C 57. Nr. 11 1913 fungskosten des 150 pferdigen Dieselmotors noch eine Dynamomaschinenanlage im Betrage von rd. 10 000 M hinzu, unmittelbare Kupplung der Dynamo mit dem Dieselmotor vorausgesetzt. Die gesamten Betriebskosten erhöhen sich alsdann entsprechend den höheren Kapitalkosten und den Verlusten in der Dynamomaschine. Bei Berechnung der letzteren wurde auf die Verschlechterung des Wirkungsgrades der Dynamo mit abnehmender Belastung Rücksicht genommen 1). Dieser Fall ist naturgemäß für den Dieselmotor besonders ungünstig, bietet jedoch anderseits die Möglichkeit, nach Belieben elektrischen Gruppen- oder Einzelantrieb anzuwenden. Abb. 5. Vergleichswerte der Betriebskosten nach Abb. 1 und 2. M 25000 mit dem Unterschiede, daß der Preis des Zündöles (Gasöles) mit Rücksicht auf die inzwischen eingetretene Verringerung des Zollsatzes auf rd. 11 M/100 kg frei Verbrauchsort ermäßigt wurde. Für den elektromotorischen Antrieb wurden die Stromkosten einerseits auf Grund des von Klingenberg angegebenen Tarifes, anderseits auf Grund des neuen Tarifes des städtischen Elektrizitätswerkes Nürnberg vom 1. Januar 1913 berechnet1). Hierbei habe ich im Fall 2 angenommen, daß der gleiche Dieselmotor wie im Fall 1 aufgestellt wird, so daß also die in Form von Elektrizität an den Fabrikbetrieb abgegebene Energie um den Betrag der Dynamoverluste kleiner ist als im Fall 1. Für den Vergleichsfall »Anschluß an ein Elektrizitätswerk« wurde jeweils die gleiche Zahl von Kilowattstunden angenommen. Zunächst lassen die Abbildungen 2 und 4 deutlich erkennen, daß unter Zugrundelegung eines zeitgemäßen Strom Abb. 6. Vergleichswerte der Betriebskosten nach Abb. 3 und 4. Jahresbetriebskosten 22500 20000 17500 15000 72500 10000 7500 5000 .2500 1/2 3/4 1/4 Vollbelastung 150 PSe Belastung des Dieselmotors oder des Elektromotors Vielfach wird deshalb Fall 1 und 2 miteinander vereinigt, indem man eine Haupttransmissionsanlage unmittelbar antreibt und außerdem eine Dynamo aufstellt, um fernerliegende Abteilungen des Betriebes auf elektrischem Wege mit Kraft zu versorgen. Um alle Belastungsmöglichkeiten zu berücksichtigen, habe ich für beide Fälle unter Zugrundelegung einer Betriebsdauer von 3000 st die gesamten jährlichen Betriebsdie kosten ermittelt und in Abhängigkeit von der Belastung zeichnerisch dargestellt, Abb. 1 bis 6. Hierbei wurden für Dieselbetrieb die von mir angenommenen Werte beibehalten, 1) Als Abschreibung, Verzinsung und Instandhaltung der Dynamo wurden 101/2 vH angenommen. Dieser Satz wurde auch von Hrn. Klingenberg für Elektromotoren als ausreichend anerkannt und dürfte deshalb auch für eine Dynamomaschine richtig sein. 1/2 3/4 7 anlage und des Leitungsnetzes. Die Grundgebühr entspricht im wesentlichen den Kapitalkosten sowie den Betriebsführungs- und Verwaltungskosten des Elektrizitätswerkes. Auch beim Elektromotor kommen demnach bei geringer Belastung und im Leerlauf hohe Beträge für Verzinsung, Abschreibung usw., wenn auch äußerlich in andrer Form als bei Wärmekraftmaschinen, in Betracht. Vereinigt man die Kurven der gesamten Betriebskosten im Fall 1 und 2 zu je einem einzigen Schaubilde, so ergeben sich die Abbildungen 5 und 6, die deutlich zeigen, daß im Fall 1 der Antrieb durch Dieselmotor bei weitem wirtschaftlicher ist als der mittels Elektromotors, selbst bei den hier zugrunde gelegten sehr niedrigen Tarifen. Im Falle 2 dagegen schneiden sich die Kurven der beiden Motoren bei etwa 14- bezw. 3/4-Belastung, je nachdem man mit dem Nürnberger oder dem Klingenbergschen Stromtarif rechnet. Für Belastungen unter 14 oder 3/4 würde sonach der Bezug der elektrischen Energie geringere Betriebskosten verursachen als die Erzeugung der Elektrizität im eigenen Werk, immer vorausgesetzt, daß die Kosten der Kilowattstunde nicht