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
机车牵引计算
第一节 机车牵引力一、机车牵引力的基本概念 1、机车牵引力的定义机车牵引力是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。
它是由机车动力装置发出的内力（不同类型机车的原动力装置不一样），经传动装置传递，通过轮轨间的粘着而产生的由钢轨反作用于机车动轮周上的切线力。
二、机车牵引力的分类按照不同条件可以把机车牵引力作如下分类： 1．按能量传递顺序的分类 （1）指示牵引力i F ：假定原动机（内燃牵引时就是柴油机）所做的指示功毫无损失的传到动轮上所得到的机车牵引力。
指示牵引力是个假想的概念。
（2）轮周牵引力F ：实际作用在轮周上的机车牵引力，F <i F 。
（3）车钩牵引力gF ：除去机车阻力的消耗，实际作用在机车车钩上的牵引力。
在列车作等速运行时，车钩牵引力与轮周牵引力有如下关系W F F g '-= （1—1）式中 W '——机车阻力。
我国《牵规》规定，机车牵引力以轮周牵引力为计算标准，即以轮周牵引力来衡量和表示机车牵引力的大小。
由于动轮直径的变化会影响轮周牵引力的大小，《牵规》规定，机车牵引力按轮箍半磨耗状态计算。
不论是设计还是试验资料，所提供的轮周牵引力和机车速度数据，必须换算到轮箍半磨耗状态。
机车轮箍半磨耗状态的动轮直径叫做计算动轮直径。
我国常速电力机车的动轮直径原形是1250mm ，计算动轮直径是1200mm ；常速内燃机车的动轮直径原形是1050mm ，计算动轮直径是1013mm 。
动力分散式动车组的动轮直径与客车轮径相同，即915mm ，计算动轮直径是880mm 。
2．按能量转换过程的限制关系的分类任何机车都是把某种能量转化成牵引力所做外机械功的一种工具。
这种能量转换要经过若干互相制约的环节。
机车一般都有几个能量转换阶段，并相应地有几个变能部分。
电力机车的电能是由牵引变电所供给，可以认为它的容量是足够大的，电力机车牵引力的发挥不会受牵引变电所电能供给者的限制，进入机车的单相交流电经过变压整流后输入牵引电动机（交直传动电力机车），将电能转变为带动轮对转动的机械功，然后借助于轮轨间的粘着转变为动轮周上的牵引力所做的机械功。
列车牵引计算PPT课件
3）限制条件 ① 粘着牵引力
F 1000 P g j (N)
的，这个作
用力依靠轮轨之间的摩擦系数产生。
此处的摩擦系数称为粘着系数。
粘着牵引力体现为能力值，即轮周牵引力所能达到的最大值。
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为什么把μj称作粘着系数，而不是滚动摩擦系数？
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高速铁路动车组计算粘着系数
• 我国目前投入使用的CRH系列动车组是在引进国外先进技术的基础上发展起来的。 国外高速列车动车组的计算粘着系数的试验公式为：
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② 粘着牵引力限制
粘着牵引力为能力值，即轮周牵引力所能达到的最大值。 因此，轮周牵引力不能大于机车所能产生的粘着牵引力， 称为粘着牵引力限制。 轮周牵引力达到粘着牵引力值后，机车动轮会打滑，造成 轮轨擦伤与磨耗。
（动画片）
自动制动机工作原理
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②制动力的形成及限制
a） 制动力的形成 空气制动是由机车车辆上装置的制动机实现的。
b） 制动力的限制 空气制动力是轮轨接触点处的反作用力，因而受轮轨间
粘着力的限制。制动力大于粘着力允许的最大值时，车轮将 被闸瓦抱死，车辆沿轨道滑行，引起轮轨剧烈磨耗和擦伤。
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由上述原因增加的阻力与曲线半径、列车运 行速度、外轨超高、轨距加宽量、机车车辆的固 定轴距和轴荷载等许多因素有关。难于用理论公 式计算，通常采用试验方法，得出以曲线半径 R 为函数的试验公式。
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②计算公式
