列車(chē)制動(dòng)計(jì)算

1、第七章第七章 列車(chē)制動(dòng)計(jì)算列車(chē)制動(dòng)計(jì)算 主要內(nèi)容： 列車(chē)運(yùn)行阻力和制動(dòng)力的計(jì)算；制動(dòng)距離計(jì)算；制動(dòng)限速計(jì)算；列車(chē)所需最小制動(dòng)率計(jì)算； 第一節(jié)第一節(jié) 制動(dòng)減速力和常用制動(dòng)限速制動(dòng)減速力和常用制動(dòng)限速 一、列車(chē)受力列車(chē)受力( (與運(yùn)行有關(guān)與運(yùn)行有關(guān)) )分析：分析： 牽引工況：v牽引力牽引力F和列車(chē)運(yùn)行阻力列車(chē)運(yùn)行阻力W；惰行工況：v列車(chē)運(yùn)行阻力列車(chē)運(yùn)行阻力W；制動(dòng)工況：v制動(dòng)力制動(dòng)力B和列車(chē)運(yùn)行阻力列車(chē)運(yùn)行阻力W；二、列車(chē)運(yùn)行阻力：二、列車(chē)運(yùn)行阻力： 按阻力的發(fā)生分類(lèi)： 基本阻力基本阻力和附加阻力附加阻力。v基本阻力( ) ：任何情況下都有的阻力。由軸承摩擦引起的運(yùn)行阻力；車(chē)輪滾動(dòng)引起的運(yùn)行阻力

2、；輪軌間滑動(dòng)摩擦阻力；沖擊和振動(dòng)引起的阻力； 空氣阻力； 0Wv附加阻力： ：坡道阻力； ：隧道阻力； ：曲線阻力；分為機(jī)車(chē)運(yùn)行阻力 和車(chē)輛運(yùn)行阻力v列車(chē)運(yùn)行阻力 =機(jī)車(chē)運(yùn)行阻力 +車(chē)輛運(yùn)行阻力iWrWsWWW 單位阻力：v作用于機(jī)車(chē)、車(chē)輛和列車(chē)的阻力，絕大部分都與它受到的重力成正比 ;v在鐵路牽引與制動(dòng)計(jì)算中將阻力與其相應(yīng)重力之比稱(chēng)為單位阻力，以英文斜體的小寫(xiě)字母 w w 表示。 機(jī)車(chē)單位阻力： 車(chē)輛單位阻力： 列車(chē)單位阻力： 三、列車(chē)運(yùn)行單位阻力的計(jì)算：基本阻力：通常采用由大量試驗(yàn)綜合得出的經(jīng)驗(yàn)公式。 v我國(guó)牽規(guī)規(guī)定的計(jì)算公式（具體計(jì)算可參閱新的牽規(guī)）： 例：v高速列車(chē)：空氣阻力變成了基本

3、阻力的主要成分。 例： 貨列貨列新干線新干線附加阻力：v坡道阻力： 機(jī)車(chē)、車(chē)輛、列車(chē)的單位坡道附加阻力的數(shù)值等于該坡道的坡度干分率。v曲線阻力 :)/(kNNiwi)/(kNNRAwrA=700v加算坡道阻力 : 加算坡道：v隧道阻力可參閱牽規(guī)；)/(kNNwwwriij ijjwi 四、列車(chē)制動(dòng)力：實(shí)算法： 閘瓦壓力不同，閘瓦摩擦系數(shù)也不同，如果列車(chē)中各種車(chē)輛的閘瓦壓力不同，則計(jì)算相當(dāng)繁瑣。)(10002121nKnKKKKKB換算法：v原理：用一個(gè)不隨閘瓦壓力變化的假定摩擦系數(shù)來(lái)代替上式中各種車(chē)輛原來(lái)的各個(gè)摩擦系數(shù)。為了保持制動(dòng)力計(jì)算結(jié)果等效，將各種車(chē)輛的閘瓦壓力換算成另一個(gè)數(shù)值 。v K

4、hhKKhhhhnhhhhKKKKB1000)(100021 單位制動(dòng)力單位制動(dòng)力b： 換算制動(dòng)率換算制動(dòng)率(緊急）緊急） )/(1000kNNgGPKbhhhchhc常用制動(dòng)常用制動(dòng)系數(shù)，常用制動(dòng)系數(shù)，可查表得到可查表得到 的取值：隨意確定一個(gè)K值（為了減小誤差，應(yīng)取本國(guó)客貨車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)算閘瓦壓力平均值,1982年頒布的牽規(guī)K值按25KN計(jì)算。將K值代入公式： 可算得在 不同初速下，各個(gè)速度 的 值，通常列成表，供計(jì)算時(shí)使用。h),(0Kvvfhh中磷閘瓦換算摩擦系數(shù)表中磷閘瓦換算摩擦系數(shù)表 的確定： 已知，每種制動(dòng)機(jī)所對(duì)應(yīng)的實(shí)際K值已知，實(shí)際閘瓦摩擦系數(shù) 也可計(jì)算得到（為了計(jì)算方便，可忽略

