機車牽引力基本概念

1、1、機車牽引力的定義機車牽引力是由動力傳動裝置產(chǎn)生的、與列車運行方向相同、驅(qū)動列車運行并可由司機根據(jù)需要調(diào)節(jié)的外力。它是由機車動力裝置發(fā)出的內(nèi)力(不同類型機車的原動力裝置不一樣)經(jīng)傳動裝置傳遞，通過輪軌間的粘著而產(chǎn)生的由鋼軌反作用于機車動輪周上的切線力。二、機車牽引力的分類按照不同條件可以把機車牽引力作如下分類：1按能量傳遞順序的分類F指示牽引力i:假定原動機(內(nèi)燃牽引時就是柴油機)所做的指示功毫無損失的傳到動輪上所得到的機車牽引力。指示牽引力是個假想的概念。輪周牽引力F:實際作用在輪周上的機車牽引力，F(xiàn)Ft。F車鉤牽引力g:除去機車阻力的消耗，實際作用在機車車鉤上的牽引力。在列車作等速運行時

2、，車鉤牽引力與輪周牽引力有如下關(guān)系F，F(xiàn)-W、g(11)式中W機車阻力。我國牽規(guī)規(guī)定，機車牽引力以輪周牽引力為計算標準，即以輪周牽引力來衡量和表示機車牽引力的大小。由于動輪直徑的變化會影響輪周牽引力的大小，牽規(guī)規(guī)定，機車牽引力按輪箍半磨耗狀態(tài)計算。不論是設(shè)計還是試驗資料，所提供的輪周牽引力和機車速度數(shù)據(jù)，必須換算到輪箍半磨耗狀態(tài)。機車輪箍半磨耗狀態(tài)的動輪直徑叫做計算動輪直徑。我國常速電力機車的動輪直徑原形是1250mm,計算動輪直徑是1200mm；常速內(nèi)燃機車的動輪直徑原形是1050mm,計算動輪直徑是1013mm。動力分散式動車組的動輪直徑與客車輪徑相同，即915mm,計算動輪直徑是880m

3、m。2按能量轉(zhuǎn)換過程的限制關(guān)系的分類任何機車都是把某種能量轉(zhuǎn)化成牽引力所做外機械功的一種工具。這種能量轉(zhuǎn)換要經(jīng)過若干互相制約的環(huán)節(jié)。機車一般都有幾個能量轉(zhuǎn)換階段，并相應地有幾個變能部分。電力機車的電能是由牽引變電所供給，可以認為它的容量是足夠大的，電力機車牽引力的發(fā)揮不會受牽引變電所電能供給者的限制，進入機車的單相交流電經(jīng)過變壓整流后輸入牽引電動機(交直傳動電力機車)，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)閹虞唽D(zhuǎn)動的機械功，然后借助于輪軌間的粘著轉(zhuǎn)變?yōu)閯虞喼苌系臓恳λ龅臋C械功。因而電力機車牽引力將要受到牽引電動機和輪軌間粘著這兩個變能部分工作能力的限制，而內(nèi)燃機車牽引力則受到柴油機、傳動裝置和輪軌間粘著的限制。

4、對應這些限制，機車的牽引力可分為:(1)電力機車牽引電機牽引力:受牽引電機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)燃機車柴油機牽引力：受柴油機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。粘著牽引力：受輪軌間粘著能力限制的輪周牽引力。實際條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)的機車牽引力是上述這些牽引力中的最小者。三、粘著牽引力輪周上的切線力大于輪軌間的粘著力時動輪就要發(fā)生空轉(zhuǎn)。在不發(fā)生空轉(zhuǎn)的前提條件下,所能實現(xiàn)的最大輪周牽引力稱為粘著牽引力。其值按下式計算：F=Pg(kN)(12)FJ式中計算粘著牽引力，kN；P機車計算粘著質(zhì)量，t；J計算粘著系數(shù)；g重

