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Titolo/Title: Il parametro "primin level" - 06/06/2008
Viaggiando con le locomotive a vapore con il fuochista manuale, tra i parametri visualizzabili con il tasto F5, l'ultimo è il misterioso Primin Level la cui funzione, non documentata, mi era rimasta oscura. Oggi, grazie a Claudio di Genova, posso aggiungere alcune informazioni su questo parametro. Il primin level è legato alle valvole di sfogo cilindri: le valvole permettono all'acqua che eventualmente fosse presente nei cilindri di uscirne; apritele quando vi state fermando, tenetele aperte quando siete fermi e quando state partendo. Chiudetele dopo le prime rotazioni delle ruote perchè altrimenti comincerà ad uscire anche il vapore, con una perdita di pressione di 25 PSI nei cilindri. Apritele se l'ultima riga del display HUD (F5) segna più dello 0%: questo vuol dire che c'è "innesco". In questo caso riducete anche il regolatore perchè non sempre le valvole da sole risolvono il problema.
Titolo/Title: VAPORE - RUOTE ‘ALTE’ E ‘BASSE’ - 23/11/2003
Un importante problema è quello di differenziare in TS le prestazioni in salita fra locomotive della stessa potenza e della stessa produzione di vapore, ma aventi diversi diametri delle ruote. L’esempio più immediato è quello delle Gr625 e Gr640, dotate dello stesso generatore di vapore ed aventi 800HP ciascuna, con la differenza che la prima, con ruote da 1.51m darà piena potenza a 60Km/h, mentre la seconda, con ruote da 1.85m, la raggiungerà solo a 75Km/h. Va da sé che, in salita o con carichi che non permettono alte velocità, la 625 DEVE ‘tirare di più’. Purtroppo nei .eng non esiste una linea chiara e semplice come SteamBestVelocity ( xxxKm/h ), che TS dovrebbe gestire in forma di parabola, senza girare attorno al problema con linee spesso assurde. Esistono 3 linee dedicate al …Regolatore che simulano bene la differenza di prestazioni: RegulatorValveType( Twin_port ), RegulatorSecondValveStartPosition( 0.5 ) e RegulatorMainValveInitialOpenning( 0.4 ), qui ai valori di base. La prima va lasciata com’è; mettendola a ( Single_Port ), come dovrebbe essere in Europa, si compromette il preciso utilizzo delle altre due. La seconda, di fatto, regola la durata dello sforzo massimo a basse velocità: valori bassi lo prolungano, per cui la Gr625 dovrebbe avere circa ( 0.28 ) e la Gr640 ( 0.43 ), lasciando lo ( 0.5 ) solo alla Gr690/691. Per le altre loco, valutare non sarà difficile. La terza regola la curva di potenza, agendo sul regolatore; valori bassi ritardano il raggiungimento della potenza massima; ho provato che (0.49 ) può andar bene per la Gr625 e ( 0.4 ) per la Gr640. Si tratta solo di quantificare meglio i valori, ma la strada è questa. Provare per credere. Ciao a tutti. Renzo Aln668.
Titolo/Title: VAPORE - LA QUADRATURA DEI CONTI - 09/11/2003
Tutte le impostazioni precedenti vanno fatte ‘quadrare’ agendo su un solo parametro: CylinderEffectivity, numero puro che ‘dovrebbe’ simulare la contropressione nei cilindri all’aumento della velocità; in pratica è un numero che permette di far dare alla vaporiera una potenza verosimile. Ho verificato che tale valore può andare da ( 1 ) a ( 1.6 ) e che valori elevati riducono la potenza. Si potrebbe mantenere fisso questo valore e variare BlastExponent, o anche qualcun altro, senza che il risultato cambi. In generale, impostare valori alti per macchine a ruote basse e viceversa. Pressioni in caldaia elevate richiedono valori alti ed altrettanto cilindrate basse. Sto cercando di stabilire una formula adatta per tutte le vaporiere, che tenga conto di tutto; per adesso posso dare valori sperimentali, da me verificati con diverse macchine FS e, quindi, europee in generale: --- 690 ( 1 ), è la più malconcia ( 2.03, 12Atm e 15.3ft^3 ) --- 625 ( 1.31 ), --- 640 e 685 ( 1.11 ), --- 740 ( 1.37 ), --- 745 ( 1.25 ), --- 480 ( 1.29, il valore relativamente basso è causato dalla cilindrata di ben 16.2ft^3 ), --- 691 ( 1.36, le 16Atm incidono non poco ). Per la 746 il discorso si complica un po’, causa la doppia espansione che, di fatto, ha l’effetto di una riduzione di cilindrata per TS. Valori orientativi sono ( 1.45 per 14Atm ) e ( 1.58 per 16Atm ). Un parametro importante è SteamGaugeGlassHeight, che va tenuto più alto per caldaie lunghe ed a grande capacità. Determina la frequenza del tiraggio dell’acqua. Valori da ( 10 ) a ( 7 ) vanno bene per le nostre macchine. Per macchine americane di oltre 5000HP ( testate la BigBoy e la Challenger ), ad altissima pressione ed a cilindrate ‘relativamente’ basse, il valore di CylinderEffectivity arriva fino a ( 2 ) ed è necessario elevare BoilerEffectivity a circa ( 1.25/1.3 ) per evitare difficoltà di ripresa di pressione dopo il tiraggio dell’acqua. Ciao a tutti. Renzo Aln668.