Ll
LL≤Ly时：
Ly
r
600 R
g (N/t)
r
10.5
本讲主要内容
一、牵引计算定义、内容及目的 二、列车受力分析 三、牵引质量的计算与检算 四、列车运行速度与时分解算
机车牵引计算
电机车牵引车辆计算（一）一、原始数据：1、设计生产率：设计生产率是根据班生产率，并考虑到运输不均衡系数而确定的。
矿用电机车的运输不均衡系数采用1.25。
2、加权平均运距：计算公式：L=（A1L1+ A2L2＋·····）/（A1+A2+·····）（Km）A1，A2－装车站班生产率，t/班；L1，L2装车站至井底车场运距。
3、线路平均坡度：计算公式：ip＝1000（H2-H1）/L0=（i1L1+i2L2+·····+i n L n）/（L1＋L2＋·····＋L n）‰式中：i1、i2、in—各段线路的坡度，‰； L1、L2、Ln—各段线路的长度，m；L0—运输线路长度，m；H2—线路终点的标高，m；H1—线路起点的标高，m。
二、选择电机车的粘着质量：我矿原设计年产120万吨，经过扩能技改将达到年产300万吨。
矿井的发展需要多种机车运输才能达到要求。
为此，矿井地面采用XK8－6/110两台、CTY8－6/130一台备用；井下采用XK10－6/550六台、CTY5－6/84十台。
牵引MGC1.1－6矿车运输，矿车自重为610kg，牵引矸石车时，最大载重量为1800kg。
运输线路平均坡度为3‰。
三、列车组成计算：列车组成计算必须满足以下三个条件：1、按照电机车的粘着质量计算。
2、按牵引电动机的允许温升计算。
3、按列车的制动条件计算。
从以上三个条件的计算结果中选取最小者，作为列车组成计算的依据。
（一）按电机车的粘着质量计算重车组质量：F=1000(P+Q Z)［(ωz+ip)g＋1.075a］(N)式中F-重列车上坡启动时电机车所需给出的牵引力N；P－电机车质量t；Q Z－重车组质量t；ωz－重车组启动时的阻力系数，取0.0120；ip－运输线路平均坡度，取3‰g－重力加速度，取9.8m/s2；a－启动时的加速度，一般取0.03－0.05m/s2，计算时取0.04。
《列车牵引计算》课件
02
动力学方法
利用列车动力学原理，通过列车的加速度、速度和位置等参数计算阻力。
04
CHAPTER
列车运动方程式与平衡速度
1
2
3
在列车牵引计算中，牛顿第二定律是建立列车运动方程式的基础，即合力等于质量乘以加速度。
牛顿第二定律的应用
在建立列车运动方程式时，需要考虑列车的阻力以及阻力系数，以更准确地描述列车的运动状态。
平衡速度的意义
03
平衡速度是列车牵引计算中的一个重要参数，它反映了列车在无外力作用下的运动状态，对于列车的安全运行和节能减排具有重要意义。
阻力系数是影响平衡速度的关键因素之一，阻力系数越大，平衡速度越小。
阻力系数的影响
列车质量也会影响平衡速度，质量越大，平衡速度越小。
列车质量的影响
线路条件如坡度、曲线半径等也会对平衡速度产生影响。例如，下坡路段的坡度越大，平衡速度越高；曲线半径越小，平衡速度越低。
02
CHAPTER
列车牵引力计算
列车牵引力的来源
列车牵引力主要来源于机车或动车组的牵引电机，通过传动装置将动力传递至车轮，从而驱动列车前进。
列车牵引力定义
列车牵引力是列车车轮与钢轨之间的摩擦力，用于克服列车行驶过程中的阻力，使列车能够前进。
列车牵引力的特点
列车牵引力具有方向性，始终与列车前进方向相反，同时大小受机车或动车组的功率限制，并与运行速度成反比关系。
线路条件的影响
05
CHAPTER
列车牵引计算的实践应用
列车牵引计算是铁路运输中不可或缺的一环，它涉及到列车的牵引力、阻力以及运动方程等计算。
在铁路运输中，列车牵引计算主要用于指导列车的编组、运行和调度，确保列车安全、高效地运行。
机车牵引
30
40
0.107 0.115 0.124 0.133 0.142 0.152 0.162 0.173 0.185
0.106 0.114 0.123 0.131 0.140 0.150 0.160 0.170 -
-
-
-
50
60
0.105 0.113 0.121 0.130 0.139 0.148 0.157
l效 ——到发线有效长（m）；
P24
l辆 ——每辆货车平均长度（m，14.3） 30——安全距离； Gmax ——到发线有效长限制的最大牵引重量。 无守车
