BAZI HO-DC S STEM RAYLARIN KARŞILAŞTIRILMASI Bu
Transkript
BAZI HO-DC S STEM RAYLARIN KARŞILAŞTIRILMASI Bu
BAZI HO-DC SİSTEM RAYLARIN KARŞILAŞTIRILMASI Bu çalışmada Lima, Fleischmann, Fleischmann Profi, Cassadio ve Hornby ray sistemlerinin performansları arasındaki farkların ortaya konulması amaçlandı. Farklı birkaç deney ve ölçüm yapılarak akıllarda bir fikir oluşmasına katkıda bulunmaya çalışıldı. 1.1. Giriş Aşağıda Şekil 1.1.’de deneylerde kullanılan bazı ray tiplerinin toplu fotoğrafı verilmiştir. Hornby markası deneylere sonradan dahil edildiği için bazı fotoğraflarda yer almamıştır. Şekil 1.1. Çeşitli ray tipleri. Şekildeki raylar temel olarak dört farklı malzemeden oluşuyor: -Bakır-Çinko (Cu-Zn) alaşımı (prinç veya sarı) -Alüminyum (Lima’larda içinde önemli bir miktar demir bulunduğunu sanıyorum) -Ni-Ag, Nikel-Gümüş alaşımı 1.2. Ray Kilitleme Sistemleri Lima eski sistemlerinde bakır birleştirici kullanılmıştır. Bu birleştiriciler iyi iletkendir ancak deforme oldukları zaman rayı iyi sıkıştıramayabilirler. Daha sonra alüminyum raylara geçilmesi ile birlikte birleştiricileri de değiştirmişlerdir (büyük olasılıkla alüminyum sac vb.). Lima’nın son ürettiği raylar plastik kilitleyici (Security Block) sistemine sahiptir. Ancak bu sistem iyi kilitlemesine rağmen kırılgan görünüyor. Fleischmann sarı raylarda prinç birleştirici kullanılmıştır. Bu birleştiriciler, şekil olarak Limanın eski sistemine benzerler ve zamanla gevşeme yapabilirler. Profi ray sisteminde ise daha esnek ve kuvvetli bir kilitleme sistemi kullanılmıştır. Bu birleştiricileri mıknatıs çektiği ve esnek olduğu için yay çeliği vb. malzemeden yapılmış olabilirler. Profi birleştiriciler güvenli ve uzun ömürlü hissi veriyor. Yine Fleischmann firmasının flexible raylar için sunduğu ekler de oldukça kuvvetliler. Bu eklerden sonra Hornby firmasının ürettiği ray ekleri geliyor. Cassadio raylarda kullanılan birleştiriciler ise, rayı çok küçük bir yüzeyden kavradıkları ve esnek olmadıkları için sürekli gevşeme yapıyorlar. Gevşeyen birleştiricileri düzeltmek ise şekilleri çabuk bozulduğu için ayrı bir sorun oluşturuyor. Ray eklerinin elektrik iletkenliği üzerine etkisi ilerleyen birkaç deneyde gösterilmeye çalışılacaktır. Yukarıda anlatılan birleştiricilere (ekler) ait örnekler Şekil 1.2.’de verilmiştir. Şekil 1.2. Soldaki resim : Çeşitli ek tipleri. Sağdaki resim: Hornby, Profi flexible ray için ve Profi standart ekler. 1.3. Lokomotif Varış Testi I Bu bölümde Lima ile Profi ray sistemleri karşılaştırıldı. İki ray sisteminden 3300 mm (3.3 metre) uzunlukta iki ayrı düz hat oluşturuldu (Şekil 1.3.). Burada Lima raylarda ek yerlerinde kilit sistemi bulunmamaktadır. Profi ise kilit sitemine sahiptir. Test lokomotifi olarak Fleischmann 4181 (50 849) yük lokomotifi seçildi. Bu lokomotif, düşük hızı sayesinde kolay kontrol edilebileceği için tercih edildi. Lokomotifin tam performansını kazanabilmesi için deney öncesinde bir süre çalıştırıldı. Testte Fleischmann 6755 trafo kullanıldı. Bu trafo 17 VA gücündedir. Trafo göstergesi en fazla 200 değerini göstermektedir. Birinci testte kumanda düğmesi 150 değerine ayarlandı. Lokomotifin varış zamanı Casio dijital kronometre ile ölçüldü. Elektriğin ani verilişi ile lokomotifin köpük kutuya (Şekil 1.3.a.) dokunduğu an arasında geçen zaman kaydedildi. Şekil 1.3. (a) (b) Lokomotif varış testi için kullanılan düzenek. Şekilde Profi ray varış testi (a)’da ve Lima ray varış testi (b)’de gösterilmiştir. Alıştırma amacıyla yedi ön deney yapıldıktan sonra zamanlar kaydedilmeye başlandı. Her iki ray sistemi için beş ayrı zaman ölçümü yapıldı. Sonuçlar Çizelge 1.1.’de verilmiştir. Bu sonuçların grafik gösterimi ise Şekil 1.4.’de görülmektedir. Grafikten görüldüğü gibi, Fleischmann 4181 lokomotif Profi raylarda turunu daha hızlı tamamlarken, Lima raylarda ise aynı turu yaklaşık iki kat sürede tamamlıyor. 