5、速度項(xiàng)）。則： ，通常也將 計(jì)算結(jié)果列表，供計(jì)算時(shí)使用。hKhKhKhKK五、例題五、例題 東風(fēng)4(貨)型內(nèi)燃機(jī)車(chē)兩臺(tái)重聯(lián)，牽引貨物列車(chē)，其中有重車(chē)50輛、空車(chē)25輛。機(jī)車(chē)計(jì)算重量P135t。車(chē)輛標(biāo)記載重均為50t，自重均為20t，GK型制動(dòng)機(jī)，列車(chē)管定壓是500kPa。求： 1、列車(chē)換算制動(dòng)率； 2、在列車(chē)速度為80km/h時(shí)，施行常用制動(dòng)，列車(chē)管減壓分別為60kPa和77kPa，列車(chē)速度為75、55、35、15、5kmh時(shí)的單位制動(dòng)力； 計(jì)算步驟：v計(jì)算換算閘瓦壓力 ；v求緊急制動(dòng)換算制動(dòng)率；v查表得常用制動(dòng)系數(shù) ，求得常用制動(dòng)換算制動(dòng)率 ；v根據(jù)運(yùn)行速度和初速查表得換算閘瓦摩擦系數(shù)。v計(jì)

6、算制動(dòng)力；v求減速力c；)/()(0kNNwibcj計(jì)算結(jié)果：六、常用制動(dòng)限速:制動(dòng)減速力與列車(chē)速度有關(guān)。 在一定的速度下，如果制動(dòng)減速力為0，則這個(gè)速度稱(chēng)為均衡速度。均衡速度實(shí)質(zhì)上是一種受列車(chē)制動(dòng)能力和常用制動(dòng)減壓量制約的一種限制速度，稱(chēng)為“常用制動(dòng)限速”，其值取決于坡道的加算坡度、列車(chē)制動(dòng)能力和常用制動(dòng)時(shí)的減壓量r。 第二節(jié)第二節(jié) 制動(dòng)距離的計(jì)算制動(dòng)距離的計(jì)算 一、列車(chē)制動(dòng)過(guò)程分析： 實(shí)際情況：v無(wú)制動(dòng)力的純空走階段: 從司機(jī)施行制動(dòng)開(kāi)始至第一輛車(chē)制動(dòng)缸壓強(qiáng)開(kāi)始上升為止，在這個(gè)階段，列車(chē)還在惰行。 v全列車(chē)閘瓦壓力由零上升到預(yù)定值的遞增階段： 第一輛車(chē)制動(dòng)缸壓強(qiáng)開(kāi)始上升開(kāi)始至最后一輛車(chē)的制

7、動(dòng)缸壓力上升到預(yù)定值為止。v全列車(chē)的閘瓦壓力保持穩(wěn)定不變的階段： 最后一輛車(chē)的制動(dòng)缸壓力上升到預(yù)定值開(kāi)始至列車(chē)停下為止。 為方便計(jì)算所作的假設(shè)：v原因：第二階段在計(jì)算上很難處理。 v假設(shè)：省略第二階段，假定全列車(chē)的閘瓦都是在某一瞬間同時(shí)壓上車(chē)輪。 v結(jié)論：制動(dòng)距離等于空走距離與有效制動(dòng)距離之和。 q假設(shè)能否成立，關(guān)鍵在于空走時(shí)間的選取。 ekbsss二、空走時(shí)間和空走距離的計(jì)算： 概念： v空走時(shí)間：從制動(dòng)開(kāi)始到假定全列車(chē)閘瓦同時(shí)以最大壓力壓緊車(chē)輪的瞬間所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，是為了計(jì)算方便而假定的一個(gè)概念。 v空走距離：列車(chē)在制動(dòng)空走時(shí)間內(nèi)靠慣性惰行的距離。 )(6 .3/0mtVSkk可查閱經(jīng)驗(yàn)公式

8、，可查閱經(jīng)驗(yàn)公式，包含坡度修正包含坡度修正空走時(shí)間的計(jì)算： v理論分析計(jì)算： v經(jīng)驗(yàn)公式(以貨車(chē)為例加以說(shuō)明)： 貨物列車(chē)：q注意：具體應(yīng)用請(qǐng)參閱牽規(guī)；注意：具體應(yīng)用請(qǐng)參閱牽規(guī)； )()1 . 01 ()0014. 08 . 2(sinrtjk)()05. 01 ()0045. 03 . 1 (sintjk常用制常用制動(dòng)動(dòng)緊急制緊急制動(dòng)動(dòng)三、三、有效制動(dòng)距離的計(jì)算：分段累計(jì)法（牽規(guī)規(guī)定）： v原理：劃分很多速度間隔，在每個(gè)速度間隔內(nèi)近似的認(rèn)為閘瓦換算摩擦系數(shù)和單位基本阻力不變，分別計(jì)算列車(chē)在每個(gè)間隔的運(yùn)行距離，然后求和。v計(jì)算公式： )(1000)(17. 402221miVVSjhhe一次等