Titolo/Title: VAPORE - QUALCHE FORMULA PRATICA - 30/10/2003
Ho parlato, nell’articolo precedente, della superficie di griglia per determinare induttivamente MaxWaterMass e del dato ufficiale della Gr625 e Gr740. Si potrebbe quindi partire da questi dati, per trovare valori verosimili anche per le altre macchine. Purtroppo, come già detto, TS ha le proprie idee e, contraddirle più di tanto, sarebbe come tirarsi la zappa sui piedi. Immettendo valori troppo alti, se pur realistici, si correrebbe il grosso rischio che la macchina si trovi in difficoltà al momento del tiraggio dell’acqua che, ovviamente, produce calo di pressione. In pratica, moltiplicando la potenza per 9, si ottengono valori ben funzionanti, quindi 7200lb per la 625, 8820 per la Gr 740, fino ad arrivare a 15750 per la Gr691. Per macchine doppie americane la costante 9 andrebbe ulteriormente ridotta, e non di poco, se si vuole ottenere una ripresa di pressione in tempi accettabili. Per EngineVariables, che dichiara anche il livello di partenza in caldaia, va bene il 77% del massimo e, cioè, per la Gr 625, 5544. Per MaxFireMass ( termine MOLTO INFELICE per fare riferimento alla superficie di griglia, o alla quantità di carbone utilizzabile ) si potrebbe stare su un calcolo molto semplice: 800lb + 1.5*HP; quindi 2675lb per una Gr685 e 2000 per la Gr640. IdealFireMass va bene al 75% del massimo ed il valore di EngineVariables al 10% in più di Ideal, se non si vuole far cominciare a spalar carbone ancora prima di partire. Lo stesso vale per MaxBoilerPressure, messo a 14.2*Kg/cmq, quindi a 170.4psi per la maggioranza delle nostre macchine, a 12 atmosfere e riportato a 170.41 per evitare di attendere un rialzo della pressione prima di partire. Volendo attendere un pò, basta stare SOTTO a IdealFireMass ed a MaxBoilerPressure, nella linea EngineVariables. Si tratta di calcoli semplici: TS predica bene, cercando apparentemente il pelo nell’uovo nei .eng, poi razzola male, utilizzando calcoli molto semplificati. L’importante è non cadere in questa trappola. Alla prossima per altri valori da impostare. Ciao a tutti. Renzo Aln668.
Titolo/Title: VAPORE – MAXFORCE E MAXWATERMASS - 24/10/2003
Il testo di Giovanni Cornolò “Locomotive a vapore” riporta con grande precisione lo sforzo massimo delle nostre macchine a vapore. Non tutti, però, lo possiedono, per cui conviene trovare un procedimento semplificato che permetta di stimarlo con un calcolo. Ho notato che, se si calcola lo sforzo aderente e lo si incrementa del 40% si giunge ad un valore soddisfacente per la gran parte delle locomotive.. Meglio quindi disporre di una formula che unifichi tutto ed eviti una ricerca più onerosa che utile. Prendiamo l’esempio di una Gr745, del peso aderente di 57.1t ed di una aderenza stimata a 0.1725 ( valore sicuramente non pessimistico). Ciò produce uno sforzo aderente massimo di 57.1t*0.1725*9.8=96.5Kn( senza sabbia! ) e quindi uno sforzo massimo di 96.5*1.4=135Kn, equivalente ad una aderenza di 0.2415. Il valore ufficiale è di 145Kn, ma è sicuramente riferito solo alla possibilità del motore, non certo a quella di scaricarlo realmente a terra, che richiederebbe un’aderenza di ben 0.26. Ma la conferma più evidente di ciò sta nel dato ufficiale della Gr480, di ben 210Kn su 75t, che pretenderebbe un’aderenza con sabbia di (210Kn:9.8) : 75t=0.285, troppo elevata! La capacità massima delle caldaie MaxWaterMass è decisamente sottostimata da TS, che assegna alla Golsdorf 380 un ridicolo 4200lb ( meno di 2 metri cubi! ). Dai dati ufficiali delle nostre più modeste Gr625 e Gr740 risultano di 9680 e 12760 libbre. Quanto basta per ricavare una formuletta semplice per stimare la capacità delle caldaie di tutte le altre macchine con buona verosimiglianza, tenendo conto delle superfici di griglia, che sono 4 ( almeno le più comuni delle FS ): 2.42, 2.80, 3.50 e 4.30. Lo stesso discorso vale per la lunghezza delle caldaie che, insieme alle capacità, determinano in TS un importante parametro: SteamGaugeGlassHeight, puro numero, che regola la frequenza del tiraggio dell’acqua e può bene adattarsi ai dati ufficiali. Alla prossima per definire qualche formula. Ciao a tutti. Renzo Aln668.
