列車牽引計(jì)算

1、1廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課程:列車牽引計(jì)算專業(yè)： 電力機(jī)車班級(jí)： 函授大專班學(xué)號(hào):13號(hào)姓名:王書民指導(dǎo)教師：曾青中2004年12月1日2目錄第一節(jié)任務(wù)書第二節(jié)牽引重量的計(jì)算第三節(jié)線路縱斷面化簡第四節(jié)編制合力計(jì)算表和繪制合力曲線圖第五節(jié)繪制列車運(yùn)行速度曲線第六節(jié)繪制運(yùn)行時(shí)間曲線第七節(jié)耗電量的計(jì)算第八節(jié)設(shè)計(jì)總結(jié)列車牽引計(jì)算課程設(shè)計(jì)任務(wù)書廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院2004年11月第一節(jié) 任務(wù)書牽引計(jì)算課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：列車牽引計(jì)算二、設(shè)計(jì)時(shí)間：2004 年 11 月12 月三、設(shè)計(jì)班級(jí)：電力機(jī)車函授大專班四、指導(dǎo)教師：曾老師五、設(shè)計(jì)任務(wù)：根據(jù)給定的條件計(jì)算和確定列車牽引質(zhì)量、運(yùn)行速

2、度、運(yùn)行時(shí)間。1、已知條件(1) 機(jī)型：SS1 型機(jī)車( 2) 線路縱斷面(附圖一)AC 區(qū)段為復(fù)線，全長 18km，區(qū)段海拔高度均未超過 500m,環(huán)境溫度不高于 20C,無大風(fēng)。( 3) 速度限制線路允許速度： 100km/h正線道岔限速： 60km/h側(cè)線道岔限速： 45km/h( 4) 車輛組成C60型車占 80%，自重 19 噸、載重 50 噸、換長 1.2, GK 型制動(dòng)機(jī)。N12型車占 20%，自重 20.5 噸、載重 60 噸、換長 1.3, K2 型制動(dòng)機(jī)。S10型車 1 輛，自重 18 噸，K1 型制動(dòng)機(jī)，換長 0.8。( 5) 車站最短到發(fā)線有效長度： 750m2、求解(

3、 1) 計(jì)算牽引質(zhì)量，校驗(yàn)并確定區(qū)段牽引質(zhì)量；計(jì)算列車換算制動(dòng)率和增速時(shí)間。( 2) 編制合力表，繪制合力曲線。3（3） 化簡線路縱斷面，列車計(jì)算表。（4） 繪制列車運(yùn)行速度線（與合力線共圖）。（5） 繪制列車運(yùn)行時(shí)間線（單列圖），查被定區(qū)間的運(yùn)行時(shí)分，求出平均技術(shù)速度。3、編寫計(jì)算說明書要求：說明書全文力爭簡單明了，整潔清晰、層次分明、詞語通暢，計(jì)算部分先列公式后代入 參數(shù)，各參數(shù)要說明代表意義和出處。說明書及圖紙發(fā)送 E mail:4、圖紙部份圖面整治、字體工整、曲線圓滑，符號(hào)及繪圖標(biāo)記應(yīng)符合鐵道部列車牽引計(jì)算規(guī)程（TB/T1407 1998）的規(guī)定。第二節(jié)牽引質(zhì)量的計(jì)算、求機(jī)車以計(jì)算速度

4、等速運(yùn)行的牽引質(zhì)量 G（一） 分析圖 AC 區(qū)段線路縱斷面特點(diǎn)，從 AC 的下行方向斷面看，10%。的坡道最 大，并有 Ls= 2000m 的隧道，在這坡道之前的坡度相對(duì)小些，離 A 站較近，故視為限制坡道。（二） 計(jì)算 AC 區(qū)段重載貨物列車的牽引質(zhì)量 G1、 求出計(jì)算坡道的坡度ix（其中包括隧道），參照列車牽引計(jì)算規(guī)程公式122、12 5、12 6:._ O. OOOlv2Z _0.0001 X 433X 20002_n/ix=ih+is=10+=10+=10.2%其中，v=43km/h，參照列車牽引計(jì)算規(guī)程表 52、計(jì)算牽引質(zhì)量 G其中，G 為牽引質(zhì)量，t;Fj= 301.2KN，為 S