1 2 3 4 5 Çizelge 1.1. PROFI RAY Varış Zamanı 00:09:72 00:09:75 00:10:91 00:09:84 00:10:77 LIMA RAY Varış Zamanı 00:20:11 00:20:71 00:20:92 00:21:96 00:19:39 150 trafo gösterge değeri için lokomotif varış testi sonuçları. Örneğin Lima birinci ölçüm sonucu 20 saniye, 11 salisedir. LOKOMOTİF VARIŞ TESTİ I 00:25:12 00:21:36 Zaman 00:18:00 00:14:24 LIMA RAY 00:10:48 PROFI RAY 00:07:12 00:03:36 00:00:00 1 2 3 4 5 Deney Numarası Şekil 1.4. 150 trafo gösterge değeri için lokomotif varış testi I sonuçlarının grafik gösterimi. Grafikten Lima ray için Profi’ye oranla daha uzun süreler geçtiği izlenebilir. 1.4. Lokomotif Varış Testi II Bu deneyde trafo düğmesinin en yüksek değer olan 200’e ayarlanması (Şekil 1.3.) dışında bütün diğer değişkenler sabit tutuldu. 200 trafo değeri için sonuçlar Çizelge 1.2.’de verilmiştir. Bu sonuçların grafik gösterimi ise Şekil 1.5.’de görülmektedir 1 2 3 4 5 Çizelge 1.2. LIMA RAY Varış Zamanı 00:06:98 00:06:35 00:07:32 00:06:24 00:06:39 PROFI RAY Varış Zamanı 00:06:25 00:05:64 00:05:48 00:06:02 00:06:32 200 trafo gösterge değeri için lokomotif varış testi sonuçları. Örneğin Lima 1. ölçüm sonucu 6 saniye, 98 salisedir. LOKOMOTİF VARIŞ TESTİ II 00:25:12 00:21:36 Zaman 00:18:00 00:14:24 LIMA RAY PROFI RAY 00:10:48 00:07:12 00:03:36 00:00:00 1 2 3 4 5 Deney Numarası Şekil 1.5. 200 trafo gösterge değeri için lokomotif varış testi I sonuçlarının grafik gösterimi. İkinci grafiğe göre, lokomotifin her iki ray sistemi üzerindeki tur süreleri birbirine yaklaşmıştır. Ancak, ortalama olarak, Lima ray üzerinde yine bir yavaşlık söz konusudur. Buradan, trafo gücünün artırılması ile, düşük konumuna oranla ortaya çıkan büyük elektrik kayıplarının azaldığı sonucuna varılabilir. Burada uygulanan kaba kuvvet ile elektronların eklerden rahat atlaması sağlanmıştır. Bunda esas etkili olan trafonun 17 VA gücünde olmasıdır, dolayısıyla bu trafo Lima raylardaki hatayı yüksek hızlar için büyük oranda düzeltmiştir. 1.5. Ray Direnç Testi I Bu noktada farklı ray tiplerinin elektrik akımına karşı gösterdiği direncin ölçülmesi düşünüldü. Bunun için Lima ve Profi raylardan “dönüş de içeren” hatlar oluşturuldu (Şekil 1.6.). Oluşturulan hatların iki ucuna dijital multimetrenin uçları sıkı şekilde bağlandı. Okunan direnç değeri sabitleninceye kadar beklendi ve elde edilen en düşük direnç değeri Ω (Ohm) biriminden kaydedildi. Burada, yüksek direnç = zayıf elektrik iletimi şeklinde düşünülmelidir. Profi ray sisteminde ölçümde herhangi bir zorluk ile karşılaşılmadı ve direnç değeri 3 Ω olarak sabitlendi. Lima ray sisteminde ise, ilk birkaç ölçümde sonuç alınamadı ve değerler 100-330 Ω arasında değişiklik gösterdi. Raylar sökülüp, yeniden takıldıktan sonra 67.9 Ω sabit değeri okundu. Elde edilen sonuçlar Çizelge 1.3.’de özetlenmiştir: 4000 mm (4 metre) Uzunlukta Elektrik Direnci (Ω) → Çizelge 1.3. LIMA 67.9 PROFI 3 4000 mm ray uzunluğu için, Lima ve Profi ray sistemlerinin