Verband tussen snelheid en energieverbruik van treinen

[Dieselfreak]

Snelheid vreet energie

De luchtweerstand verhoogt namelijk met het kwadraat van de snelheid, met als gevolg dat het vermogen dat nodig is om een voertuig voort te stuwen, toeneemt met de derde macht van de snelheid.

Dit kan best kloppen, maar waar dit artikel aan voorbij gaat, is dat landvoertuigen niet alleen geremd worden door de lucht-, maar ook door de rolweerstand. Ik ben geen fysica-expert, maar volgens mij neemt de rolweerstand niet zo snel toe met toenemende snelheid als de luchtweerstand. Hoe kun je anders immers verklaren dat het verbruik van een auto pas bij snelheden boven ca. 90 km/u gevoelig begint toe te nemen? Volgens vrijwel alle bronnen rijdt een auto het zuinigst rond die snelheid. En een trein verplaatst in verhouding tot zijn gewicht vrij weinig lucht, voor een trein speelt de rolweerstand dus een nog grotere rol dan voor een auto. Een MW41 heeft een verbruik van 1 op 1, ik weet niet of dat aan de topsnelheid van 120 km/u is, maar als dat over het gehele traject is kun je daar wel van uit gaan, de MW41 rijdt vooral als stoptrein, en veel vertragen en weer versnellen kost veel energie. Laten we dus aannemen dat die aan 120 km/u 1 op 1 rijdt. Als we het artikel in mijn link zouden mogen geloven, betekent een reductie van de snelheid met 50 % een daling van het brandstofverbruik van 75 %, de snelheid herleiden tot 1/5 zou dus betekenen dat het brandstofverbruik gereduceerd wordt tot 1/25. Dan zou de MW41 aan een snelheid van 24 km/u (120 % 5) maar een verbruik meer hebben van 1 op 25, minder dan de gemiddelde dieselwagen aan 120 km/u verbruikt, dit kan toch niet!

Hoe dan ook, er klopt iets niet volledig aan dit artikel. Hoe snel neemt het energieverbruik van een trein per kilometer toe naarmate de snelheid hoger is?

[seppl]

De rolweerstand is recht evenredig met de snelheid. Bijvoorbeeld: tegen 120 km/h is hij twee maal zo groot als tegen 60 km/h.

De luchtweerstand is recht evenredig met het kwadraat van de snelheid. Bijvoorbeeld: tegen 120 km/h is hij vier maal zo groot als tegen 60 km/h.

Het aandeel van de luchtweerstand in de totale weerstand neemt dus toe naarmate de snelheid verhoogt. De snuit van een HST ziet er daarom ook wat beter gestroomlijnd uit dan die van een klassiekje.

Dat het vereiste vermogen zou toenemen met de derde macht van de snelheid, is dus niet correct.

[Dieselfreak]

De luchtweerstand is recht evenredig met het kwadraat van de snelheid. Bijvoorbeeld: tegen 120 km/h is hij vier maal zo groot als tegen 60 km/h.

Is het niet de derde macht van de snelheid, dus tegen 120 km/u acht keer zo groot als tegen 60 km/u? Dat zegt toch het artikel, en vandaar dat bij een auto vanaf een zekere snelheid het verbruik verviervoudigt met elke verdubbeling van de snelheid.

Dat het vereiste vermogen zou toenemen met de derde macht van de snelheid, is dus niet correct.

Vanaf een zekere snelheid klopt het bij benadering wel, bij erg hoge snelheden wordt het aandeel van de rolweerstand verwaarloosbaar.

[Shrek]

Het feit dat een auto het zuinigst is (per kilometer welteverstaan) aan 90km/h ligt aan de bouw van de motor.
Onder de 1500 toeren is een benzine of dieselmotor niet erg efficiënt, boven de 3000 ook niet meer. Je auto verbruikt dus het minst rond de 2000 toeren/minuut. In je hoogste versnelling leg je het meeste afstand af per toer, dus de zuinigste snelheid van een wagen zal altijd die zijn die je bereikt met 2000 toeren in de hoogste versnelling. Bij de meeste autos is dit 5 versnellingen dus ongeveer 90 km/h
Bij een trein is er geen versnellingsbak en zijn er dus geen snelheden waar hij veel meer verbruikt dan op andere snelheden. Het verbruik stijgt dus ongeveer kwadratisch met de snelheid

[seppl]

De luchtweerstand is recht evenredig met het kwadraat van de snelheid. Bijvoorbeeld: tegen 120 km/h is hij vier maal zo groot als tegen 60 km/h.

