第四章 牵引计算.ppt

铁道信号导论 * * 第四章 列车牵引运动学基础 研究列车在各种外力作用下的运动规律。包括牵引重量、行车速度、运行时分、制动距离、能量和燃料消耗的计算。 速度距离曲线 运行时间与距离曲线 制动曲线 第1节 作用在列车上的各种力 一、作用在列车上的各种力 机车牵引力 F 列车运行阻力 W 列车制动力 B 根据线路情况和列车运行要求，机车有以下三种工况。每一种工况作用于列车上的合力为C： 牵引运行 惰行 制动运行 （一）机车牵引力的形成 轮周牵引力、车钩牵引力、指示牵引力 F1作用于钢轨，钢轨固定不动， F为钢轨对车轮的反作用力，推 动列车前进，称为机车牵引力。 也称轮周牵引力。 二、机车牵引力的形成及粘着限制 车钩牵引力=轮周牵引力-机车阻力 粘着牵引力：受轮轨间粘着力限制的机车牵引力。 F是动轮压在钢轨上的粘着力，其最大值为全部动轮压在钢轨的重力与粘着系数的乘积。 机车粘着牵引力的计算公式： (1) 电力机车 电传动内燃机车 机车可能实现的最大轮周牵引力不能大于粘着牵引力，称为粘着牵引力限制。 (2) (3) N=F·V 最大功率是一定的，称为额定功率。 当速度小时，牵引力大；速度大时、牵引力小。 坐标上是一条双曲线，左端，牵引力不能超过轮轨之间的粘着力；右端，速度不能超过机车的构造速度。 机车的牵引特性：预期牵引特性和实测牵引特性 （一）电力机车的牵引特性曲线 ——韶山SS1型电力机车 粘着牵引力 电动机牵引力 机车牵引力受电动机用寻电 流的限制 三、机车牵引曲产生线 （二）内燃机车的牵引特性曲线 ——东风4（货）型内燃机车 粘着牵引力 机车柴油机和动力传动装置确定的牵引力 3. 起动电流的限制牵引力 (N·m/s) (N) （三）机车牵引力的计算标准 1.粘着牵引力 和计算粘着系数 2.计算速度 和计算牵引力 在计算牵引重量时，必须先确定按什么速度下的牵引力进行计算。 电力机车，线路特征、温度允许、最高级位满磁场牵引曲线上的粘着制至持续制的范围内选定。 3.持续速度 与持续牵引力 机车可以长时间连续工作，而牵引电动机发热温升不超过用许值，所对应的速度和牵引力。 内燃机车取持续速度和持续牵引力作为计算速度和计算牵引力。 4.计算起动牵引力 效验所牵引的列车重量能否启动的机车牵引力。 SS1和SS3取速度等于零的粘着牵引力 内燃机车，按最后一列车启动时的机车牵引力计算。 电传动内燃机车按粘着牵引力和起动电流决定的牵引电流中的小者。 5.对应不同牵引力的取值 在牵引计算时，一般取机车在相同速度是能够发挥的最大牵引力计算。 电力机车起动自最低计算速度取粘着牵引力，由最低计算速度至33-Ⅲ曲线，取电流限制的牵引力。以后按33-Ⅲ曲线取值。 四、列车阻力 （一）列车阻力和分类 列车阻力——列车受到与运行方向相反的外力。 列车阻力分为： 机车阻力（ ）和车辆阻力（ ） 基本阻力（ ）和附加阻力（ ） 基本阻力是列车在平直轨道上受到的阻力，包括： 摩擦力——轴颈与轴承，车轮与钢轨（滚动和滑动） 冲击和振动引起的阻力 空气阻力 附加阻力列车受到的额外阻力，包括：坡道附加阻 力 、曲线附加阻力 、起动附加阻力 、 隧道附加阻力 列车受到的阻力绝大多数与重力成正比，为了计算 方便，通常用单位阻力计算 机车单位阻力 车辆单位阻力 列车单位阻力 （N/kN） （N/kN） （N/kN） （二）基本阻力 由于各种阻力复杂，理论计算很困难，采用试验后的经验公式计算单位基本阻力 1.机车单位基本阻力 牵引运行 惰力运行 2.车辆单位基本阻力 客车、货车、各种不同车辆 3. 机车车辆单位阻力的经验公式 电力机车 内燃机车 客车车辆 货车（滚、空） （三）附加阻力 1. 坡道附加阻力 2. 曲线附加阻力 3. 隧道空气附加阻力 隧道内为限制坡道 隧道内无限制坡道 4. 加算附加阻力 5. 线路纵断面简化 6. 起动阻力 机车单位起动阻力 货车单位起动阻力 （电力、内燃5 N/kN） 列车阻力计算分为：起动阻力计算和运行阻力计算 （一）起动阻力计算 起动时列车总阻力 单位阻力 （二）运行阻力计算 运行中的列车总阻力 五、列车阻力计算 （N） （N/kN） 列车单位阻力 惰行列车阻力计算 列车基本阻力 列车单位基本阻力 列车阻力 列车单位阻力 第2节 列车制动力 空气制动，2. 电气制动，3. 液力制动 一、空气制动 （