第2章列車牽引力

1、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)第二章 列車運(yùn)動學(xué)基礎(chǔ) 列車運(yùn)動過程分析 列車牽引力 列車運(yùn)行阻力 列車制動一、列車運(yùn)動過程分析 列車牽引力F 列車運(yùn)行阻力W 包括：基本阻力和附加阻力 列車制動力B作用在列車上的力總體分為三類：1 15 5前進(jìn)方向牽引力FG全阻力W制動力B 1.列車牽引力 列車運(yùn)行動力的來源，它是與列車運(yùn)行方向相同并可根據(jù)需要控制的外力。 由牽引機(jī)車或動車的動力裝置發(fā)出的內(nèi)力，經(jīng)傳動裝置傳遞，在輪周上形成切線方向力，再通過輪軌間的黏著產(chǎn)生的、由鋼軌反作用于輪周上的外力，從而使列車發(fā)生平移運(yùn)動。 列車運(yùn)行阻力 列車運(yùn)行中由自然條件產(chǎn)生的與運(yùn)行方向相反、阻礙列車運(yùn)行、不能由司機(jī)控制的外力叫做列車

2、運(yùn)行阻力。 按照阻力產(chǎn)生的原因，能夠?qū)⒆枇Ψ譃閮纱箢悾?基本阻力是指在運(yùn)行中永遠(yuǎn)存在的阻力。 附加阻力是指個別情況下發(fā)生的阻力，如坡道阻 力，曲線阻力，隧道阻力等。阻力阻力之和稱之和稱為為全阻力全阻力 3.列車制動力列車運(yùn)行中與運(yùn)行方向相反、阻礙列車運(yùn)行、 司機(jī)可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)的外力叫做列車制動力。制動力一個明顯的特點(diǎn)就是由人為方法產(chǎn)生的。產(chǎn)生制動力的方法可分為摩擦制動（包括閘瓦制動和盤形制動）、動力制動和電磁制動 列車運(yùn)動狀態(tài)： 牽引加速C = F-W 惰行勻速C = -W 制動-減速C = -(B+W)制動距離列車 速度牽引力 全阻 力 制 動力牽引加速區(qū)惰行勻速區(qū)制動減速區(qū)空走空走列車牽

3、引力-輪周牽引力列車牽引力列車牽引力：由動力傳動裝置引起的與列車：由動力傳動裝置引起的與列車運(yùn)行方向相同的外力。運(yùn)行方向相同的外力。機(jī)車是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。使機(jī)車牽引車機(jī)車是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。使機(jī)車牽引車輛沿軌道運(yùn)行的外力肯定來自鋼軌和輪周。輛沿軌道運(yùn)行的外力肯定來自鋼軌和輪周。這個力的產(chǎn)生必需具備下列兩個條件：這個力的產(chǎn)生必需具備下列兩個條件：(1)(1)機(jī)車動輪上有動力傳動裝置傳來的旋轉(zhuǎn)機(jī)車動輪上有動力傳動裝置傳來的旋轉(zhuǎn)力矩。力矩。(2)(2)動輪與鋼軌接觸并存在摩擦作用。動輪與鋼軌接觸并存在摩擦作用。由動力傳動裝置引起的，與列車運(yùn)行方向由動力傳動裝置引起的，與列車運(yùn)行方向相同的外力相同的

4、外力, ,它是司機(jī)可以調(diào)節(jié)的機(jī)車牽引它是司機(jī)可以調(diào)節(jié)的機(jī)車牽引力。力。由于它作用于動輪輪周由于它作用于動輪輪周( (踏面踏面), ),所以通常稱為所以通常稱為輪周牽引力。輪周牽引力。 按能量傳遞順序的分類分為 指示牽引力 輪周牽引力 車鉤牽引力 我國牽規(guī)規(guī)定，機(jī)車牽引力以輪周牽引力為計算標(biāo)準(zhǔn)，即以輪周牽引力來衡量和表示機(jī)車牽引力的大小。按能量轉(zhuǎn)換過程的限制關(guān)系的分類 （1）電力機(jī)車 牽引電機(jī)牽引力：受牽引電機(jī)功率限制的輪周牽引力。 粘著牽引力：受輪軌間粘著能力限制的輪周牽引力。 （2）內(nèi)燃機(jī)車 柴油機(jī)牽引力：受柴油機(jī)功率限制的輪周牽引力。 傳動裝置牽引力：受傳動裝置能力限制的輪周牽引力。 粘著