Titolo/Title: VAPORE - MAXBOILEROUTPUT e CYLINDERVOLUME - 17/10/2003
La linea di base più importante è sicuramente MaxBoilerOutput, che determina la potenza erogabile da una vaporiera. La Microsoft non spende una parola sulla determinazione di questo valore, che è presente sui testi di Cornolò e, particolarmente, di Briano. Questo valore è molto prossimo, per tutte le macchine FS a vapore surriscaldato, a 19 volte la potenza in HP. Pertanto, per una Gr480, possiamo impostare 1500HP*19=28500lb/h, comportandoci allo stesso modo per le altre; facendo attenzione che questa formula vale per caldaie a 12Kg/cm^2; per quelle a 14 o 16Kg ( Gr746 e Gr691 ) il risultato diventerebbe eccessivo, per il fatto che TS tiene giustamente conto anche della pressione ( senza preoccuparsi granchè dell’energia necessaria per produrla ).Il valore di 28500lb/h, già un po’ generoso, non andrebbe mai superato per macchine FS. Partendo da questa base il parametro ExhaustLimit andrà messo al 5% in più di MaxBoilerOutput. Molto importante è il misterioso parametro BasicSteamUsage che andrebbe sempre messo al 25% di MaxBoilerOutput, tenendo conto, all’incirca, di tutte le perdite dalla caldaia alle ruote. Questa scelta mi è stata dettata dal funzionamento PRATICO della locomotiva, che va bene così. CylinderVolume va calcolato sui dati ufficiali, moltiplicando il quadrato del raggio per la corsa e per il numero dei cilindri e dividendo il risultato per 9013, con i dati in cm, o per 550 con i dati in pollici. Per la doppia espansione, dividere per 2 la cilindrata totale ottenuta ( è il procedimento che dà i migliori risultati pratici ). Per una Gr640 si otterrà: 27*27*70*2:9013 = CylinderVolume ("11.3*(ft^3)" ).Per la Gr746 si terrà conto della cilindrata totale di alta e di bassa pressione e, dividendo per 2, si otterrà: ("14.3*(ft^3)" ), molto verosimile se confrontato con i 15.3 della Gr691, che deve consumare di più, a parità di potenza, per la semplice espansione. Alla prossima per altri dati ufficiali. Ciao a tutti. Renzo Aln668.
