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Potencia y capacidad de arrastre. Locomotoras Confederación.

Foro para tratar temas sobre ajuste y mejora de los parámetros de los archivos ENG y WAG

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Notapor Jmlozano » Vie Dic 15, 2006 2:49 pm

Pues eso es lo que he hecho yo. Por cierto, la locomotora si que he podido verla, en otra ruta, claro. Paciencia. Volveré a intentarlo.
Gracias de todas formas.
JML.
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NO BUSQUES MÁS: YA LO TENGO.

Notapor Jmlozano » Vie Dic 15, 2006 5:28 pm

El único problema es que requiere tener instalado Xtracks y no me había dado cuenta. Gracias por todo y disculpad por haceros perder el tiempo.
JML.
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Re: Potencia y capacidad de arrastre. Locomotoras Confederac

Notapor jalsina » Sab Dic 16, 2006 2:02 am

Jmlozano escribió:....... había puesto en una de las lineas del fichero una potencia máxima de 2700 cv, y un esfuerzo de tracción de 14970 kgs., cuando creo que es de todos conocido que estas locomotoras pasaron de 4000 cv de potencia y probablemente superaron los 16.000 kg de esfuerzo de tracción. cifra que aparece en las fichas de parque motor de Renfe. Como he visto que estos temas han sido foro de muchas opiniones, solo me gustaría conocer si alguno de los que participan habitualmente en este ha modificado estos valores en el fichero para ajustarlos a la realidad, y cuales han sido los valores introducidos.
Gracias por anticipado.


Hay dos puntos que quiero responder aquí, uno el de la Confederación, el otro las respuestas sobre las variables de los ENG.

No tengo el cuaderno de Antoni Moragas de la Confederación pero estoy seguro que la Confederación tiene el record español de potencia para una máquina de vapor y si mal no recuerdo, este record fue exactamente de 4000 CV medido un dia X arrastrando un tren. Por tanto la potencia nominal es definitivamente inferior a 4000 CV.

La potencia en una locomotora de vapor viene dada por el volumen de los cilindros (diámetro – carrera), la presión de la caldera, la apertura de la distribución (cutoff), el diámetro de las ruedas motrices (acopladas) y el peso sobre las ruedas motrices, el cual es menor al peso de la locomotora (60-80%.

Si mal no recuerdo la Confederación solo tenía dos cilindros (no tres como la 151 Santa Fe), de diámetro 640 mm y carrera 710 mm. En comparación cada cilindro de la 240 Mastodonte tenía un diámetro de 610 mm y la misma carrera. A presión de la caldera igual (asumo que la presión de la Confederación puede haber sido ligeramente superior) estas dos locomotoras serían casi iguales, si no fuera por la gran diferencia de peso y el diámetro de las motrices (en contacto con el riel).

Por otro lado la velocidad tope de pruebas de la Confederación (140 kph) era superior a la Mastodonte (115 kph versión fuel), o la Mikado. Por ello esa locomotora era usada casi exclusivamente para trenes de pasajeros.

Referente a los ENG, he comprobado que la mayoría de los parámetros ENG de las locomotoras a vapor tanto en trensim como en train-sim son empíricos y a veces no tienen ni pies ni cabeza. Las válvulas de seguridad están permanentemente abiertas, o abren muy frecuentemente o peor están cerradas, o la presión de la caldera cae irremediablemente hasta parar la locomotora. Aqui no hay otra que usar el fogonero automático “que siempre hace milagros”.

Para hacer un buen ENG o WAG les sugiero tener en cuenta las siguientes herramientas:

1. La herramienta steamsetup de Hill Hobbs para cálculos de vapor, potencia, esfuerzo de tracción y adhesión (aunque sobre la adhesión en máquinas de vapor todavía se discute después de 4 años que MSTS está andando). Hay ahí una herramienta adicional para calculo de fuerzas de frenado, pero en mi opinión todavía hay que trabajarla un poco.