5、力加速度，g9.81m/s2。三、計算粘著系數(shù)計算粘著系數(shù)不同于(小于)理論粘著系數(shù)(輪軌間的靜摩擦系數(shù))，它考慮了機車軸重和牽引力分配不均、運行中軸重增減載、牽引力的波動、輪軌間的滑動(縱向的和橫向的)等不利因素的影響，并且主要與機車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)、輪軌表面清潔狀況和機車運行速度等因素有關(guān)。影響計算粘著系數(shù)的因素比較復雜，不可能用理論方法計算，只能用專門試驗得出的試驗公式表達。試驗公式表示在正常粘著條件下計算粘著系數(shù)和機車運行速度的關(guān)系。粘著條件不好時可以用撒砂來改善；采用交流傳動以及改進機車走行部結(jié)構(gòu)可以提高粘著系數(shù)；采用徑向轉(zhuǎn)向架可以提高曲線上的粘著系數(shù)；采用防空轉(zhuǎn)裝置可以提高機車粘著利用程

6、度。我國牽規(guī)規(guī)定的計算粘著系數(shù)公式如下：0.24,0.24,12j100,8v(1)國產(chǎn)各型電力機車-0.189+8.86j44,v(-0.189+8.86j44,v(2)6K型電力機車(14)40.28,0.0006v(3)8G型電力機車j50+6v(15)式中v運行速度,km/h。機車在曲線上運行時，因運動更不平穩(wěn)，輪軌間的滑動加劇等原因，粘著系數(shù)比直線上有所降低，尤其在小半徑曲線上更為明顯，在這種情況下需要對計算粘著系數(shù)進行修正。三軸轉(zhuǎn)向架電力機車在曲線半徑R小于600m的線路上運行時，曲線上的計算粘著系數(shù)r按下式計算，(0.67+0.00055R)rj(16)2內(nèi)燃機車5.9，0.24

7、8+-(1)國產(chǎn)各型電傳動內(nèi)燃機車j75+20v(17)72，0.242+(2)ND5型內(nèi)燃機車j800+11v(18)內(nèi)燃機車在曲線半徑R小于550m的線路上運行時，曲線上的計算粘著系數(shù)r按下式計算，(0.805+0.000355R)rj(19)上述(13)、(14)、(15)、(17)和(18)式表達的計算粘著系數(shù)與速度的關(guān)系見表11。表11各種機車不同運行速度下的計算粘著系數(shù)v機型0102030405060國產(chǎn)各型電力機車0.3600.3070.2860.2750.2690.2640.2616K型電力機車0.3900.3530.3270.3090.2940.2830.2748G型電力機車

8、0.3600.3100.2920.2790.2700.2610.254國產(chǎn)電傳動內(nèi)燃機車0.3270.2690.2600.2570.2550.2530.253nd5型內(nèi)燃機車0.3320.3210.3130.3060.3000.2950.291從表11可見，隨著運行速度的提高，各種機車的計算粘著系數(shù)都有所下降。不同類型機車的計算粘著系數(shù)有所區(qū)別，主要原因是它們的走行部結(jié)構(gòu)不同。電力機車中6K型機車的計算粘著系數(shù)最高，與它所采用的B0B0B0轉(zhuǎn)向架和低位牽引拉桿等結(jié)構(gòu)有關(guān)。我國尚缺交流傳動機車計算粘著系數(shù)的正規(guī)資料，必要時可參閱國外資料。四、粘著牽引力曲線將表11中的計算粘著系數(shù)和機車計算粘著質(zhì)

9、量代入（12）式，即可得出各型機車的粘著牽引力。根據(jù)各型機車不同速度下的粘著牽引力，可以在坐標圖中繪出粘著牽引力與速度的關(guān)系曲線，稱為粘著牽引力曲線，如機車牽引特性曲線圖中帶陰影的曲線。由于客運機車的粘著牽引力一般要比傳動裝置牽引力大許多，機車牽引力不受粘著牽引力的限制，所以客運機車的牽引特性曲線圖上通常不把粘著牽引力曲線畫出來。由上述內(nèi)容可以看出：機車粘著牽引力是機車牽引力的一個限制值，牽引電機牽引力、原動機牽引力是機車本身所具有的能力，這兩部分牽引力必須很好地配合才能使機車牽引力發(fā)揮在最佳狀態(tài)。對電力機車來說，如牽引電動機能力過大而超過粘著牽引力，則牽引電動機功率不能充分發(fā)揮，機車真正能實現(xiàn)的牽引力是按粘著牽引力限制值得到的粘著牽引力;反之，如牽引電動機的牽引力小于粘著牽引力，則機車牽引力受牽引電動機能力的限制，機車能實現(xiàn)的牽