第一章 机车牵引力 §14 机车牵引力的计算标准和取值规定 ppt课件

——根据各型机车不同速度下的黏着牵引力，在坐标图中会出黏着牵引
力与速度的关系曲线。
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§1.3 机车牵引特性
一、电力机车牵引特性
1、牵引电动机的电流特性 在一定电压下牵引电动机电流Id与运行速度v的关系 。
短时电流（最大电流、粘着电流525Q）、 小时电流（500Q）、 持续电流（450Q）
• 二、牵引力的形成
通过能量转换装置和传动装置，传递到机车动轮上是动轮收到扭
矩M的作用→轴荷重Q压在钢轨A点形成的静摩擦阻止M→产生 动轮对钢轨作用力△F′→钢轨对轮的反作用力△F
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2
M
Q ⊿F′ A ⊿F
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• 三、牵引力的分类
指示牵引力 Fi
• 按能量传递顺序分： 轮周牵引力 F
3、内燃机车传动装置牵引力
柴油机装车功率Ne——亦称柴油机最高运用功率，由机车生产厂家标定。
柴油机的 Nb (0.80 ~ 0.84)Ne
N
Uf If 1000
dc
直流发电机
F
U 0.0036
fI v
f
dc
直流发电机
N
3U f I f cos 1000
zldc
交流发电机
F 0.0036
3U
f
If v
21.5 327.3
1013mm
30 248.4
395.4KN
40 192.0
5N/KN
4.643
100.0Km/h
50 152.9
60 124.5
70 107.3
23.0m
80 94.1
210.6g/kw*h 90 83.3
500kN
100 74.5
2.56+0.037V+0.000042V*V
nc=1350r/min
第一章 机车牵引力
§1.1 概述
机车牵引力的概念、形成及分类
§1.2 黏着牵引力
牵引力的限制、 粘着牵引力的概念及计算、 计算粘着系数及修正
§1.3 机车牵引特性
电力机车、内燃机车、蒸汽机车牵引特性
§1.4 机车牵引力的计算标准和取值规定
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§1.1 概述
• 一、牵引力的概念
由动力传动装置产生的、与列车运行方向相同、驱动列 车运行并可由司机根据需要调节的外力。
前进型、建设型蒸汽机车
j
30 100 v
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三、计算黏着系数 2、µj 的修正 小半径曲线上黏着系数修正：
产生原因：
修正公式：
电机机车 r j (0.67 0.00055R) R 600 内燃机车 r j (0.805 0.000355R) R 550
长隧道黏着系数修正（L>1000m） ：由试验确定 四、黏着牵引力曲线
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三、计算黏着系数
1、计算黏着系数µj的计算式：
国产电力机车
j
0.24 12 100 8v
6 K型电力机车
j
0.189
8.86 44 v
8G型电力机车 国产电传动内燃机车
j
0.28
4 50 6v
0.0006v
j
0.248
5.9 75 20v
ND 型电传动内燃机车
j
0.242
72 800 11v
持续牵引力——在牵引特性曲线上，持续速度所对应点
的牵引力。（一般小于黏着p牵pt课引件力）
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2、 机车计算速度Vj与计算牵引力Fj N F V F与V成反比
Vj — 由最佳牵引重量决定的速度，即机车牵引重量确定 的列车通过区间限制坡道时，允许使用的最小速度；
Fj —牵引重量G由Vj为条件得出，对应G和Vj的牵引力F， 即为计算牵引力Fj。
车钩牵引力 Fg
• 按能量转换过程限制关系分：
牵引电机牵引力
电力机车
黏着牵引力
柴油机牵引力
F
内燃机车 传动装置牵引力
黏着牵pp引t课件力
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1、轮周牵引力F：钢轨作用于机车动轮踏面的力。
考察某一动轴：
M
R
Q
⊿F′ A ⊿F
由力矩平衡条件： M=△F ×R → △F =M /R
M ——动轮扭矩 R ——动轮半径
Ud Cen Id Rd
Id (Ud Cen) Rd
n C
1000cv 60
Ce
1000c 60 D
D
Id
Ud
Cv Rd
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2、机车牵引力特性
指机车牵引力F与牵引电机电流Id的关系，可以由电机 的电磁转矩公式和牵引力转矩的关系导出：
F
2 1000D
mMdc
2 D
mCmIddc
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习题一：
1.列车牵引计算中研究力的原则是什么？
2.我国牵引计算用的哪种牵引力？车钩牵引力与轮 周牵引力之间是什么关系？
3.黏着牵引力的概念。
4.东风4B内燃机车在曲线半径为500m和950m上运 行在v=22km/h时的黏着牵引力。
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24
80
100
图1-7 SS1型电 ppt课力件机车牵引特性
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二、内燃机车牵引特性
1、柴油机牵引力
受柴油机功率（或能力）限制的机车牵引力——柴油机牵引力。
2、柴油机牵引力的计算
柴油机牵引力可以根据每分钟汽缸中燃气所作的功，扣除机械摩擦损失及自身消耗 、机车辅助装置消耗和传动损失后，与同一时间内轮周牵引力所作的功相等而求得。