2. Los cálculos de Joe Realmuto de fricción que permiten “tirar a la basura” los valores ridículos iniciales de Kuju, “no solamente” en las locomotoras a vapor sino en las diesel, eléctricas y vagones tanto de carga como de pasajeros. Trenes enteros con vagones sin fricción alguna, se mueven abriendo un 1% el regulador (o el mando en las diesel y eléctricas) y una vez aceleran no los para nada excepto el freno. El 90% del material rodante en los archivos de trensim tiene valores incorrectos de fricción. ¿sabían que con FCALC se puede calcular la fricción real de un vagón o locomotora en un minuto? ¿Sabían que hay un programa capaz de cambiar los cálculos de fricción automáticamente en todos los vagones que Ud tenga en su MSTS? (a pesar de que esta no es la mejor manera, al menos es mejor que nada).

3. El tutorial de Yuri Sos de longitudes correctas (en Steam4Me.com) y el saber trabajar las longitudes, centro de gravedad y acoplamientos en el ENG, les dará unos valores perfectos de apariencia entre vagón y vagón, antes de desacoplar y después de re-acoplar).

4. El conocimiento correcto de los EngineVariables. En la documentación de la 240 Mastodonte hay ciertos comentarios al respecto, pero ya conocemos un poco más que no está publicado, y que podemos discutir algún día con personas que estén dispuestas a hacer pruebas y aportar su conocimiento.

5. Por supuesto tiene que haber cierto empirismo en todo aquello que no cubre lo arriba indicado. Y en eso ayuda el manual de ENG y WAG de Rudolf Richter. Pero ojo que ahi hay problemas también y hay que saber discernir lo correcto de lo incorrecto

6. Para las Diesel están los trabajos de Física de Bob Boudoin y otros de su grupo (train-sim está lleno de mensajes al respecto) que han dejado ENG se puede decir perfectos.

Por tanto yo sugiero terminar con el empirismo de probar por ejemplo que si la 380 o la Scotsman se mueven entonces hay que arrancar de allí.

Finalmente la potencia en el ENG de vapor no parece funcionar muy correctamente si los demás valores no están bien calculados y el funcionamiento de la locomotora proviene de otros valores que si funcionan, como el esfuerzo de tracción, dimensiones de la caldera, y otras variables de vapor.

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Notapor jalsina » Dom Dic 17, 2006 2:00 am

Siguiendo con los datos de la Confederación, y habiendo consultado la fuente "Great Book of Trains" el esfuerzo de tracción era de 21.000 Kg.
El peso adherente era de 76t y el diametro de las ruedas de 1,90 mt. Confirmo que la locomotora tenia solo dos cilindros.

Haciendo comparaciones con la 240-2591 Mastodonte, el peso adherente era exactamente el mismo, o sea 76t. Las ruedas motrices 1,63 mt (mismo numero de ruedas) y el esfuerzo de tracción era de 17.910 Kg (calculados con el fator de eficiencia europeo de 0,65).

La diferencia de esfuerzo de tracción surge directamente de la relación de diametros de las motrices, factor ~1,17.
Considerando todo esto y la diferencia en las dimensiones de los cilindros antes mencionadas, pienso que la potencia nominal estaba cerca de 3.000 CV.
Hay que recordar que los 4000 CV fue en realidad un record puntual, registrado por Renfe, a una velocidad de 134 kph.

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Tren real: Confederaciones

Notapor Jmlozano » Dom Dic 17, 2006 4:56 pm

No solo en el Great Book se habla de nuestra confederación, donde no le prestan mucha atención, a persar de ser la única locomotora de vapor española que presentan.
Hay otras fuentes. Algunas de las que yo he consultado son las siguientes:
- La Construccion de locomotoras de vapor en España, de Fernando F. Sanz.
- Las grandes locomotoras de vapor en España, de Angel Maestro.
- El gran libro de las locomotoras españolas, de varios autores, entre ellos, el anterior.
- Monografía Locomotoras 3 , RENFE 242 F 2001-2010, de Antoni Moragas.
- La nueva locomotora de vapor tipo Confederación 2-4-2 F 2001 a 2010 de Renfe, del Dr. D. Jose Auge Farreras. Que yo sepa, lamentablemente sólo hay un ejemplar disponible para el público en la biblioteca de la Fundación de los Ferrocarriles Españoles, sita en Madrid, en la calle Sta. Isabel.
- La tracción en los ferrocarriles españoles, del recientemente desaparecido Justo Arenillas Melendo, gran estudioso y apasionado del ferrocarril, que está ahora siendo publicada por la revista Via Libre.
-Estudios en varias revistas especializadas, entre los que tengo unas fotocopias, creo que de la revista Carril, en las que encuentro una entrevista a D. Juan Muntané Cervelló, el proyectista de la máquina en MTM, hecha en el año 1980, cuando se acababa de jubilar.

