf die Kühlrippen des Verbrennungsmotors. Wenn Du auf Nummer sicher gehen willst, dann baue einen 80x80mm Lüfter (12V) ein und blase über eine Hutze die Lüft auf den Motor. Geschickt ist es, auf der anderen Seite die Luft aus dem Gehäuse entweichen zu lassen.

Schließlich zwei Anmerkungen zur Auspuffanlage. Ich empfehle einen großen Schalldämpfer hart zu löten, denn ein leises Modell macht mehr Spaß. Zweitens solltest Du in einem Behälter das Öl abscheiden und sammeln, denn mit Öl, das aus dem Auspuff spritzt, macht man sich auf fremden Anlagen keine Freunde.

Ich wünsche viel Spaß beim weiteren Gelingen.

[binario uno]

Hallo fido

Vielen herzlichen Dank, dass du dir für diese Ausführungen Zeit genommen hast

Ich werde diese Fülle von Daten mal verarbeiten und mir die nötigen Komponenten
zusammensuchen und einen Testaufbau auf dem Motorträger bauen.

Den Wagenkasten werde ich noch mal anschauen und die vergleichbaren Vorbilder
studieren. Grundsätzlich ist der Kasten von der Geometrie her den Standard-
Wagen der Western Railway abgeguckt. Auch die Drehgestelle stammen daher.
Diese Wagen haben die Fenster noch tiefer Aber es ist klar, dass der
Führer ja zu den Fenstern rausgucken können muss, was wahrscheinlich nur
im Sitzen geht.

Das Modell ist übrigens im Massstab 1:19 gehalten, was eine Spurweite von 2'6"
darstellt.

Nochmals herzlichen Dank und viele Grüsse

[matthias]

Hi Christoph


Cooles Projekt. Ich warte noch auf das Motörchen von Ottmar (na wo bleibste denn?!). Ich hab ihm eins abgekauft und möchte ihm eins abkaufen um mal ebenfalls eine Bombe zu basteln.


Liebe Grüsse
Matthias

[ottmar]

...ja, ja etwas Geduld Matthias,

sobald die Tiefdruckgebiete über der Schweiz weg sind, bekommst Du Deinen Motor.

Apropos Motor, eigentlich hat Fido schon alles gesagt. Nur der V-Motor, insbesondere der OS LA braucht eine sehr gute Kühlung. Er hat im Verhältnis zur Leistung eine recht kleine Kühlfläche -optimiert eben für Flugmodelle - außerdem erscheinen mir 6.5 cmm recht viel Hubraum und erfodert daher recht viel Startdrehmoment. Ob das der Generator bei 12 Volt schafft, könnte knapp werden. Also der GEFEG M40 I mit ca. 2.5 bis 3.5 ccm Zweitakter ist da schon deutlich einfacher zu beherrschen. Übrigens sind gerade 2-Takter etwas empfindlich im Bezug zum Auspuss-System. Zu viel Gegendruck lässt die Leistung sinken, die Temperatur-Spitzen IM Motor nehmen zu. Zu wenig ist auch nicht optimal beim Zweitakter - interssanter weise sinkt dann das Drehmoment bei der Wunschdrehzahl von 3000 bis 4500 min-1

Aber viel Spass beim Basteln.

Gruß Ottmar

PS: Das MIB Tram hatte bei insgesamt 5 Stunden Laufzeit in Schkeuditz nicht einen Motorabsteller oder sonst irgendwelche Zicken gezeigt.

[fido]

Nur der V-Motor, insbesondere der OS LA braucht eine sehr gute Kühlung. Er hat im Verhältnis zur Leistung eine recht kleine Kühlfläche -optimiert eben für Flugmodelle

Hallo Ottmar,

stimmt, dies fiel mir noch nicht auf. Bei 2-Taktern ist man mit Motoren mit Extemkühlkörpern für Autos besser aufgehoben.

PS: Das MIB Tram hatte bei insgesamt 5 Stunden Laufzeit in Schkeuditz nicht einen Motorabsteller oder sonst irgendwelche Zicken gezeigt.

Klar, etwas anderes hätten wir von Dir ja auch nicht erwartet

Das meine Motoren noch manchmal ausgehen, liegt vermutlich auch daran, dass ich meine Motoren extem langsam laufen lassen (es lebe das Tug-tug-tug-tug...) und ich beim Werkstattwagen wieder neu mit Störungen zu kämpfen habe. Mein Fido-Diesel tuckerte in FFM allerdings auch eine Stunde im Leerlauf...

[ottmar]

Hallo Fido,

zu viel des Lobes. Die neue Zahnraddiesellok erlitt auf 250 Promille mit Testzug einen Getriebeschaden - Zahnrad dreht sich jetzt "frei" auf der Welle...

Nein die Bemerkung war er ehr als Durchhalteparole gemeint - gerade am Anfang stellt sich doch ungemein viel Frustpotential in den Weg zur Live Diesel Lok

Gruß Ottmar

[binario uno]

Guten Morgen

Ich hab mal den ersten von Fidos Hinweisen bearbeitet und und habe mal zwei
1m80cm-Inder stehend und sitzen an die Lok projeziert. Tatsächlich mussten die
Fenster noch ein bisschen rauf Danke Fido


Grössenvergleich (binario uno)

Quelle der Figurenbilder: Robert Bennett

Geänderte Fenster (binario uno)


Jetzt sieht er schön zum Fenster raus, wenn er sitzt, stehend hat er so oder so keine Chance