Zur genaueren Erklärung und besseren Illustration habe ich Euch hier den diesbezüglichen Inhalt der Seite "E-Loks der ÖBB"
http://www.oesterreich.com/deutsch/verkehr/eloks_f.htm auszugsweise hereinkopiert.
Ich denke, daß dies zum allgemeinen Verständnis - auch die Nichtphysiker
- dient:
Zugkraft und Reibung
Die Zugkraft ist notwendig, damit eine Last entgegen den auftretenden Widerständen bewegt werden kann. Sie wird in Newton (N) bzw. Kilonewton (kN) angegeben. Auf der Schiene sind zum Bewegen einer Tonne in der Ebene etwa 30 bis 40 N notwendig. Für einen 1000-t-Zug sind also etwa 35 kN Zugkraft vom Triebfahrzeug aufzubringen.
In Steigungsabschnitten müssen zusätzlich je Promille 10 N pro Tonne aufgebracht werden. Am Semmering mit 25 Promille Steigung benötigt man für einen 1000-t-Zug also etwa 25 * 10 * 1000 + 35000 = 285 kN Zugkraft.
Die geforderte Zugkraft steigt weiter durch höhere Geschwindigkeit, engere Kurven und das eigene Gewicht der Lokomotive, die schließlich auch bewegt werden muß.
Diese Zugkraft muß nun von der Rädern auf die Schiene übertragen werden. Die Reibung zwischen Rad und Schiene gestattet, etwa ein Viertel des Triebachsgewichtes zu übertragen. Das bedeutet zum Beispiel, daß eine 80-t-Lokomotive rund 200 kN auf die Schienen bringt.
Wenn die erforderliche Zugkraft (siehe oben) größer ist als dieser sogenannte "Reibungswert", dann beginnen die Räder sich durchzudrehen. Man nennt das "Schleudern". Unsere 80-t-Lok könnte also den 1000-t-Zug nicht alleine über den Semmering ziehen. Deshalb bedient man sich in der Praxis oftmals mehrerer aneinandergekoppelter Lokomotiven, Doppeltraktion genannt oder man stellt eine Nachschiebelok an das Ende des Zuges.
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Geschwindigkeit und Leistung
Die Geschwindigkeit ist proportional zur Motordrehzahl, diese hängt von der dem Motor zugeführten Spannung ab. Hohe Spannung bedeutet also große Drehzahl bzw. hohe Geschwindigkeit und umgekehrt. Der Lokführer regelt die Geschwindigkeit, indem er verschiedene Spannungen an den Fahrmotor schaltet.
Das Produkt aus Zugkraft und Geschwindigkeit ergibt die Leistung, die in Kilowatt (kW) angegeben wird. Die erforderliche Fahrzeugleistung in kW kann nach der Formel Leistung = (Zugkraft * Geschwindigkeit) / 3,6 berechnet werden (3,6 ist dabei der Umrechnungsfaktor der Geschwindigkeit von m/s auf km/h).
Will beispielsweise unser 1000-t-Zug von vorhin mit 40 km/h über den Semmering fahren, so sind 285 * 40 / 3,6 = 3167 kW erforderlich.
Bei der kW-Angabe einer Lokomotive ist zu bedenken, daß gewöhnlich die sogenannte Stundenleistung angegeben wird. Diese darf aus technischen Gründen (Überhitzung) maximal eine Stunde lang ausgenützt werden, was aber für das Durchfahren von Steigungen in aller Regel ausreicht. Die sogenannte Dauerleistung hingegen kann unbegrenzt gefahren werden.
Eure
1044.115-2