Las opiniones de todos ellos coinciden en una cosa: La Confederación consitutuyó el mejor producto fabricado por la MTM y para España, supuso el cénit de la construcción de locomotoras de vapor. Y eso que era solo de dos cilindros. Angel Maestro opina que esta misma máquina, de ser compound y elevar su timbre a 20 kg/cm2 habría alcanzado los 5000 CV.

Pero vamos en primer lugar a sus records.

- Velocidad. Máxima velocidad alcanzada y registrada, 150 Km/h. Según Angel Maestro, D Juan del Arco, quien fue Jefe de división de Material y Tracción de Renfe , conservaba la cinta del teloc de la 2-4-2 F 2001 con dicho record.
- Potencia. En las pruebas iniciales realizadas en las rampas de La Cañada, se alcanzaron en llantas con un tren aproximadamente de 450 Tm. 3.580 CV., en rampa de 22,5 " y a 63 Kms./h., registrado por el coche dinamométrico. Según indica el mismo autor, "Posteriormente se llegaría a los 4226 CV, máxima potencia alcanzada por una locomotora de vapor, no solo en España, sino en Europa."

Servicio normal.

Las locomotoras demostraron su valía en el trayecto Avila-Miranda de Ebro, remolcando los trenes de Madrid a Irun y Bilbao, remolcando habitualmente 15-17 coches, y en ocasiones 20, es decir, un tonelaje equivalente a 600-800 Tm. haciendo de forma continuada marchas de 100 Kms/h. Esto obligaba a mantener, si mis cálculos son correctos, 3.500 CV de potencia.

El Sr. Maestro coronometró personalmente los tiempos que tardaron las confederaciones en subir las fuertes rampas de Medina a Pozaldez, comprobando que lo hacían a mayor velocidad, y por tanto, en menor tiempo, que las diesel Alco 1800 y 2100. En rampa de 11,5", con cargas de 610 TM, consegía mantener velocidades de 60 Kms/h, lo que no podía conseguir ninguna otra locomotora de vapor de viajeros en España.

¿Y todo esto, como se traduce en los ficheros *ENG? Pues es lo que he intentado hacer con las pruebas realizadas. A lo mejor me he quedado corto y deberíamos poner 200 KN de capacidad de arrrastre, que es lo que correspondería a 21.000 Kgs.

En fin, aquí teneis algunos datos más a los ya aportados.



-
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Nuevos apuntes de estas locomotoras.

Notapor Jmlozano » Mié Feb 14, 2007 11:23 am

Permitidme añadir unos datos adicionales que se olvidaron acompañar la nota anterior.
- La potencia en las locomotoras de vapor se conseguía habitualmente mediante el aumento de la presión del vapor en la caldera, incremento de las dimensiones y también de la capacidad de vaporización de las mismas; esta fue la solución que adoptaron los constructores norteamericanos, al hacer sus mastodónticas locomotoras como las Big Boy, Challenger e incluso Niágaras del último periodo del vapor;

- Después de los estudios realizados por el ingeniero francés André Chapelón, la potencia y rendimiento se incrementaron notablemente no sólo con timbres altos, de los que fue un ferviente defensor, sino sobre todo con el aumento de las secciones de paso de vapor a los cilindros.

En RENFE, que siempre se distinguieron por ser demasiado conservadores en la aplicación de estas mejoras, se decidió aplicarlas parcialmente a la nueva Confederación, aumentado las secciones de paso de vapor a los cilindros respecto a la 2-4-1 Atómicas o Bonitas, con las que compartían caldera, considerablemente. No obstante, por ese conservadurismo, se mantuvo una presión de 16 Kgs/cm2, claramente desafasada para la época.