5、牽引力：受輪軌間粘著能力限制的輪周牽引力。輪軌間的摩擦與粘著 輪軌間的摩擦 最大靜摩擦力 滑動摩擦力 空轉(zhuǎn)dMdM輪軌間的粘著 縱向和橫向滑動。 在鐵路牽引和制動理論中，在分析輪軌間縱向力問題時，不用“靜摩擦”這個名詞，而以“粘著”來代替它。 相應(yīng)地，在粘著狀態(tài)下輪軌間縱向水平作用力的最大值就稱為粘著力，而把粘著力與輪軌間垂直載荷之比稱為粘著系數(shù)。 理論粘著系數(shù)。 計算粘著系數(shù) 輪軌接觸表面狀態(tài)輪軌接觸表面狀態(tài) 運(yùn)行速度運(yùn)行速度 機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)造機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)造 環(huán)境氣候環(huán)境氣候影響計算粘著系數(shù)的因素：影響計算粘著系數(shù)的因素：粘著系數(shù)與運(yùn)行速度、氣候條件間的關(guān)系粘著系數(shù)與運(yùn)行速度、氣候條件間的關(guān)系

6、 15提高粘著力的方法和措施提高粘著力的方法和措施1 改善輪軌接觸面的狀態(tài)改善輪軌接觸面的狀態(tài)(1)撒沙撒沙(2)用機(jī)械方法來清潔鋼軌用機(jī)械方法來清潔鋼軌2 改善機(jī)車走行部性能改善機(jī)車走行部性能(1)使動輪具有相同的輪徑，使動軸具有均衡的使動輪具有相同的輪徑，使動軸具有均衡的軸重。軸重。(2)保持走行部的清潔。保持走行部的清潔。3 優(yōu)化設(shè)計：采用無級調(diào)速控制，使?fàn)恳ψ兓瘍?yōu)化設(shè)計：采用無級調(diào)速控制，使?fàn)恳ψ兓鶆颉＞鶆颉?63 粘著牽引力粘著牽引力 1) 1) 定義：是受輪軌間粘著力限制定義：是受輪軌間粘著力限制的機(jī)車牽引力。的機(jī)車牽引力。 機(jī)車粘著牽引力的計算公式：機(jī)車粘著牽引力的計算公式

7、： FPfjPgj (kN) 2)2)機(jī)車的計算粘著系數(shù)的經(jīng)驗公式：機(jī)車的計算粘著系數(shù)的經(jīng)驗公式： 國產(chǎn)電力機(jī)車國產(chǎn)電力機(jī)車 6K型電力機(jī)車型電力機(jī)車 8G型電力機(jī)車型電力機(jī)車 國產(chǎn)電傳動內(nèi)燃機(jī)車國產(chǎn)電傳動內(nèi)燃機(jī)車 ND5型電傳動內(nèi)燃機(jī)車型電傳動內(nèi)燃機(jī)車 vj81001224.0vj4486.8189.0vvj006.0650428.0vj20759.5248.0vj1180072242.018機(jī)車不同運(yùn)行速度下的計算粘著系數(shù)表機(jī)車不同運(yùn)行速度下的計算粘著系數(shù)表0102030405060國產(chǎn)電力機(jī)國產(chǎn)電力機(jī)車車 0.3600.3070.2860.2750.2690.264 0.2616K型電力