§6.2 牵引重量的校验 三、起动校验
G Gq
Fq y 10 P ( wq iq ) Gq ( KN ) wq iq
• 用等效的常量φ s和ws来代替φ h和w0。空 重混编列车的ws值可将手册中查出的数 12180 Kh 值(重车)乘以α（ h 列车换算制动率 ( P G ) g (138 4000) P75）
2 4.17 v0 Se 1000h s ws i j
G重＋2G空 G重＋G空
(kN) (2-3) • 对电力、内燃机车牵引的滚动轴承货车：
Wq [ P(5 iq ) G(3.5 iq )] g 10
(2-4)
3
(kN)
例题
• SS3型电力机车牵引G=4000t滚动轴承重货 物列车，求在6‰上坡道起动时的总阻力。 以及在该坡道上以70km/h的速度牵引运行 时，列车基本阻力、单位基本阻力、总阻 力和单位总阻力为多少？
(kN)（2-1） 2) 列车运行单位阻力
w w0 i j
( P w ) G w i P G
第一章列车牵引力
第一章列车牵引力1．轮周牵引力产生必需具备的条件轮周牵引力F：具备两个条件：机车动轮上有动力传动装置传来的旋转力矩；动轮与钢轨接触并存在摩擦作用2．什么是机车牵引力机车产生的牵引力是与列车运行方向相同并可由驾驶员根据需要控制的外力。
3．“黏着”与“静摩擦”的区别与联系黏着作用与静摩擦作用之间的有本质区别：黏着作用产生于运动状态；静摩擦力产生于静止状态；运动中机车动轮有增载和减载的情况，各动轮轴之间牵引力分配不均。
4．什么是粘降运行速度增加时，黏着系数下降当机车在曲线轨道上运行时，由于外侧钢轨超高及内外侧动轮走行距离不同引起横向和纵向滑动加剧等原因，黏着系数将会减少，简称“黏降”5．在高原和高温地区，为什么内燃机车牵引力需要进行修正（2）内燃动车组用内燃机作动力通过电传动装置或者液力传动装置驱动的动车组，按传动方式分为：电力传动、液力传动。
（1）由起动电流限制线直接过渡到满手柄级位或柴油机额定转速牵引力曲线，即不受黏着牵引力限制的形式。
（2）由黏着牵引力曲线或由起动电流限制线经黏着牵引力曲线，过渡到满手柄级位或柴油机额定转速的牵引特性。
计算速度和计算牵引力（1）黏着制：最高级位满磁场的牵引特性与黏着牵引力曲线的交点所对应的速度和牵引力。
（2）小时制：以最高级位满磁场牵引特性上小时电流所决定的速度和牵引力作为计算速度和计算牵引力。
（3）持续制：以最高级位满磁场牵引特性上持续电流所决定的速度和牵引力作为计算速度和计算牵引力。
6．电力机车计算速度和计算牵引力如何取值一（1）电传动内燃机：计算起动牵引力选择黏着牵引力和起动电流所决定的牵引力中较小者。
（2）液力传动内燃机：计算起动牵引力选择黏着牵引力和全功率引力中较小者。
二（1）由起动电流限制线直接过渡到满手柄级位或柴油机额定转速牵引力曲线，即不受黏着牵引力限制的形式。
（2）由黏着牵引力曲线或由起动电流限制线经黏着牵引力曲线，过渡到满手柄级位或柴油机额定转速的牵引特性。
机车牵引力与牵引特性—电力机车牵引力与牵引特性
机车牵引力与牵引
牵引特性曲线示例
特性曲线
调压控制方式的SS3型电力机车；恒流准恒速控制方式的SS8、 SS7E型电力机车。
机车牵引力与牵引
二、现阶段我国机车牵引特性曲线基本形式和包含信息
特性曲线
我国现有机车牵引特
性曲线大致可分为两类，
主要由机车特性决定。
机车牵引力与牵引
电力机车。
其轮周牵引力与运行速度之间的关
系分为两为机车达到其转折速度的
斜线段，即准恒速控制段。
机车牵引力与牵引
按上下行方向列车数目不同
特性曲线
采用“恒流准恒速”的调速方式，其牵引特
性曲线图是直线加折线构成。
一般情况下，其上所标“级位”数字乘以
10，就是该级位所要控制的“目标速度”。
搞清楚这一点，能够提前预知机车要达到的目
标速度，对机车操纵是很有帮助的。
例如：SS8型机车，手柄放在10位，司机就
可知其目标速度最终达到100km/h。其他机
车也同样能预知其目标速度。
将机车牵引力和黏着牵引力与速度的关系绘在一张图上，构成机车牵引特性曲
线。机车的牵引特性曲线一般由专门试验得出。未经试验的新造机车，可参考由生
产厂家提供的通过理论计算得出的“预期特性”曲线。
教材 图1-6 和 图1-7 是“预期特性”曲线。图1-12 至 图1-37 分别是由《牵