Este aumento de las secciones produjo un notable incremento en la potencia y arranques, que las distinguían frente al resto de locomotoras, incluso las 2-4-0 Renfes, que aunque tenían un timbre mayor (17 Ks/cm2), no pudieron igualar las prestaciones de las Confederación.
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Notapor Sierra » Lun Feb 26, 2007 10:29 am

Hola a todos

Creo que este hilo trata de un tema muy interesante para cualquier locomotora de vapor, aunque no se trate de la confederación.

Ya he terminado el modelado de la garratt 462 en versiopn renfe y aunque pensaba enviarla a publicar con una copia del eng de la CA-105, creo que podria depurar un poco en ENG pues la noto un tanto falta de fuerza.

He empleado el programa Fcal para calcular la fricción y con ello he evitado que la locomotora se acelera indefinidamente hasta pasar los 200 km/h.
La potencia he puesto los 1800 cv ( 1400 KW) que indica el parque motor de renfe ( aunque me parece poco ). masa y diametro de rueda son los correctos.
Me he leido el manual de eng y wag de Rudolf Richter, pero mi ingles es muy malo y no entiendo parte de la terminologia.

Normalmente el consumo de vapor es superior a la generación, incluso yendo muy lento con el regulador e inversor casi cerrados ¿ que puedo hacer para aunmentarlo ? he probado a aumentar el fire mass ( masa de carbon incandescente ).

Saludos
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Notapor Jmlozano » Lun Feb 26, 2007 10:42 am

Pues yo en la Confe creo que lo conseguí aumentando hasta 1,8 el concepto de Boiler Efectivity. Sé que no es correcto, pero funcionó.
JML.
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Notapor Sierra » Mié Feb 28, 2007 2:28 pm

Hola a todos

He seguido comparando el comportamiento de locomotoras en el msts porque veo que la garrat no se comporta de manera correcta.
He comparado con dos de las mejores locomotoras de vapor ( y mas si nos fijamos en el eng que es lo que importa en este caso), la 240 de Jalsina y la 141 de Pere

Viendo los parametros que aparecen al pulsar F5 ( con el parche para que de mas detalles) observo que la generacion de vapor es muy baja, inferior al consumo, mientras que con las otras locomotoras la generacion es muy superior.


¿ como se hacen tablas aqui ? cuando copio y pego me las amontona, ni usando tabulacion ni usando espacios me deja hacer algo decente
Los datos que da F5 son:
Locomotora 240Mastodonte 141Mikado 462Garratt
Regulator 0,25 0,25 0,25
Cutoff 0,25 0,25 0,25
Engine Brake 0,00 0 0
train Brake 0,00 0 0
Sanding 0,00 0 0
Blower 0,19 0,21 0,19
Heating 0,00 0 0
Dampers 1,00 1 1
Cylinders cocks 0,00 0 0
Firedoor 1,00 0 0
Steam Inj 0,00 0,00 0,00 0,00 0.00 0.00
Water inj 0,0 0,0 0,0 0,0 0.0 0.0
Whistle 0,00 0 0
Waterscoop 0,00 0 0
Shovels 0,45 0 0
Bell toggle 0,00 0 0
Small ejector 1,00 1 1

Coupling 0,00 0 0
Power 836036 476143 175285
Force 48340 30464 29838(29850)
Velocity MPH 38,6877 34,5514 19,01007
Accel m/s^2 -0,002 -0,002 -0,083
Engine on Sand val 0 0 0
Last coupling 0 0 0
Buffer 0 0 0
Curve 300m 0 300m
Elevation 1,9% 2% 1,90%
Boiler Elevation 0 0 0
Meter 2470 1364 944
Speed limit 62 62 62
Fire temp 849 1000 809
Fire mass lb 1399 2575 1607
ideal 1514 2000 1800
max 3028 3000 2500
Water mass lb 3263 3473 2834
Boiler presure psi 240 210 148Steam chest pressure 48 psi 41 24
Steam Heat pressure 0 psi 0 0
Steam Gen Rate 9813 15398 3932
Steam Usage rate 5442 5641 5674
Steam cylinder rate 4542 4241 1018