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M
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二、机车粘着牵引力的概念及计算
——受轮轨黏着牵引力限制允许机车发挥的最大牵引力。
F P g j
F ——计算黏着牵引力 KN ； P ——机车粘着质量 t ； g —— 重力加速度 （9.81m/s2）； j —— 计算粘着系数。
P KN
F P j (KN)
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cos
zldc
交流发电机
F
0.0036m Ud Id ppt课件v
dc
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5、内燃机车牵引力的修正
① 在高海拔、高温、长大隧道条件下，F需修正：
பைடு நூலகம்
Fx phs F
λP — 海拔修正系数 λh — 温度修正系数 λs — 隧道修正系数
② 多机牵引与补机的F修正
重联操纵 取全值 • 多机牵引：
分别操纵 第二台后取0.98
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3、机车牵引特性曲线
机车功率
机车轮周功率N
N Fv 1000 1 Fv 3600 3.6
机车标称功率Nb Nb (0.97 ~ 0.98)N
机车牵引特性曲线
指表示机车轮周牵引力F与运ppt课行件速度v之间的关系的特性曲线11 。
（1）理想牵引力曲线
要求：在牵引工况下，机车恒功率输出。
即 N=F ·V
曲线受Fµ与Vg的限制， Vg为机车构造速度
F
V
V1
Vg
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（2） 机车实际的牵引力特性曲线
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50
525A(持续制) 33m
450A(持续制)
33-III
17 21 29 33-II
5 9 13
25
33-I
20
40
60
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四、最大牵引力的取值
最大牵引力是指机车牵引特性的“外包线”所表示的牵引力。 牵引计算时取机车在同一速度下能够发挥的最大牵引力来计算。
电力机车和电传动内燃机车： 在低速区，取min（起动电流所决定的牵引力，黏着牵引力）； 随着速度增加，按最高满磁场、持续电力限制和最深磁场削弱的牵引力曲
图1-4 DF11(货)型电传动内燃机车的牵引特性
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三、蒸汽机车牵引特性
1、蒸汽机车牵引力受哪些影响
粘着牵引力、锅炉牵引力、汽机牵引力
2、 蒸 汽
300 0.65
280
260 0.6 240
机
220 0.5
车 200
牵
180 0.4 160
引
140 0.3
特 120
95
性 100 0.2
• 补机： 尾部机车取0.95
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6、内燃机车牵引特性曲
图1-3 DF4(货)型电传动内燃机车的牵引特性
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项目 P Vjmin
Fmax Dj Fq
Wq
μc
Vs
Lj
eh ∑Kh' WO'
牵引计算主要数据
数值
135.0t
V
F
10 352.8
24.0km/h
20 331.2
301.4kN
曲
80 60
20 25 30
65
35
40
40
20
图101-920QJ3型 0 蒸p汽 pt课5机 件0 车60牵7引 0 特80性
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§1.4 机车牵引力的计算标准和取值规定
一、计算标准
1、持续电流Ic、持续速度vc与持续牵引力Fc
持续电流——保证牵引电机长时间安全工作的电流。
持续速度——电力机车在最高级位的满磁场，内燃机车 在最高手柄位或最高柴油机转速那条牵引特性曲线上，可以 找到实现持续电流的速度。（可以长期运行的最低速度）
3、机车计算起动牵引力Fq
在起动条件下机车所能发挥的最大牵引力，用以计算起动 牵引质量。 列车启动时，所要求的牵引力。一般，起动牵引力Fq由速度 为2.5Km/h的列车阻力决定，即Fq按V＝ 2.5Km/h确定。
起动牵引力Fq在粘着牵引力与起动pp电t课件流所决定的牵引力中取小者。 20
二、多机牵引是牵引力取值的规定
线取值。 内燃机车：
按最高手柄位（最高柴油机转速）的牵引力曲线取。
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500 450 400 350 300 250 200 150 100 50
525A(持续制) 33m
450A(持续制)
33-III
17 21 29 33-II
5 9 13
25
33-I
20
40
60
80
100
图1-7 SS1型电力机车牵引特性
对整个机车： F=m×△F
2、车钩牵引力 Fg
m ——机车动轴数
Fg F ppWt课件
W ——机车总阻力
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§1.2 黏着牵引力
一、牵引力的限制
△F∝M， M↑→ △F↑,
△F>F静→ 轮轨相对滑动 动轮空转→ 丧失牵引力
F 静 2动
F受轮轨粘着力（相当于轮轨最大 静摩擦力）的限制， 即
静
F F Q
后台机车去0.98→逆向取0.90； 后面补机取0.95→逆向取0.85。
三、牵引力使用系数
使用系数的目的：
为了在运用中对机车功率使用留有余地，避免由于 长时间超负荷运转而降低机车使用寿命，使机车经常处 于良好的技术状态，《牵规》规定实际使用的最大牵引 力乘以使用系数，即
Fy Fj y (y 0.9)