elektriğe karşı gösterdiği direnç değerleri. Burada, direnç değerinin büyük olması, elektriğe karşı gösterilen direncin büyük olduğunu ve raylar uzadıkça daha fazla kayıp oluşacağını gösteriyor. Şekil 1.6. (a) (b) Elektriksel direnç testi için kullanılan birinci düzenek. Şekilde Profi ray (a)’da ve Lima ray (b)’de gösterilmiştir. Her iki rayın uzunluğu 4000 mm dir. 1.6. Ray Direnç Testi II İkinci direnç testinde Lima, Profi, Casadio ve Hornby ray sistemlerinden sadece dönüşten oluşan hatlar kuruldu. Dönüş çapları firmalara göre değişiklik gösterdiği için sabit bir uzunluk belirlendi (2290 mm). Bu hatlar üzerinde 2290 mm dairesel uzunluk ölçülerek, multimetre uçları bu aralığın başlangıç ve bitiş noktalarına sabitlendi (Şekil 1.7.). Elde edilen direnç değerleri Çizelge 1.4.’de verilmiştir. LIMA Kilitli CASSADIO 2290 mm Uzunlukta, Dairesel Hatta Elektrik Direnci (Ω) → Çizelge 1.4. 1.1 1.9 PROFI Kilitli HORNBY 0.6 0.6 2290 mm dairesel hat için, Lima, Profi, Cassadio ve Hornby ray sistemlerinin elektriğe karşı gösterdiği direnç değerleri. 1.7. Ray Direnç Testi III Üçüncü direnç testinde 160 mm (16 cm) uzunluk temel alınarak, daha önce markaları verilen rayların elektriksel direnç değerleri ölçüldü. Ölçüm sonuçları Çizelge 1.5.’de sıralandı. Ray Tipi Lima Prinç Lima Prinç (Sacdan Kıvrılmış) Lima Prinç Lima Alüminyum Cassadio Alüminyum Fleischmann Prinç Fleischmann-Profi Hornby Ni-Ag Çizelge 1.5. 160 mm Uzunlukta Elektriksel Direnç (Ω) 0.3 0.4 0.4-0.5 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 160 mm uzunluk temel alınarak, farklı rayların elektriksel direnç değerleri. Şekil 1.7. Dairesel direnç testi için oluşturulan hatlar. Burada direnç ölçümü için 2290 mm ray uzunluğu dikkate alındı. Solda Lima, Cassadio, Profi, Sağda Hornby. Şekil 1.8. 160 mm direnç testi için kullanılan raylar. Not: Ölçüm yapılırken uzun süre beklendiğinde 0.1 Ohm aşağıda değer okunabiliyor. Tabloda verilenler bu en düşük değerlerdir. 2 Tartışma Lokomotif Varış Testi I ve II de ray eklerinin kalitesinin özellikle düşük voltaj değerlerinde çok etkili olduğu gözlendi. Hat uzadıkça kalitesiz eklerin nedeniyle özellikle düşük voltaj değerleri için büyük elektrik kayıpları ortaya çıkmıştır. 4 metrelik hatta yapılan lokomotif varış testinde, Lima raylarda düşük voltaj değeri için toplam sürede Profi ile arada iki kat fark görüldü. Kalitesiz ray eklerinin yol açtığı olumsuzluk ancak yüksek voltaj uygulandığında büyük oranda ortadan kalkmıştır. Fleischmann Profi ekler ise düşük veya yüksek voltaj uygulandığında iyi performans göstermiştir. Varış testlerinde kullanılan 17 VA gücündeki trafo yerine, 3-4 VA bir trafonun kullanılması halinde, yüksek voltaj değerleri için dahi ekler nedeniyle performans kaybının yüksek olabileceği düşünülebilir. Ancak bunu kanıtlayacak bir çalışma yapılmamıştır. Ray Direnç Testi I de 4 metre uzunlukta Lima ve Profi raylar arasında ciddi bir direnç değeri farkı olduğu izlenebilir. Bu durum Lima raylarda ekler nedeniyle kayıpların ne kadar yüksek olabileceğini göstermiştir. Ray Direnç Testi II de 2290 mm dairesel ray uzunluğu için en iyi sonuçları kilitli ek kullanan Profi ve kilitsiz ek kullanan Hornby raylar vermiştir. Kilitli ek kullanan Lima raylarda ise direnç 1.1 Ω ile oldukça yüksektir. Cassadio raylarda ise bu değer 1.9’a yükselmiştir. Bu yüksek değerlerin yine büyük oranda eklerdeki kayıplardan ve ray malzemesinden