列车牵引计算课程设计

课程设计

课程名称机车车辆方向课程设计题目名称 SS4列车牵引计算

学院 _ 专业

班级__ 学号_____ __ 学生姓名______ __ 指导教师___

目录

摘要 (2)

0 引言 (3)

1.设计任务 (4)

2.机车基本参数 (4)

2.1计算牵引质量 (4)

2.2校验并确定区间牵引质量 (6)

2.3列车换算制动率的计算 (6)

3 合力图 (7)

3.1 机车各种工况的曲线 (7)

3.2绘制合力曲线 (11)

4计算制动距离和运行时间 (15)

4.1计算列车制动的距离 (15)

4.2运行时间 (19)

结束语 (27)

参考文献 (27)

摘要

本次课程设计主要进行了列车的计算牵引质量，校验了区段牵引质量，以及制动率。利用matlab画出了机车各工况的单位合力曲线。对化简的线路纵断面进行了运行时间计算及制动距离的计算。手绘出了绘制列车运行速度线和列车运行时间线。

关键词：列车；牵引；制动；计算

0 引言

提高列车牵引质量和运行速度，保证铁路行车安全和尽量节约机车能耗，是扩大铁路运输能力提高铁路工作效益的重要内容。为此，必须讲究科学管理和经济操纵，提高运输管理和列车操纵水平；很好的研究列车的牵引质量，运行速度，制动距离及机车能耗等与哪些因素有关，怎样在保证行车安全和节能的条件下“多拉快跑”；同时，要让铁路运输管理工作人员及其后备军都有这方面的知识，即会分析也会计算。列车牵引计算正是这方面必须有的，故进行本次课程设计。

1.设计任务

SS 4型电力机车牵引70辆货车，均为滚动轴承（牵引质量5000t ），其中标记载重50t ，装有GK 型制动机的重车48辆，空车5辆；标记载重25t ，装有120型制动机的重车12辆；标记载重25t ，装有120型制动机空车5辆。车辆按高磷闸瓦计算，列车管受空气压力为500KPa 。制动初速度为104Km/h 。SS 4型电力机车电功率6400KW ，轴式为2×（Bo —Bo ），轴重23t 。机车单位阻力

20'000320.00190.025.2v v ++=ω（N/KN ）

1.1求解

（1）计算牵引质量，校验并确定区段牵引质量；计算列车换算制动率等。 （2）绘制合力表，绘制合力曲线。

（3）化简线路纵断面的运行时间及制动距离等。 （4）绘制列车运行速度线和列车运行时间线。

（5）便知点算程序计算，并计算及绘图，编程语言不限。

2.机车基本参数

额度工作电压 单相交流50Hz 25kV ；传动方式 交—直流电传动；轴 式 2×（Bo —Bo ）；机 车 重 量 2×92 t ；轴 重 23t ；持 续 功 率 2×3200kW；最高运行速度 100 km/h ；持 续 速 度 51.5 km/h ；起动牵引力 628kN ；持 续 牵 引 力 450kN ；电制动方式 加馈电阻制动 电制动功率 5300kW ；电制动力 382kN （10～50km/h ）； 传动方式 双边斜齿减速传动；传 动 比 88/21；

2.1计算牵引质量

1）按限制坡度计算

限制坡度指的是某区或区段内对牵引质量起限作用的坡道，区间或区段内坡道最大而又很长的上坡道，列车进入这个坡道后由于坡道阻力很大，速度将连续下降，直至机车计算速度j v ，列车仍未驶出这个坡道，此时，机车速度仍继续下降，则表明牵引重量太大，因为列车以低于j v 的速度运行是不合理的，甚至有可能招致“坡停事故”。若列车能保持j v 匀速运行出坡，则表明牵引重量正合理，此时作用于列车上的合力为零。 计算牵引质量

3

x 0

3

x

0y j 10g i 10g i ---⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=

）（）（‘’

‘ωωλP P F G

其中

j F ——计算牵引力，KN

P ——机车计算重量 t 取184t

y λ——牵引使用系数 取0.9

‘0ω ’‘0ω——计算速度下的机车，车辆单位基本阻力N/KN

x i ——限制坡道的加算坡度千分数 取5.500

G ——牵引质量，t

g ——重力加速度（取9.812

s m

）

由于车辆均为滚动轴承查【1】

’‘0ω=0.92+0.0048j V +0.0001252j V （N/KN ）

查表j v =51.5Km/h j F =431.6KN 带入数据有

‘0ω=4.08N/KN ‘‘0ω=1.50 N/KN

则 3

x ‘’

3x ‘

0y j 10

g ）i （10g ）

i （---⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=

ω

ωλP P F G =5404.8t

2.2校验并确定区间牵引质量

由于题目已经知道牵引质量G=5000t,现只需要对其进行校验，按启动地段坡度验算牵引质量。

查【3】根据题意及电力机车牵引的滚动轴承货物列车演算公式得

3q q 3q q q q q 10g i 10g i ---⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=

）

（）

（‘’

‘

ωωλP P F G

其中：q F ——机车计算启动牵引力，KN q λ——机车牵引使用系数 取0.9 q i ——启动地点加算坡度千分数取5.500

‘q ω——机车单位启动基本阻力电力机车取5N/KN

’‘q ω——车辆单位启动基本阻力 滚动轴承货车取3.5 N/KN

查【2】 q F =649.8KN

代入数据可得：q G =6409.2t>5000t

故按限制坡道计算出的牵引质量在能够可靠启动

2.3列车换算制动率的计算

查【4】

标记载重50t 装有GK 型制动机的重车每辆车换算闸瓦动力为250KN 。 标记载重50t 装有GK 型制动机的空车每辆车换算闸瓦动力为160KN 。 标记载重25t 装120型制动机的重车每辆车换算闸瓦动力为160KN 。 标记载重25t 装有120型制动机的重车每辆车换算闸瓦动力为140KN 。 SS 4型重力机车每台换算闸瓦动力640KN 。 列车换算制动率总和为：

18515640517512350516048250h =+⨯+⨯+⨯+⨯=∑K KN

列车总重力为

g ⨯+）（G P =(184+5000) X9.81=50855KN 则列车换算制动率为：364.0g

）（h =⨯+∑=

G P K

ϑ