9、效法： v進(jìn)一步假定閘瓦換算摩擦系數(shù)和制動(dòng)時(shí)的單位基本阻力在制動(dòng)過(guò)程中部不隨速度而變 ；v距離等效摩擦系數(shù)和距離等效單位基本阻力可計(jì)算得到，一般都將計(jì)算結(jié)果繪制成表，用的時(shí)候按需要查?。?v計(jì)算公式：q空重車(chē)混編的距離等效單位基本阻力可將表77查得的數(shù)值乘以空重車(chē)系數(shù) 。)(1000)(17. 4220miVVSjshsze距離等效摩距離等效摩擦系數(shù)擦系數(shù)距離等效基距離等效基本阻力本阻力空重空重GGGG2四、計(jì)算實(shí)例：（見(jiàn)教材） 例 設(shè)某貨物列車(chē)由55輛重車(chē)編組而成，換算制動(dòng)率為0.30，在加算坡度為10的下坡道以60 kmh速度下坡運(yùn)行時(shí)施行緊急制動(dòng)。試按分段累計(jì)法和等效法分別計(jì)算其起緊急和

10、不起緊急時(shí)的制動(dòng)距離。解：v求空走時(shí)間、空走距離；v按等效法求有效制動(dòng)距離；v求制動(dòng)距離；有效制動(dòng)距離分段計(jì)算表有效制動(dòng)距離分段計(jì)算表 例 DF4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)兩臺(tái)重聯(lián)，牽引由60輛重車(chē)編組而成的貨物列車(chē)。機(jī)車(chē)計(jì)算重量P=135t，車(chē)輛標(biāo)記載重均為50t，自重20t，GK型制動(dòng)機(jī)，列車(chē)管定壓為500kPa。求解下面兩個(gè)問(wèn)題： 1.列車(chē)運(yùn)行速度為80km/h，在加算坡度為10的下坡道上施行常用制動(dòng)，列車(chē)管減壓量為60kPa，試計(jì)算列車(chē)速度降為55km/h時(shí)的單位減速力。 2.在加算坡度為10的下坡道上以60km/h的速度施行緊急制動(dòng)，試用等效法計(jì)算其制動(dòng)距離。 解：1.求減速力換算制動(dòng)率：gGPKh

11、h)(1000換算閘瓦壓力換算閘瓦壓力 DF4： 650kN 貨車(chē)（貨車(chē)（GK閥重車(chē)位）：閥重車(chē)位）：240 kN gGPKhh)(1000358. 08 . 9)60702135()602402650(h減壓量為60kPa時(shí)常用制動(dòng)系數(shù)為0.33(查表）。 118. 0358. 033. 0hchc單位基本阻力：制動(dòng)力：)/(99. 15500025. 0550025. 01 . 120kNN)/(00025. 00025. 01 . 120KNNvv )/(11.17118. 0145. 010001000kNNbhch單位減速力：)/( 1 . 9)10(99. 111.17()(0kN

12、Nibcj2.求制動(dòng)距離空走距離：)(1006 . 36606 . 3)(6)10(05. 01)(60045. 03 . 1 ()05. 01)(045. 03 . 1 (0mtvssintkkk經(jīng)驗(yàn)公式（查閱牽規(guī)）有效制動(dòng)距離：制動(dòng)距離：)(286)10(6 . 1358. 0170. 010006017. 4)(1000)(17. 42220mSmiwVVSejshsze)(386100286mSSSkeb第三節(jié)第三節(jié) 緊急制動(dòng)限速和必需的緊急制動(dòng)限速和必需的最小制動(dòng)率最小制動(dòng)率 一、緊急制動(dòng)限速的解算： 命題：v已知制動(dòng)地點(diǎn)的坡度和制動(dòng)距離（計(jì)算制動(dòng)距離），求緊急制動(dòng)限速，即最大制動(dòng)初

13、速。求解方法： v制動(dòng)距離公式的閘瓦摩擦系數(shù)和單位基本阻力都與列車(chē)運(yùn)行速度有關(guān)，在制動(dòng)初速未知的情況下無(wú)法計(jì)算。 v試湊法：先假定一個(gè)制動(dòng)初速，變“求制動(dòng)初速”為“求制動(dòng)距離”，并將算得的制動(dòng)距離與給定的制動(dòng)距離相比較；如算得的值較高，應(yīng)取較低的初速再算制動(dòng)距離；如算得的值比給定的值低得多，則應(yīng)再取較高的初速再算。經(jīng)過(guò)如此反復(fù)試算，直至算得的制動(dòng)距離等于或稍低于給定值為止，此時(shí)的初速，就是該地段的制動(dòng)限速。二、必需的最小制動(dòng)率 命題： v已知制動(dòng)初速和計(jì)算制動(dòng)距離，求所需的制動(dòng)率。 用等效法計(jì)算： v求出有效制動(dòng)距離： v所需的制動(dòng)率 ：)(6 . 30mtVsskbjesjsehiwSV100017. 420分段累計(jì)法：就和求緊急制動(dòng)限速相似，要變求制動(dòng)率為求制動(dòng)距離，經(jīng)過(guò)不斷試湊，才能解算出所需的換算制動(dòng)率。例題講解（略） 三、制動(dòng)限速表和