规》公布的各型电力机车牵引特性曲线（这些特性曲线是通过型式试验得到的，有
其牵引特性曲线图上所标的级位是“名义级
位”。实际上级位是连续（无级）的。
机车牵引力与牵引
特性曲线应用
目录
CONTENTS
01
机车牵引特性与牵引特性曲线
牵引计算PPT课件
铁道信号导论
2
第2页/共33页
车钩牵引力=轮周牵引力-机车阻力
粘着牵引力：受轮轨间粘着力限制的机车 牵引力。
F是动轮压在钢轨上的粘着力，其最大值为 全部动轮压在钢轨的重力与粘着系数的乘 积。
机车粘着牵引力的计算公式：
F 1000P g j
(1)
2021/7/1
铁道信号导论
3
第3页/共33页
电力机车
28
第28页/共33页
动能增量
dEk V dV M (1 )
dEk Cds V dV M (1 ) (F W )ds (F W )Vdt
dV 127 ( f w) ( f w) dt (1 )
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铁道信号导论
29
第29页/共33页
牵引运行 惰性运行
Bd
0.367
I
2 b
V
m
dc Rb
当制动电流恒定时，制动力与速度成反比；当速
度一定时，制动电流越大，制动力也越大。
电阻制动分为恒磁通、恒电流和恒速度三种方式
铁道信号导论
25
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（二）电阻制动特性曲线
2021/7/1
铁道信号导论
26
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第3节 合理曲线图的绘制及应用
W ' W ''
(G P)g (P G)g
（N/kN）
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铁道信号导论
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第13页/共33页
（二）基本阻力
由于各种阻力复杂，理论计算很困难，采用试 验后的经验公式计算单位基本阻力
w a bV cV 2
1.机车单位基本阻力
牵引运行
第一章 机车牵引力 第二章 运行阻力
试验表明，作用在机车车辆上的阻力都与 其重量成正式，所以在牵引计算中常用单位重 量的阻力来计算，称为单位阻力，以小写字母 w表示，单位为N／kN,即 机车单位阻力 ( N／kN) 车辆单位阻力 ( N／kN)
14
第三节 电力机车牵引力
电力机车上没有原动机，须由外界提供电源。 接触网的单相高压交流电，经机车受电弓进入车内 的主变压器降为低压交流电，再经整流装置整流和 平波电抗器滤波后向牵引电动机提供直流电。牵引 电动机将电能变为机械能，通过齿轮传递给机车动 轮，使动轮得到产生牵引力所必需的旋转力矩，最 后通过轮轨间的粘着作用产生机车牵引力。电力机 车所需电能由国家电网供给，所以对某一台机车来 说，其牵引力不会受到供电能力的限制。电力机车 牵引力主要是受牵引电动机工作能力和轮轨间粘着 能力的限制，即受电动机牵引力和粘着牵引力的限 制。
6
整台机车的粘着牵引力的计算公式： (kN) 式中 Pμ——机车粘着质量，即各动轮轴质量之 和 m Q，t。 机车的牵引力可以通过增大动轮力矩Ｍ来提 高，但当牵引力△F大于粘着牵引力△Fμ 时，粘 着条件被破坏，动轮与钢轨产生相对滑动，即动 轮空转。我们知道，滑动摩擦系数要小得多。所 以，空转一旦出现，则牵引力急剧下降，甚至还 会导致轮轨擦伤。所以，粘着牵引力即为轮周牵 引力的极限值，即 Ｆ≤ Pμ g μj （kN）
16
二、电力机车主要计算标准 （一）计算速度及计算牵引力 电力机车的计算速度vj 及计算牵引力Fj 按最低 持续速度及相应的牵引力取值。即最高级位满磁场 牵引特性曲线上，由持续电流（450Ａ）所决定的速 度和牵引力。此情况下，牵引电动机的发热量与散 热量平衡，机车可以长时间连续运转。 （二）计算起动牵引力 韶山1型电力机车的起动牵引力受粘着条件的限 制。其计算起动牵引力Fq 为速度等于零时的粘着牵 引力。 根据试验结果，此计算起动牵引力可以保持到 运行速度 2.5 km／h不变。
第1章机车牵引力25页PPT
