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.