Exhaust steam us. rate 4542 4241 1018
Wheel omega 3,39 3,55 1,39
Smoke colour 0,42 0,15 0,7
Smoke release rate 1 0,23 1,07
Water level 1,41 1,67 1,28
Priming 0 0 0
Blowback 0 0 0
Tender water mass lb 74800 60000 50000
tender coal mass lb 32400 24000 18000
coal burn rate 32400/2108 lb 24000/1213 lb 18000/847 lb
Energy output 0,23 0,38 0,2
max steam rate( dpy 3) 0 0 0
Usage rate 4541,67 4241,47 1018,13
Jnc State MIDDLE MIDDLE MIDDLE


Se ve que la garrat no va cara al aire ( a pesar de ser una doble tracción ). La generacion de vapor es muy inferior al cunsumo, a pesar de tener una masa de fuego y una temperatura de fuego similares a las otras dos. La consecuencia es que pierde presion, mientra que las otras estan al límite del timbre.

Otra cosa curiosa es como usa el vapor, pues en apartado Steam Cylinder Rate ( vapor que se usa en cilindros) es muy inferior, aunque el consumo total de vapor es similar.

El parametro Wheel omega, no tengo ni idea de que es, pero es mucho menor a las otras.

A ver si algun ENGiniego me echa una mano con esto.

Saludos
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Notapor javierav » Mié Feb 28, 2007 6:21 pm

Hola.

Sierra, se pueden hacer tablas, pero deben escribirse en código HTML (se puede hacer en FrontPage y mirar el código y pegarlo aquí). Por ejemplo, el siguiente código...

Código: Seleccionar todo
<table width="50%" cellspacing="2" cellpadding="1" border="0" align="center" class="forumline">
   <tr>
      <td class="row2">fila 1 columna 1</td>
      <td class="row1">fila 1 columna 2</td>
      <td class="row2">fila 1 columna 3</td>
   </tr>
   <tr>
      <td class="row1">fila 2 columna 1</td>
      <td class="row2">fila 2 columna 2</td>
      <td class="row1">fila 2 columna 3</td>
   </tr>
</table>


...produce la siguiente salida:
<table width="50%" cellspacing="2" cellpadding="1" border="0" align="center" class="forumline">
<tr>
<td class="row2">fila 1 columna 1</td>
<td class="row1">fila 1 columna 2</td>
<td class="row2">fila 1 columna 3</td>
</tr>
<tr>
<td class="row1">fila 2 columna 1</td>
<td class="row2">fila 2 columna 2</td>
<td class="row1">fila 2 columna 3</td>
</tr>
</table>


Saludos.
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Revisión de los archivos *eng

Notapor Jmlozano » Vie Mar 16, 2007 7:57 pm

Después de pasado algún tiempo desde las pruebas empíricas que realicé con la locomotora Confederación, siguiendo las indicaciones de Jorge Alsina, he utilizado la reciente herramienta publicada por Bill Hobbs en Trainsim, Steam Setup.
La lectura de las instrucciones junto con el manejo de la hoja de cálculo han sido, para mi, de una utilidad enorme. Aplicando esta herramienta para la locomotora Confederación, se obtienen unos resultados que me parecen sobresalientes, pues me han pemitido ajustar la potencia y el esfuerzo de tracción a lo que indican los diversos estudios escritos sobre la locomotora, y además, me ha dado unos valores de Ideal Fire Mass, Max Fire Mass, Coal Burnage, Max Boiler Output, Basic Steam usage, y otros, que aplicados al fichero, han mejorado el comportamiento de la locomotora apreciablemente.
También indicar que los valores de adhesión originales no se parecen en nada a los que resultan de la aplicación de esta hoja de cálculo. Sinceramente, mi modesta opinión es que los datos inicialmente puestos en el archivo deben ser corregidos por los nuevos.
Espoleado por los resultados, he vuelto a aplicar este estudio a otra locomotora, la 1-4-1 R-12 Mistral. Puedo decir que los valores que aparecen en el archivo *eng original para esta locomotora son absolutamente incorrectos, y que gracias a este estudio, al corregir el fichero, la locomotora se parece bastante a lo que he leido sobre ella.
Para todos los que teneis la inquietud de ver en el simulador a vuestras máquinas favoritas de vapor sin que se queden sin él nada más iniciar una cuesta, o que no puedan arrastrar una leve composición en rampas de 10", sabiendo que estas máquinas en el mundo real sí lo hacían, no dudeis en trabajar con esta hoja cálculo.
Merece la pena.