5、S1 型機(jī)車計(jì)算牽引力，參照列車牽引計(jì)算規(guī)程表 5;P= 138t，為機(jī)車計(jì)算重量，參照列車牽引計(jì)算規(guī)程表 7;廿0.9,為牽引力使用系數(shù)，參照列車牽引計(jì)算規(guī)程6.2 規(guī)定；w0= 3.66N/KN，為計(jì)算速度下的機(jī)車單位基本阻力，根據(jù)列車牽引計(jì)算規(guī)程 公式2 1，w0= 2.25+0.019 v+0.000322.25+0.019 43+0.00032M323.66N/KNW = 1.36N/KN，為計(jì)算速度下的滾動(dòng)軸承車輛單位基本阻力，根據(jù)列車牽引計(jì)算* 2 2規(guī)程公式 2 19, w1= 0.92+0.0048v+0.000125v=0.92+0.0048 4M+0.000125 43

6、1.36 N/KN _102 疋 201.2 X041 闘工（3 6& JJgjj _ cecaG 2226t根據(jù)列車牽引計(jì)算規(guī)程表 1 的規(guī)定，牽引質(zhì)量取 10 的整倍數(shù)，即 G 2230t（三）核實(shí)列車編組情況據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的車列編組情況，確定各型車輛車輛數(shù)。C60型敞車：nC50；二 & 25 輛N12型平車：nN12弋；5輛S10型守車：nS10 1 輛共計(jì)：31 輛二、牽引質(zhì)量的校驗(yàn)1、按 AC 區(qū)段停車地點(diǎn)最困難起動(dòng)條件校驗(yàn)牽引質(zhì)量C 站起動(dòng)時(shí) lq 0,檢查能否起動(dòng)，根據(jù)列車牽引計(jì)算規(guī)程公式 11 3：4102773.kj, P （wfl+ifl）其中：Fq= 4

7、87.3KN，是機(jī)車計(jì)算起動(dòng)牽引力，參照列車牽引計(jì)算規(guī)程表6 規(guī)定;b =0.9,為牽引力使用系數(shù)，參照列車牽引計(jì)算規(guī)程6.2 規(guī)定；P= 138t，為機(jī)車計(jì)算重量，參照列車牽引計(jì)算規(guī)程表7 規(guī)定；wq= 5N/KN，為機(jī)車起動(dòng)單位基本阻力，參照列車牽引計(jì)算規(guī)程；iq=ix= 10.2%0，是牽引區(qū)段內(nèi)的最大計(jì)算坡度。 wq= 3.5 N/KN，為滾動(dòng)軸承貨車起動(dòng)單位基本阻力,由此計(jì)算：C 102 X 487.3 X 0.9 4- 138 X (5 4- 10.2) G =3.5 4- 10.2根據(jù)列車牽引計(jì)算規(guī)程表 1 的規(guī)定，牽引質(zhì)量取 10 的整倍數(shù)，即 G = 3130t，大于 計(jì)算坡

8、度等速運(yùn)行的牽引質(zhì)量 2230t，符合最困難起動(dòng)的條件。2、長大下坡道制動(dòng)機(jī)及空走時(shí)間的校驗(yàn)列車在長大下坡道的容許速度為 83km/h，進(jìn)行周期制動(dòng)時(shí)控制的速度不得超過該值，為 保證列車的制動(dòng)力，全列車各車輛副風(fēng)缸的空氣壓力都必須恢復(fù)到規(guī)定壓力，因此，緩解充 風(fēng)時(shí)間tc與制動(dòng)空走時(shí)間tk之和必須小于列車從緩解到上升至最大容許速度的時(shí)間tz，即：tzAtc+tk為提高運(yùn)行速度，緩解速度不宜過低，試取Vmin= 43，將速度從容許速度至最低緩解速度劃分為四個(gè)速度間隔，列表如下：欄序速度間隔（km/h）83 7373 6363 5353 43平均速度（km/h）78:6858P 481車輛（重貨車）

9、單位基本阻力（N/KN ）Wo= 0.92+0.0048V+0.000125&2.051.831.621.442車輛總基本阻力（N/KN ）W0l= 9.81GW44953.6139911.1235415.5431466.873機(jī)車惰行單位基本阻力（N）2W0d= 2.25+0.0019v+0.00032v4.353.863.443.084機(jī)車惰行總基本阻力（N）W0d=9.81P.W5882.285224.074652.514167.585列車惰行單位合力Wo=p + G2.191.941.721.53630 (V2 V1)-300-300-300-3007ij+ W0d-5.85-