höher sind, als vorstehend angenommen. Wenn die Kraft teilweise mechanisch, für fernerliegende Betriebsabteilungen hingegen elektrisch übertragen wird, so ergeben sich für die Betriebskosten Verhältnisse, welche zwischen denen von Fall 1 und 2 liegen. Diese beiden Fälle sind daher gewissermaßen als Grenzfälle zu betrachten und schließen alle praktisch vorkommenden Fälle ein. Aus obigen Darlegungen geht hervor, daß der Unterschied zwischen meinen und den Klingenbergschen Ergebnissen in der Hauptsache darauf zurückzuführen ist, daß Hr. Klingenberg seine Wirtschaftlichkeitsrechnungen auf eine sehr geringe Belastung bezw. Ausnutzung der Arbeitsmaschinen aufbaut, die vielleicht im ersten Jahre zutreffen mag, im Mittel der ganzen Betriebzeit aber, bei einigermaßen richtigem Entwurf und Betrieb des Werkes, gewiß zu niedrig ist. Bei meinen Rechnungen wurden im übrigen die Ausgaben für Kühlwasser ziemlich hoch angesetzt. Diese Kosten lassen sich größtenteils ersparen, wenn man einen Brunnen oder ein Kühlwerk vorsieht; sie sind unter Umständen sogar als Gewinn zu verbuchen, wenn man das heiße Kühlwasser nutzbringend verwendet. Aber auch aus andern Gründen stellen sich die Verhältnisse für die Dieselmotorenanlage gewöhnlich günstiger. Vor allem sind deren Anschaffungskosten sowie deren Brennstoffverbrauch von mir reichlich hoch angenommen worden. Anderseits ist in Abb. 2 nicht berücksichtigt worden, daß der Elektromotor bei Teilbelastungen einen höheren spezifischen Stromverbrauch als bei Vollbelastung hat, vergl. in dieser Hinsicht Abb. 7; ferner ist die Leerlaufarbeit des Elektromotors der Einfachheit halber gleich null gesetzt worden, entsprechend der Abstellung des unbelasteten Motors. In Wirklichkeit erhöhen sich deshalb die Stromkosten bei niedrigen Belastungen etwas. Ganz besonders ist aber darauf hinzuweisen, daß die für den Bezug der elektrischen Energie angenommenen Stromtarife außerordentlich niedrig sind. Meines Wissens ist schon der neue, seit 1. Januar 1913 geltende Nürnberger Tarif einer der günstigsten in Deutschland. Der von Hrn. Klingenberg angenommene, noch niedrigere Tarif dürfte nur für Gemeinden, nicht aber für Einzelabnehmer in Betracht kommen. Wenigstens sind mir in Deutschland keine Ueberlandwerke bekannt, die ihren Strom aus dem Niederpannungsnetz zu so geringen Gebühren abgeben. Selbst die großen Berliner Elektrizitätswerke verkaufen den Strom für technische Zwecke bei den hier in Betracht gezogenen Leistungen wesentlich teurer. Der Schnittpunkt der Kurven in Abb. 5 und 6 wird sich daher in den meisten Fällen, je nach den Kosten der Kilowattstunde, mehr oder weniger nach links, d. h. zugunsten des Dieselmotors verschieben. deutscher Ingenieure. Wenn irgendwo noch billigere Stromtarife, als vorstehend angenommen, eingeräumt werden, so handelt es sich meistens um größere Abnehmer und Tag- und Nachtbetrieb. In diesen Fällen arbeitet aber der Dieselmotor ebenfalls bedeutend günstiger, weil dann die Kapitalkosten verhältnismäßig niedriger werden. Der Vorteil des Dieselmotors gegenüber dem Elektromotor wächst naturgemäß mit der Größe und der Betriebsdauer der Maschine. Die vorstehenden Ausführungen lassen erkennen, daß in meinen Wirtschaftlichkeitsrechnungen die Zahlen für den Dieselmotor keinesfalls zu günstig, sondern sogar etwas zu ungünstig gewählt wurden, während anderseits für den Elektromotor eher zu günstige Verhältnisse angenommen worden sind. Dies geht unter anderm auch daraus hervor, daß der für kleine Elektromotoren mit geringer Betriebsdauer angenommene Strompreis ziemlich niedrig ist, da für solche seitens der Ueberlandwerke meistens ein Preis von 25 /KW-st und mehr verlangt wird. von denen Hr. Klin Die »>leider üblichen Irrtümer«, von genberg einleitend spricht, liegen nach