Is het niet de derde macht van de snelheid, dus tegen 120 km/u acht keer zo groot als tegen 60 km/u?

Neen, het is het kwadraat (de tweede macht), niet de derde macht. Kijk hier maar.

vandaar dat bij een auto vanaf een zekere snelheid het verbruik verviervoudigt met elke verdubbeling van de snelheid.

Enkel door de rol- en luchtweerstand kan dat niet. Als van een geheel een deel recht evenredig is met de snelheid en een ander deel recht evenredig met het kwadraat van de snelheid, moet het geheel immers onvermijdelijk kleiner zijn dan recht evenredig met het kwadraat van de snelheid.

Voor het verbruik van een auto spelen niet alleen de rol- en luchtweerstand een rol, maar ook de versnelling en het rendement (dat laatste is optimaal bij het toerental waarbij de motor zijn maximum koppel kan leveren).

Dat het vereiste vermogen zou toenemen met de derde macht van de snelheid, is dus niet correct.

Vanaf een zekere snelheid klopt het bij benadering wel, bij erg hoge snelheden wordt het aandeel van de rolweerstand verwaarloosbaar.

Kan dus niet om de aangehaalde redenen.

[bobke]

Doordat een hogesnelheidstrein zo'n hoge snelheid heeft, dus enorm verbruik van energie, is hij ongeveer even vervuilend als een vliegtuig zelfs.

[Steven]

Maar een trein heeft dan weer als voordeel dat hij op verschillende lijnen geregeld kan rijden zonder tractie nodig te hebben. Kortweg een goede bestuurder van een trein kent duidelijk de secties waar hij de trein langdurig kan laten rijden in vrijloop zijn snelheid constant weet te houden en ook zijn uurregeling weet te respecteren. Vroeger was dit zelfs een hoofdstuk afzonderlijk in de regels van een nmbs bestuurder, economisch rijden genaamd.

[pietje]

Doordat een hogesnelheidstrein zo'n hoge snelheid heeft, dus enorm verbruik van energie, is hij ongeveer even vervuilend als een vliegtuig zelfs.

Dat hebt ge u toch maar laten wijsmaken.
een HST verbruikt (=vervuilt) per passagier meer dan een gewone trein, maar nog altijd veel minder dan een vliegtuig.

[Adler]

Doordat een hogesnelheidstrein zo'n hoge snelheid heeft, dus enorm verbruik van energie, is hij ongeveer even vervuilend als een vliegtuig zelfs.

Dat hebt ge u toch maar laten wijsmaken.
een HST verbruikt (=vervuilt) per passagier meer dan een gewone trein, maar nog altijd veel minder dan een vliegtuig.

Op www.ecopassenger.com kan je dit zien voor een bepaald traject.

[bobke]

Doordat een hogesnelheidstrein zo'n hoge snelheid heeft, dus enorm verbruik van energie, is hij ongeveer even vervuilend als een vliegtuig zelfs.

Dat hebt ge u toch maar laten wijsmaken.
een HST verbruikt (=vervuilt) per passagier meer dan een gewone trein, maar nog altijd veel minder dan een vliegtuig.

Veel minder zal het toch niet zijn, toch zeker niet voor bepaalde lijnen. Natuurlijk zijn er lijnen die veel beter zijn dan vliegtuigen. Deze zijn dan vooral de korteafstandsritten. Bv brussel parijs zal inderdaad veel properder zijn per trein dan per vliegtuig.
Maar voor langeafstandsritten, dan komt vliegtuig toch in de buurt van de HST. Je mag ook niet alleen kijken naar het verbruik van de trein alleen é. Voor de trein moet er een enorm lang nieuw spoor aangelegd worden (wat voor vliegtuigen niet nodig is, alleen een landingsbaan) wat enorm veel energie kost. Daarnaast moet dat spoor ook onderhouden worden (wat je bij vliegtuigen allemaal niet nodig hebt.

[Steven]

Maar de ruimte die een luchthaven inneemt is dan weer vele male groter dan die van een station. Zo kunnen we nog effe doorgaan