10、6.34-6.76:-7.128增速時(shí)間tz=.丄51.2447.3144.3642.13tz=51.24+47.31+44.36+42.13=185.04（s）該列車 31 輛，制動(dòng)機(jī)為 K2 型、GK 型混編，由于 GK 型制動(dòng)機(jī)充風(fēng)時(shí)間長，為安全 起見，列車充風(fēng)時(shí)間按 GK 型制動(dòng)機(jī)充風(fēng)時(shí)間考慮， = 0.5，減壓量 r = 80kpa,用緩解位充 風(fēng)，tc= 60s根據(jù)列車牽引計(jì)算規(guī)程公式 4 7,計(jì)算貨物列車常用制動(dòng)的空走時(shí)間tk：參照列車牽引計(jì)算規(guī)程；=3135t5tk=( 3.6+ij)=(3.6+0.00176 80X31) X (1-0.0032 10.2)7.7( s)其中

11、，r為列車管減壓量(kpa),n為牽引輛數(shù)，ij為加算坡度()。tc+tk= 60 + 7.7=67.7 (s)tztc+tk因此，在長大下坡道上，列車增速時(shí)間大于制動(dòng)機(jī)充風(fēng)時(shí)間與制動(dòng)空走時(shí)間之和，牽引 31 輛處于安全范圍。3、校驗(yàn)列車長度受區(qū)段內(nèi)車站到發(fā)線有效長度的限制。列車編組情況：SS1 型電力機(jī)車 1 臺(tái)，長度 20.4m，參照列車牽引計(jì)算規(guī)程表 7 規(guī)定；C60型敞車 25 輛，換長=25X.2= 30;N12型平車 5 輛，換長=5X1.3= 6.5;S10型車 1 輛，換長=1X).8= 0.8;列車長度=20.4+( 30+ 6.5+ 0.8)X1=430.7mAB 區(qū)段的車

12、站最短到發(fā)線有效長為 750m，按技規(guī)規(guī)定附加制動(dòng)距離為 30m,實(shí) 際使用長度為 720m，因此，本區(qū)段車站能容納 SS1 型電力機(jī)車牽引 2230 噸列車的長度。第三節(jié)線路縱斷面化簡一、進(jìn)行化簡分組AC 區(qū)段共有 12 個(gè)單元，根據(jù)化簡分組原則，化簡后盡量保持原來特點(diǎn)，因而：1、2、3、4、7、& 9、12 作為獨(dú)立單元，5、6 合并為一個(gè)單元，10、11 合并為一個(gè)單元。二、計(jì)算化簡坡度ih56 號(hào)化簡坡段：H1= 350.5, H2= 366Lh= 500+ 1500= 2000m沒有進(jìn)行化簡的坡道不需要化簡檢查。5& 1011 坡道化簡檢查如下:10.5 X 120

13、- 20 ）17:0由于合并單元有兩段曲線:ir=0.24 %ihj= ih+ir=2.5%o+0.24%o= 2.26%三、進(jìn)行化簡檢查X000=366 350.52000000= 7.75 %0由于合并單元有兩段曲線:10工410X（弭+1L ）厶 =2000Q0.24 %oihj=ih+ir=7.75 %+ 0.24 %= 7.99 %1011 號(hào)化簡坡段：H1= 333.4， H2= 329.0Lh= 750+ 1000= 1750mX000=329 - 333.41750X1000= 2.5 %6I 7.997I000=495V2000I 7.998IX1500=15V2000I2.

14、26(3.6)I X750=1005V20001.7)I X1000=560V2000檢查結(jié)果，所有實(shí)測(cè)均符合化簡要求。四、計(jì)算各坡道內(nèi)附加阻力的折算坡度4 號(hào)坡道：9 號(hào)坡道：- 600ir=五、求化簡坡段的化簡加算坡度1號(hào)坡道：ir= 0,is= 0,ij=ih= 0is=3700 X 1 0000.20I 2.260.0574 號(hào)坡道：ir=o, is=0.20%o, ih=io%oihj ir+ is+ ih=o+0.2%o+10% =10.2%o5 號(hào)坡道：ir=0.24%0, is=0, ih二 7.75%ihj ir+ is+ ih0.24%o+0+7.75%o=7.99%o同法