Titolo/Title: VAPORE - DATI UFFICIALI E ...PURI NUMERI - 11/10/2003
Leggendo un .eng del vapore, vanno subito distinte due specie di linee: quelle che dovrebbero essere scritte ricorrendo a dati ufficiali e quelle che rappresentano dei …puri numeri. Le prime andrebbero rispettate il più possibile, se non altro per presentare agli utenti un .eng verosimile nei valori reali; le seconde possono essere variate più liberamente, per ottenere buoni risultati in TS. La linea ‘MaxBoilerOutput’ dovrà quindi avere la precedenza su CylinderEffectivity, un puro numero, che dovrà essere adattato alle esigenze di funzionamento. Quest’ultima linea non ha un valore oggettivo ufficiale e, come diverse altre, avrà quindi una funzione ‘servente’. Ho rilevato, dopo diverse prove, che la gran parte delle linee serventi possono essere lasciate al ‘default’ di TS, mentre alcune vanno modificate, senza grosse forzature, proprio per permettere di immettere valori verosimili in quelle ‘ufficiali’. Le linee serventi da assegnare a TUTTE le locomotive ‘surriscaldate’ POSSONO essere queste: BoilerEffectivity ( 1.2 ); DraftingEffect( 0.85 ); BoilerResponsiveness ( 1.2 ); BlastExponent ( 1 ); SuperHeater ( 1.3 ); RegulatorPilotValveFullOpenning ( 0.49 ); RegulatorMainValveInitialOpenning( 0.495 ); SteamBlowerEffectExponent ( 0.6 ); SteamBlowerMaxProportionOfBlastEffect ( 0.175 ). In particolare le ultime 4, già individuate da Richter, permettono di partire da una base sicura. Sembra facile obiettare che una Franco-Crosti abbia una caldaia più efficente di una Gr625 o che il surriscaldatore di una Gr691 vada meglio di quello di una locomotiva più vecchia, ma, prendendo questa strada superrealistica, si finirebbe in un mare di guai, proprio perché si pretenderebbe di dare valore di ‘dati’ a …puri numeri, senza sapere esattamente COME TS li consideri. Per facilitare la comprensione del problema, pubblicherò molto presto, nella sezione Eng di questo sito, il .eng spiegato della nuova macchina di Niels Picciotto, la Gr626 ( ex P6 tedesca e bottino di guerra 1915/18 ), che applica questi principi. E’ della categoria delle nostre Gr625/640, con 50HP in più. Alla prossima per la definizione delle linee ‘ufficiali’ del vapore. Ciao a tutti. Renzo Aln668.
Titolo/Title: VAPORE - IL ‘REALISMO’ DI RUDOLF RICHTER - 06/10/2003
Il grande contributo di questo autore sta nella scoperta del funzionamento di un gran numero di parametri; ne elenco i principali: CylinderEffectivity, la contropressione nei cilindri all’aumento della velocità (realistico), valori elevati riducono la prestazione; BlastExponent, il tiraggio del camino (realistico), di non sempre facile comprensione; CylinderVolume, che determina SOLO il consumo di vapore; MaxPower, che, a dispetto del nome che porta, ha un’influenza poco rilevante; CylinderStroke e CylinderDiameter, perfettamente inutili, come BoilerVolume; ExhaustLimit, apparentemente poco rilevante, ma evita il ‘soffocamento’ del motore a sforzi elevati ( DEVE essere ALMENO uguale a MaxBoilerOutput, il vero problema!); SteamBlowerEffectExponent, che controlla l’avvio (valori bassi, sforzo lungo); SteamBlowerMaxProportionalBlastEffect ( valori alti aumentano le prestazioni ); RegulatorMainValveFullOpening e e RegulatorMainValveInitialOpening ( valori alti, maggior rendimento ). Di BasicSteamUsage, molto importante per equilibrare il consumo di vapore, l’autore è passato da valori molto elevati a valori molto bassi, ma la colpa non è sua. Cosa si intende ESATTAMENTE con questa voce? Le perdite di rendimento generali o soltanto quelle di funzionamento ( soffiante, iniettori ecc ) La differenza è enorme! Questa la parte ‘positiva’ del lavoro di Richter; la parte che non condivido è la sua filosofia realistica, che porterebbe alla vaporiera perfetta, o quasi, partendo da dati e formule ufficiali, IMPONENDOLI a TS e PRETENDENDO che il programma li rispetti. Ciò è chimerico, per il semplice fatto che TS applica le SUE formule nei calcoli, che spesso non coincidono con quelle usate dagli sperimentatori del passato e …convincere un computer è impossibile. Quelli di CylinderVolume e MaxPower, sono esempi che devono far pensare che questa strada realistica porti nel baratro. Dovremo seguire pertanto una strada molto più pratica: forti della conoscenza dei principali parametri ( grazie a Richter! ), limitarci a scoprire COME LAVORA TS ( non è semplice nemmeno questo! ) ed assecondarlo il più possibile nelle SUE esigenze, per ottenere una macchina VEROSIMILE nel funzionamento. Dati e formule ufficiali in nostro possesso sono verissimi, ma TS spesso se ne infischia. Di questo nuovo approccio al problema parleremo la prossima volta. Ciao a tutti. Renzo Aln668