8、型電力機(jī)車機(jī)車 0.3900.3530.3270.3090.2940.2830.2748G型電力型電力機(jī)車機(jī)車 0.3600.3100.2920.2790.2700.2610.254國產(chǎn)電傳動國產(chǎn)電傳動內(nèi)燃機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車 0.3270.2690.2600.2570.2550.2530.253ND5電傳動電傳動內(nèi)燃機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車 0.3320.3210.3130.3060.3000.2950.291193) 3) 粘降粘降定義定義 ：機(jī)車在曲線上運(yùn)行時，由于鋼軌超高及內(nèi)外機(jī)車在曲線上運(yùn)行時，由于鋼軌超高及內(nèi)外側(cè)動輪走行距離不同引起橫向和縱向滑動等原因，側(cè)動輪走行距離不同引起橫向和縱向滑動等原因，粘著

9、系數(shù)將要減小。粘著系數(shù)將要減小。 電力機(jī)車在曲線半徑及小于電力機(jī)車在曲線半徑及小于600m時，計算粘著系時，計算粘著系數(shù)數(shù) rj(0.67+0.00055R) 內(nèi)燃機(jī)車在曲線半徑內(nèi)燃機(jī)車在曲線半徑R小于小于550m時，計算粘著系時，計算粘著系數(shù)數(shù) rj (0.805+0.000355R)例：例：求求SS1型電力機(jī)車在半徑為型電力機(jī)車在半徑為500m的曲線上以的曲線上以50km/h運(yùn)行時的計算粘著系數(shù)。運(yùn)行時的計算粘著系數(shù)。vj81001224. 0204) 粘著牽引特性粘著牽引特性定義：機(jī)車粘著牽引力與機(jī)車速度的關(guān)系。定義：機(jī)車粘著牽引力與機(jī)車速度的關(guān)系。粘著牽引力曲線圖粘著牽引力曲線圖4 4

10、 內(nèi)燃機(jī)車的牽引特性及其計算標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃機(jī)車的牽引特性及其計算標(biāo)準(zhǔn) 1) 1) 牽引特性：指牽引力隨速度變化的曲線，牽引特性：指牽引力隨速度變化的曲線，有預(yù)期牽引特性和實(shí)際牽引特性兩種。有預(yù)期牽引特性和實(shí)際牽引特性兩種。 預(yù)期牽引特性預(yù)期牽引特性 設(shè)計機(jī)車時根據(jù)理論參數(shù)繪制的。設(shè)計機(jī)車時根據(jù)理論參數(shù)繪制的。 實(shí)際牽引特性實(shí)際牽引特性 以牽引實(shí)驗為基礎(chǔ)，并調(diào)查后得到。以牽引實(shí)驗為基礎(chǔ)，并調(diào)查后得到。22(1) 受粘著條件的限制受粘著條件的限制(2) 受牽引電機(jī)允許的最大電流限制受牽引電機(jī)允許的最大電流限制(3) 受傳動裝置功率和性能的限制受傳動裝置功率和性能的限制(4) 受機(jī)車最大速度的限制受機(jī)車最大速度的限制2)機(jī)車牽引特性的有效范圍機(jī)車牽引特性的有效范圍23機(jī)車牽引特性的有效范圍機(jī)車牽引特性的有效范圍清潔干燥軌面的黏著系數(shù)為0.25-0.30，C70貨車，載重70噸，自重23.6噸，取黏著系數(shù)0.25，粗略地算一下其黏著力 小結(jié) 牽引力的產(chǎn)生，分類牽引力的產(chǎn)生，分類 粘著系數(shù)，粘著牽引力粘著系數(shù)，粘著牽引力 復(fù)習(xí)思考題 1、黏著系數(shù)的含義 2、區(qū)別什么叫“空轉(zhuǎn)”和“打滑”？ 3、基本阻力有哪些？如何計算？ 4、列車制動方式有哪些？計算制動距離時要考慮哪些指標(biāo)？ 5、求DF4(貨) 在半徑500m的曲線上以速度6km/h運(yùn)行時的計算黏著牽引力。已知P=135t