alledem nicht auf meiner Seite. Daß der Daß der an ein Großkraftwerk angeschlossene Elektromotor um so leichter mit dem Dieselmotor in Wettbewerb treten kann, je niedriger der örtliche Stromtarif ist, leuchtet ohne weiteres ein. Ob sich aber große Kraftwerke bei dem billigen Stromtarif, den sie aufstellen müßten, um den Dieselmotor aus dem Felde zu schlagen, genügend rentieren würden, ist eine andre Frage. Selbstverständlich gibt es auch bei weniger niedrigen Stromtarifen Fälle und das dürfte aus vorstehenden Aufzeichnungen in Verbindung mit den Ausführungen des Hrn. Klingenberg besonders deutlich hervorgehen in denen der Elektromotor den Vorzug verdient. So z. B. wird für Firmen, denen die Beschaffung des Kapitales große Schwierigkeiten macht, odor für Neugründungen, deren Entwicklung noch gar nicht vorauszusehen ist, der Anschluß an ein Elektrizitätswerk unbedingt von Vorteil sein, weil dadurch zunächst die geringsten Kosten verursacht werden. Im allgemeinen aber ist nach meinen Erfahrungen für heute und für absehbare Zeit die eigene und unabhängige Krafterzeugung durch eine moderne Maschinenanlage die wirtschaftlich vorteilhafteste. Friedrich Barth, Oberingenieur an der Bayerischen Landesgewerbeanstalt. 57. Nr. 11 1913 t km/st X1 Zylinderfüllung 25 kg/gcm 10 10 700 30 300°C 20 200 Geschwindigkeit Veberhitzung 0,817, somit yı = yı―t gemäß Gl. (27), also 3,925 und für diesen Wert 2,7 gemäß PS 1200 1700 1000 900 800 700 600 500 400 500 180. 1) Sonderabdrücke dieses Aufsatzes (Fachgebiet: Eisenbahnbetriebsmittel) werden an Mitglieder des Vereines und Studierende bezw. Schüler technischer Lehranstalten gegen Voreinsendung von 85 postfrei abgegeben. Andre Bezieher zahlen den doppelten Preis. Zuschlag für Auslandporto 5. Lieferung etwa 2 Wochen nach dem Erscheinen der Nummer. Luftleere in der Rauch= kammer 60 3 (0,89 0,817) x1) gemäß Gl. (29), also t 0,219 und schließlich t t + At gemäß Gl. (28), mithin t=1,225 +0,2191,444 min. In gleicher Weise sind die Werte v und t in Spalte 7 und 8 der Zusammenstellung 15 für die Zeilen 3, 5, 6, 7, 9 und 13 berechnet worden; es handelt sich in diesen Fällen um eine Beschleunigung, bei welcher nach Gl. (28) die wirkliche Fahrzeit größer ist als die Fahrzeit in Spalte 5 bei der gleichförmigen Geschwindigkeit nach Spalte 4. ') In dieser Darstellung bedeuten die Kurven Linien gleicher Last, die Abszissen die Steigungen und die Ordinaten die Fahrgeschwindigkeiten. Die Darstellung ist aus Abb. 6 hervorgegangen, in der nur einige Steigungen berücksichtigt sind, während man aus Abb. 12 für alle vorkommenden Steigungen sofort die zugehörige Geschwindigkeit vo entnehmen kann. deutscher Ingenieure. 1,41 gemäß Gl. (29) Abb. 10; vz 6,09 gemäß Gl. (28). In derselben Weise sind die Werte der Spalten 7 und 8 in den Zeilen 4, 8, 12 und 14 der Zusammenstellung 15 ermittelt worden. Da es sich hier um eine Verzögerung handelt, sind die wirklichen Fahrzeiten in Spalte 8 kleiner als die Zeit t in Spalte 5, in welcher der Zug die Strecke mit der gleichförmigen Fahrgeschwindigkeit v。 nach Spalte 4 zurückgelegt hätte. Einer Verzögerung entspricht also, wie gesagt, eine Kürzung der Fahrzeit bei gleichförmiger Geschwindigkeit, einer Beschleunigung eine Verlängerung oder ein Zuschlag zu dieser Fahrzeit. : 17m/km Steigungen Zusammenstellung 15. Länge der einzelnen Streckenabschnitte, - Steigung der » zulässige gleichförmige Fahrgeschwindigkeit, Fahrzeit bei der Geschwindigkeit vo, Fahrgeschwindigkeit am Anfang des Streckenabschnittes, 3 (X2 90 0,726; Y2 1,73 gemäß 1,3 + 1,73 60 60 8 9 t Bemerkungen km vT km/st min km/st❘ku/st min 0,346 0 40 1,840 Station Güsten 7,500 61,6 42,8 6,090 0,288 42,8 54,6 0,627 0,415 54,6 72,8 0,837 Gefälle 15. März 1913. 