Titolo/Title: VAPORE - IL VERO PROBLEMA - 04/10/2003
L’origine di tutti i problemi ( veri o …inventati! ) attorno ai .eng del vapore stanno, a mio avviso, nell’erogazione dei cavalli da parte della Scotsman, la vaporiera ‘classica’ di TS. La macchina è dichiarata nel .eng originale per 1500Kw ( 2040CV o 2010HP, ma la sostanza non cambia ); in pratica (TS) supera i 2500HP! Lo stesso problema è riscontrabile nella Kiha originale, con la sostanziale differenza che i .eng dei diesel, una volta capito il funzionamento del cambio, sono MOLTO PIU’ SEMPLICI di quelli del vapore e sono stati quasi del tutto …addomesticati. Nel caso del vapore individuare la causa di questa superpotenza non è affatto semplice, perchè le linee che la determinano sono parecchie; elenco quelle che ho analizzato meglio: MaxPower ( anche lei!), BoilerEffectivity, MaxBoilerOutput, CylinderVolume, CylinderEffectivity, ExhaustLimit, BlastExponent, MaxBoilerPressure, SuperHeater, BasicSteamUsage. Ci sarebbe da perdersi in un ginepraio inestricabile per almeno 2 motivi: diversi parametri sono di difficile comprensione ( sono addendi, fattori, esponenti e, soprattutto, …a cosa si applicano? ); inoltre molti si compensano ( ma come? …ed in quale misura? ). Ad esempio CylinderVolume determina esclusivamente il consumo di vapore: una Gr691, con la cilindrata di una Panda, consumerebbe semplicemente di meno, con grande aumento della potenza oraria, senza inconvenienti; la linea MaxPower sembra essere molto poco rilevante, mentre MaxBoilerOutput, ExhaustLimit, BasicSteamUsage e BoilerEffectivity determinano quasi tutto, ma conta molto la loro relazione reciproca, non solo il loro valore. SuperHeater migliora la prestazione, …ma vuole vapore. Le linee più insidiose sono CylinderEffectivity e BlastExponent, che possono compensarsi o sommarsi. Altre linee, non citate, hanno la loro parte, mentre altre ancora sono perfettamente inutili. Rudolf Richter ha tentato di mettere ordine in tutto questo …casino, scoprendo il significato di un gran numero di voci e dando un contributo FONDAMENTALE allo studio di questi .eng. Di questo personaggio, delle sue scoperte e della sua …filosofia realistica, parleremo alla prossima. Ciao a tutti. Renzo Aln668.
Titolo/Title: TRIFASE CON .ENG DI DERIVAZIONE DIESEL - 28/09/2003
L’idea di adattare i .eng diesel ai motori trifase permette di ottenere le velocità fisse, caratteristiche di questi vecchi motori. L’adattamento è possibile se si risolve il problema dello scarso spunto …naturale dei motori diesel ( in TS e nella realtà ). Il problema è stato risolto al 90% e lo sarà del tutto se sarà possibile, in futuro, azionare i pantografi ed a rendere il fumo dei diesel bianco, per simulare, addirittura, il lavoro del reostato. In questa sede posso solo dare delle indicazioni di massima; non vorrei stancare chi legge con una sequenza di calcoli non sempre semplici. Occorre agire sui parametri di ‘EngineControllers ( Throttle ( 0 1 0.02 0’, in cui SEMBRA scontato che il secondo valore debba essere 1. Aumentandolo, aumenterà anche lo sforzo d’avvio del motore; un valore attorno a 4 può andare bene, purchè nella linea degli sforzi : GearBoxMaxTractiveForceForGears( xxxN xxxN ), lo sforzo massimo delle singole ‘marce’ venga ridotto a valori più bassi di quelli veri. In questo modo lo sforzo di spunto massimo aumenterà al valore reale, senza che il motore vada in sovrapotenza, una volta presa velocità. Tutto sarà regolato dal tasto dell’acceleratore, trasformato quasi in un reostato, con cui si potrà ottenere una potenza crescente o decrescente, proprio come nella realtà, e le velocità fisse completeranno la simulazione. Queste modifiche vanno completate ponendo il minimo dei giri a circa 1/16 del massimo in modo di disporre di un’ampia gamma di variazione di potenza. DieselEngineMaxRPMChangeRate ( 99999 ) va posto al massimo per finire l’opera. L’utilizzo del freno dinamico potrà simulare ( manualmente! ) la frenatura di recupero in discesa. La totale applicazione di questa idea è contenuta in tutti i trifase pubblicati da Niels Picciotto, proprio in questo sito. Per maggiori delucidazioni su questo procedimento ( in pratica più complesso di quanto esposto qui ), potete postare in questo Forum. Alla prossima per un problema veramente complicato: quello delle macchine a vapore. Ciao a tutti. Renzo Aln668.