15、，計(jì)算其它化簡坡道的加算坡度，將計(jì)算結(jié)果填入下表:線路縱斷面化簡計(jì)算表站名實(shí)測(cè)線路縱斷面變坡占八、 、標(biāo)咼（米）坡道編號(hào)坡道 長度Li（米）坡道 坡度i（%0）曲線隧道 長度Ls（米）R（米）a(Lr（米）312.1175002800-2310.5310003313.543700102000350.55500770015354.56150083040036689線路縱斷面示意圖A站B站C站K00+500K8+500K9+500K17+500500=495V2000ir=0.247.99-7.5117.99- 81 500=15V200061500000071250202-2845007.78i

16、r=0.05-7.757.8591750-2.52.26-( -3.6)750=1005V2000ir=0.24-2.262.74-2.26-( -1.7)000=560V2000107500000313.5350.5354.5366366368.5333.4330.732910第四節(jié)編制合力計(jì)算表和繪制合力曲線圖、根據(jù) SS1 型電力機(jī)車牽引 G = 2230t 重載貨物列車，計(jì)算出制動(dòng)率 人斷面編號(hào)化簡縱斷面7501500750軌面標(biāo)高實(shí)際縱斷面編號(hào)實(shí)際縱斷面。75075000005 5。7507505、61011121516171811EKh=EK+EK=7000X1+250X25+16

17、0X5+90=7840KNhhQ%釗034i尸#7(138* 223。) x 9.El0.34常用制動(dòng)系數(shù)宦：取0.5計(jì)算列車不同工況合速度的單位合力，填入下表中。合力計(jì)算表各欄數(shù)值取法如下：速度 V :由 0 開始，每隔 10km/h 取一速度列入計(jì)算表，直到機(jī)車最大速度(或其他允許 速度，此處取貨車的最高速度 80km/h)。在機(jī)車牽引特性曲線上各轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度也應(yīng) 列入計(jì)算，例如表中 41.2、43、57.4 分別列為最高級(jí)位滿磁場(chǎng)與粘著限制線，持續(xù)電流限制 牽引力曲線，電阻制動(dòng)力曲線I、U級(jí)的峰值速度為37.7,這些點(diǎn)均應(yīng)列入表中以計(jì)算有關(guān)各項(xiàng)。牽引力：按照表中各速度，依據(jù)機(jī)車的牽

18、引特性，由限制條件的牽引力曲線查取，速度 低于10km/h 的牽引力，按 10km/h 取值，填表如下。二、繪制合力曲線圖以合力比例尺 k 6 伽為 1N/KN，速度比例尺 1 伽代表 1km/h，把合力表中不同工況速度 的合力點(diǎn)，在直角坐標(biāo)中分別標(biāo)出來，連成圓滑的曲線，即成附圖。圖中，上面的曲線根據(jù)表 4 1 中的第 8 欄各速度數(shù)值繪制的主手柄的牽引運(yùn)動(dòng)力合力曲 線C F W0 F (v)，中間的曲線根據(jù)第 12 欄各速度數(shù)值繪制的列車惰力運(yùn)行合力曲線CW0d F (v)，下面的曲線是根據(jù)第 16 欄各速度合力繪制的常用制動(dòng)合力曲線C 0.56+W0F(v) o第五節(jié)繪制列車運(yùn)行速度曲線一

19、、計(jì)算列車通過最大下坡道ihj= 7.75 的坡道限制速度1.根據(jù)列車組成和風(fēng)管壓力 500Kpa，由牽算表 3 10 查出機(jī)車車輛的換算閘瓦壓力如下：SS1 型機(jī)車 Kh 700KNC50 型車(GK 型)Kh= 250KNNn( K2) Kh 160守車 Kh 90KN2.計(jì)算列車閘瓦總壓力EKmEKm EKm +EKi700X+250 25+160X+90X 7840KN二、求坡道限制速度 Vx設(shè)此車每百噸重量閘瓦壓力為 X :貝則：(138+2230)： 7840 100 : X得 X 331.08KN查牽算P104,知：Vx 83Km/h三、長大下坡道調(diào)速制動(dòng)最高允許速度的計(jì)算Vhm