1,487 gemäß Gl. (28), 0,367 S. O. 1,854. hierzu die Zeit der Bremsung Die Summe ist die Fahrzeit t Die Summe der Zahlenwerte in Spalte 8 ergibt die kürzeste Fahrzeit bei mittelstarkem Seitenwind; sie beträgt demnach 33,87 min. Wenn in Wirklichkeit bei der Versuchsfahrt, s. Abb. 11, nur 321⁄2 min gebraucht wurden, so muß in Betracht gezogen werden, daß die Rechnung für einen mittelstarken Seitenwind gilt, während in Wirklichkeit nur ein leichter Seitenwind wehte. Im Versuchsbericht wird das Wetter als »gut« bezeichnet. Außerdem wurde der Lokomotive auf der letzten, etwa 7 km langen Steigung 1: 100 vor Mansfeld, wie Abb. 11 zeigt, eine Leistung zugemutet, die etwa 20 vH größer war als die dem Verfahren zugrunde gelegte größte Zylinderleistung für eine Geschwindigkeit zwischen 60 und 65 km/st (vergl. die Zusammenstellung auf S. 255). Uebrigens wurden bei andern Fahrten mit annähernd gleich schweren Zügen Fahrzeiten zwischen 32 und 36 min beobachtet, so daß die berechnete Fahrzeit von rd. 34 min einen Mittelwert darstellt. Die Fahrgeschwindigkeiten aus Spalte 6 und 7 der Zusammenstellung 15 sind zum Vergleich mit den beobachteten in Abb. 11 an den Endpunkten der Streckenabschnitte senkrecht zum Wege aufgetragen und die Endpunkte der Senkrechten durch gerade Linien verbunden worden. Die berechnete Geschwindigkeitslinie verläuft im ersten Teile der Strecke bis zum Endpunkt der ersten, 5 km langen Steigung 1:100 fast übereinstimmend mit der beobachteten; in den folgenden wagerechten und fallenden Abschnitten erhebt sie sich über die beobachtete bis 90 km/st gemäß der Einschränkung, um auf der letzten Steigung wieder darunter zu fallen. Da nach der Beobachtung die Geschwindigkeit sogar im Gefälle abgenommen hat, muß ein zwingender Grund vorgelegen haben, von der Möglichkeit, die in der langen Steigung erheblich verminderte Geschwindigkeit des Zuges zu beschleunigen, im Gefälle keinen Gebrauch zu machen. Auf der letzten langen Steigung vor Mansfeld ist die Geschwindigkeitsabnahme wegen der erheblich größeren Inanspruchnahme der Lokomotive in Wirklichkeit geringer als nach der Berechnung. Im übrigen zeigt aber der Verlauf der berechneten Geschwindigkeitslinie eine befriedigende Uebereinstimmung mit der Beobachtung und berechtigt auch im Hinblick auf die berechnete Fahrzeit zu dem Schluß, daß die Anwendung des Verfahrens zur Bestimmung der Belastungsgrenzen von Dampflokomotiven auf die Berechnung der Fahrzeiten von Eisenbahnzügen, die Quintessenz des Verfahrens, und auf die Fahrplanbildung im allgemeinen zu brauchbaren, mit der Erfahrung übereinstimmenden Ergebnissen führt. Die damit verbundene Mühe darf nicht gescheut werden, weil es nur auf diese Weise möglich ist, dem Einflusse der allmählichen Geschwindigkeitsänderungen beim Neigungswechsel der Bahn auf die Fahrzeit Rechnung zu tragen, ein Bedürfnis, welchem nach den bisher üblichen Verfahren nicht entsprochen werden kann. Insbesondere lassen sich alle Untersuchungen, die sich auf das Anfahren der Eisenbahnzüge erstrecken, erst auf dieser Grundlage einwandfrei durchführen. Man ist nicht mehr auf die unsicheren Annahmen von Zeitzuschlägen für das Anfahren angewiesen. Der Begriff der Grundgeschwindigkeit, auf welchem das jetzige Verfahren der meisten deutschen Eisenbahnverwaltungen zur Berechnung der Fahrzeiten nach Betriebslängen beruht, ist entbehrlich und wird zweckmäßig im Sinne der §§ 54 und 66 der Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (Reichsgesetzblatt 1904 Nr. 47) durch »regelmäßige Höchstgeschwindigkeit bei Anwendung der regelmäßigen Fahrzeit oder durch die um 10 vH größere Höchstgeschwindigkeit bei Anwendung der kürzesten Fahrzeit ersetzt, worunter stets eine solche Geschwindigkeit zu verstehen ist, die den sonstigen einschränkenden Bestimmungen der B.-O. nicht unterworfen ist. |