Muchas gracias a todos por la ayuda prestada, y en especial a Jorge Alsina, cuyos consejos han sido de gran valor.

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Notapor jalsina » Sab Mar 17, 2007 2:04 am

Hola JML,

Efectivamente el modelo steamsetup funciona, pero a veces hay que hacer ligeros cambios manuales y confirmarlos a través de las pruebas.

Le mencioné hace meses a Carles sobre algunos problemas, pero verdaderamente la parte de vapor no se ve del todo mal; en la Confederación, solo que no da la potencia que debiera (la cual en MSTS la dan una serie de parametros y no solo MaxPower() ).
El problema principal es que este es un modelo con dos unidades y los parámetros están divididos. Lo correcto en una articulada, compound o una simple que requiera una división por motivo del número de poligonos, hay que diseñar el primer ENG con toda la potencia, toda la caldera y hasta todo el peso. No se puede dividir una caldera en dos partes. De paso los resultados de ser efectivos, despistarían al "maquinista virtual" (nosotros) a través de valores raros en F5.

Es importante que de hacer cambios futuros en la Confederación, Carles considere también corregir la fricción (y que steamsetup no tiene nada que ver con ese tópico) y la fuerza de frenado.

Por cierto que tengo un problema importante con el agua de la caldera de la Garratt de Sierra, y aparentemente el modelo no me lo soluciona. Creo que la razón de ello se debe en parte, a la presencia de cuatro cilindros. Así que hay que retocar algunos parametros manualmente, y hacer pruebas, después de cada cambio.

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Notapor Sierra » Mié Abr 11, 2007 1:01 pm

Hola a todos

He estado probando el comportamiento de varias locomotoras y me llama la atencion el poderio de la Golsdorf 380. Hasta el punque que me he propuesto recalcular su ENG. En la busqueda de los valores reales de esta locomotora he encontrado este hilo:

http://forums.atomic-systems.com/viewto ... 5cfa849984

donde de habla de Gravity Compensation Scale, Este parametro es propio de las rutas, no de las locomotoras. Lo habia visto entre los parametros iniciales en el editor de rutas y siempre pensaba que era por si alguien queria hacer un ferrocarril Marciano o Lunar. Resulta que le ruta de Europe2 tiene el valor 0.8, lo cual explicaria porque la locomotra 380 va tan desahogada con esos trenes tan inmensos. En todo caso esta ruta no es adecuada para ensayos pues el esfuerzo no es real.

¿ alguien ha trabajado ese factor ?

Saludos
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Notapor jalsina » Mié Abr 11, 2007 2:48 pm

No tenía idea de este factor "Gravity Compensation Scale". Realmente me parece como una tonteria haber hecho la ruta menos "dificil" por parte del diseñador.

Una manera de probar lo que significa el deslizamiento en una ruta de altas pendientes, es instalar la ruta de Cumbres & Toltec y la locomotora K-27 más los coches de pasajeros correspondientes. Todo se encuentra en train-sim.com. Esa es una ruta para un tren escénico como el tren de la Fresa, y con pendientes que llegan hasta el 4%, y es fácil deslizar la locomotora continuamente y hay que estar muy atento a la conducción de ésta.

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Pruebas den rampa.

Notapor Jmlozano » Lun Abr 16, 2007 5:26 pm

Hola a todos de nuevo.
Sierra: Creo que has estado haciendo lo mismo que yo con el Steam setup. Jorge sabe picarnos. Permíteme que te recomiende para hacer las pruebas de las máquinas con los eng reformados la ruta que RANDEMAR indicó al prinicipio de este hilo: Prova traccione e pendente, si es que no la tenes ya instalada. En concreto, hay una rampa que a mi me gusta mucho utilizar, la de 20,9" ( hablo de memoria; podria ser 21,9"). En ella he probado todos los cambios que he introducido, y para evitar que mis manos hagan algo mal, lo que suele ser muy normal, pongo el fogonero automático. Como lo que probamos son las condiciones de funcionamiento de la máquina en pruebas, para conocer si se ajusta a lo que pensamos de ellas, más vale no cometer errores y colocar este tipo de ayuda.

Saludos.
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