kaynaklandığı düşünülmüştür. Ray Direnç Testi III de ise eklerin etkisini ortadan kaldırabilmek için tek bir ray parçası üzerinde 16 cm (160 mm) uzunluk için direnç ölçümleri yapılmıştır. Bu testte raylar arasında yüksek farklar gözlenmemiştir. Lima (prinç), Cassadio, Fleischmann (prinç), Profi ve Hornby rayları 0.3 Ω ile aynı direnç değerini vermişlerdir. Ancak, ray seçiminde tek faktör iyi elektrik iletkenliği değildir. Olabildiğince yavaş oksitlenme de gerekli bir özelliktir. Ustalara sorulduğunda, prinç ve alüminyum raylardan uzak durulması gerektiğini söylemektedirler. Bu deneyimlere güvenildiğinde en iyi seçimin Ni-Ag alaşımlı Profi ve Hornby raylar olduğu sonucuna varılabilir. Ni-Ag raylarda Profi ile Hornby arasında renk farkı bulunuyor. Profi biraz daha sarımsı, Hornby ise daha beyazımsı. Nikel elementinin hafif sarımsı, gümüşün ise beyaz renkli olduğu düşünülürse, buradan hangi markanın hangi element bakımından zengin olduğu konusunda belki bir çıkarım yapılabilir. Diğer taraftan, kesin kanıt ancak “kimyasal analiz” sonucunda elde edilebilir. Ray malzemesi içinde bilinmeyen başka elementler ve bunların değişik etkileri söz konusu olabilir. Firmalar ray kompozisyonlarını saklayacakları için bu çalışmada konu ile ilgili belirgin bir sonuç bulunmamakta. Lima çelik rayların 160 mm’deki direnç değeri, Profi’ye oranla sadece 0.1 Ω düşük olmasına rağmen (Çizelge 1.5.), ek yapıldığında performansın belirgin bir biçimde azaldığı görüldü (Çizelge 1.1. ve Şekil 1.4.). Bu durumu piyasaya sonradan sürdükleri kilitli ray sistemiyle bir miktar aşmaya çalışmış olmalarına rağmen, ray performansı diğerlerine oranla yine düşük kalıyor. İncelemeye alınan Cassadio rayların 160 mm’deki direnç değeri Fleischmann ve Fleischmann Profi raylar ile aynı olmasına rağmen (Çizelge 1.5.), dairesel hatta ise en olumsuz direnç değerini verdi (Çizelge 1.4.). Bu durum ancak ek yerlerinin zayıflığı ile açıklanabilir. Ray malzemesi iyi dahi olsa, ekleri uygun olmayan raylardan performans alabilmenin zor olacağı görülmüştür. Yapılan testlerden elde edilen genel bir sonuç, prinç ve alüminyum ray malzemelerinin iyi performansa sahip olduğunun görünmesidir (Çizelge 1.5.). Ancak prinçte renk sarı olduğu için gerçeklik açısından sorun oluşturmakta ve oldukça çabuk oksitlenmektedir. Lima prinç raylar, nemli ortamda bekletildikleri zaman paslandıkları için, üst yüzeyleri temizlendiğinde oldukça gerçekçi bir görüntü vermektedirler. Eğer statik bir diorama kurulacak ise önerilebilirler. Fleischmann-Profi ray sisteminde gözlenen tek olumsuzluk, bazalt malzemesi olarak kullanılan plastiğin diğerlerine oranla tekerlek gürültüsünü yükseltici etki yapmasıdır. Lima’nın son zamanlarında çıkardığı Ni-Ag raylar ile Roco, Peco ve Marklin gibi iyi markalı rayların performansları bu çalışmada değerlendirilememiştir. 3 Sonuç Bir maket tren yolu oluşturuken, aradığınız özellik “performans” ve fazla üzülmemek ise, yaygın şekilde üretilen yeni nesil Ni-Ag raylara yönelmekte yarar bulunuyor. Lima’nın bu çalışmada yer alan bütün malzemeleri ise “down”. Ancak tamamen “out” olup olmadığının kararını vermek zor. Bu durum biraz da alımda harcanacak bütçeye bağlı. Ancak elinizde Lima ray var ise veya ikinci el alacaksanız, en zayıf noktasının ek yerleri olduğunu bilmekte yarar bulunuyor. Bu nedenle, Lima kullansanız dahi ekleri mutlaka kalitelileri ile değiştirilmeli. Kamil.