20、axVxatx式中：Vx 制動(dòng)限制速度 Km/ha-列車加速度 Km/h1 1 , 、a乖C麗 (wodij)Wod列車在 V=83 Km/h 時(shí)的惰行單位阻力 N/KN，計(jì)算得：Wod 6.03N/KNWod 2.18N/KNWod 8103NWod 46407N財(cái)口/ + 附門 d名 1 03+4 6407Cu_2.40N/KN內(nèi)插法知：V 83Km/hWd 2.40 N/KNtz 204.8s12Vmax二 83- X 2.4( 7.75)204.8=83 37 46 5Km/h本計(jì)算取 Vmax = 45Km/H，偏于安全。第六節(jié)繪制運(yùn)行時(shí)間曲線采用第一套比例尺：距離 y=20mm 代

21、表 1 公里；固定長度厶=30mm；時(shí)間比例尺 X = 10mm 代表 1 分鐘。在時(shí)間座標(biāo) t s 的左側(cè)放置輔助座標(biāo)， 縱座標(biāo)為速度 Vmax， 橫座標(biāo)取固定長度二 OM =30mm,使 OM 與 S 軸位于同一水平線上。繪制時(shí)間曲線t=f(S)的速度間隔與速度線相同，時(shí)間線的起點(diǎn)與速度線一致 .A站到發(fā)線中心 O,時(shí)間線的終點(diǎn)必須落在 C 站到發(fā)線中心位置上，即與速度線同一位置。時(shí)間線t=f(S)具有增長特性，在畫至圖界時(shí)(一般為 8cm)可斷開，從相同位置的 零點(diǎn)接續(xù)畫下去。計(jì)算列車技術(shù)速度查t=f(S)圖，運(yùn)行時(shí)間t= 8+6.3+4.9= 19.2 (分)根據(jù)牽規(guī)規(guī)定，作為列車運(yùn)行

22、圖的區(qū)間運(yùn)行時(shí)分，貨物列車一般取分的整數(shù)，故取A C 區(qū)間運(yùn)行的時(shí)間t= 19 分。AC 區(qū)間的距離為 18 公里，因而列車的技術(shù)速度為：V 技=s/t60= 56.84 ( Km/h)第七節(jié) 耗電量的計(jì)算機(jī)車從車站到 A 站用去 5 分鐘，SS1 型出入段每小時(shí) 100KW。Qt=300X00/3.6=8333.3(W.S)一、牽引運(yùn)行耗電量電力機(jī)車牽引運(yùn)行耗電量Qy，分為最高負(fù)荷牽引運(yùn)行耗電量Qy1和部分負(fù)荷牽引運(yùn)行 耗電量Qy2，即Qy=Qy1+Qy21、 機(jī)車最高負(fù)荷牽引運(yùn)行耗電量Qy1VWT(Iph rlpo) t)Qy1=-(KW.h)式中Vw 受電弓處網(wǎng)壓，KV (2.5Kv)I

23、p1-時(shí)間間隔內(nèi)機(jī)車最高負(fù)荷的平均有功電流，AIpo 自用有功電流，A (4 軸和 6 軸機(jī)車取 6) t相應(yīng)工況時(shí)間，min 牽引使用系數(shù)，人=0.92、 機(jī)車部分負(fù)荷牽引運(yùn)行耗電量 Qy2,按下式計(jì)算：Qy2=(Kw/h )式中，lp2時(shí)間間隔內(nèi)機(jī)車部分負(fù)荷的平均有功電流，A。Ip1和Ip2可按電力機(jī)車有功電流曲線圖或電力機(jī)車牽引計(jì)算主要數(shù)據(jù)表查用。SS1 型機(jī)車牽引 G = 2230T AC 區(qū)間下行耗電消耗表化簡 坡道 序號(hào)運(yùn)行 工況運(yùn)行速度（Km/h）牽引運(yùn)行耗電量 Kw.h |惰行制動(dòng)耗電量V1V2Vpt Ip1Ip2Qyt IpoQo1起動(dòng)01050.5555524.3牽引 33

24、-m1020150.210010016.8牽引 33-m2030250.515015061.8牽引 33-m3040350.520520583.7牽引 33-m4044.542.250.322022053.82牽引 33-m44.56755.750.8200200130.73牽引 33-m6773701145145117.34牽引 33-m7359664.2130130453.35牽引 33-m5967632165165171.36惰行6761641.5106.37牽引 33-m617467.51.11351351238惰行748378.50.9103.8制動(dòng)8343630.4101.7惰行4373580.8103