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电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
图1-3 DF4(货)型电传动内燃机车的牵引特性
16
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
21.5 327.3
1013mm
30 248.4
395.4KN
40 192.0
5N/KN
50 152.9
4.643
60 124.5
100.0Km/h
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
图1-4 DF11(货)型电传动内燃机车的牵引特性
17
三、蒸汽机车牵引特性
14
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：
Fx phsF
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：
线路工程课件专题-牵引计算
电机发的电能消耗在机车特设的电阻中。
动轮在惯性力作用下——→带动传动齿轮——→电动机发 电——→产生反转力矩——→阻止车轮转动。
若电能反馈给电网加以利用，则称为再生制动。
液力制动
传动齿轮
定子
原理：惯性力————→带动转子——→工作油加速——
y Fj P(0 gix ) G(0 gix )
G
y
Fj
P(0 0 gix
gix
)
多机牵引或补机推送时 G jl (1
)y Fj P(0 gi jl ) 0 gi jl
⒉平直道上高速运行，并保有一定的加速度余量
F FG 1000(P GG )(1 )a
W POG GGOG F
600 Wr R g LL q(N )
Ll
wr
600 R
g(N
/ t)或wr
10.5 Ly
g(N
/ t)
Ly
b)LL>LY,
Wr
600 R
g LY
q(N)
wr
600 R
g
LY LL
(N
/ t)或wr
10.5
LL
g(N
/ t)
c)列车位于n个曲线上:
10.5
wr
Ll
g(N /t)
⑶隧道空气附加阻力
电阻制动力， 基本阻力
⑵注意点
①速度V：由0开始，每隔10km/h取值，应引入牵引性能曲
线上各转折点的速度。
V=0时,
F，0，0 按V=10km/h计算。
②牵引力F：从牵引性能曲线图上查出。
③空气制动力b：常用制动取0.5b，空气与电阻制动合用 时，取0.2b。
列车牵引计算 PPT
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
三、综合题： 对列车运行有直接影响的力有以下三种力：
（1）机车牵引力F （2）列车运行阻力W （3）列车制动力B。 列车运行在以下三种工况下其合力C计算如下： 牵引运行：C = F—W 惰行：C = —W 制动运行：C = —（B+W）
第一章 机车牵引力
一、教学重点： 1、机车的轮周牵引力及其产生必须满足的三个条件。 2、机车的粘着牵引力及其计算公式。 3、机车车轮空转在什么情况下才能发生？
6、加算附加阻力和加算坡度的实际意义。 7、机车和车辆在起动时其单位阻力的取值。 8、对空车、重车混编的列车，其单位基本阻力的
计算公式。 9、对滚动、滑动轴承货车混编的列车，其单位 基本阻力的计算公式。 二、 考核内容： 1、列车基本阻力和附加阻力的计算。 2、列车运行阻力和列车起动阻力的计算
练习题
4、内燃机车、电力机车的牵引力、牵引特性、 主要计算标准及不同速度下的牵引力取值。
5、内燃机车的牵引特性曲线。 6、内燃机车主要计算参数。 7、内燃机车牵引力的修正。 8、内燃机车的工作过程。 9、电力机车的工作原理。 二、考核内容： 1、机车牵引力、轮周牵引力、机车粘着牵引力。 2、内燃机车牵引力、牵引特性。 3、机车牵引力的计算标准及在不同速度下牵引力的 取值。
以 为基础，以科学实验和先进
为依据，分
析列车运行过程中的各种现象和原理，并以此解算
铁路运营和设计上的一些主要 问题和技术经济
问题。
2、《列车牵引计算规程》的主要内容：在一 定时期内，通过大量的试验，整理出一些简单、 实用的 、 和 做为计算的依据。
二、简答题：
1、《列车牵引计算》的计算内容有哪些？ 2、《列车牵引计算》的用途有哪些？
电机车牵引能力计算解析
一、10吨架线电机车牵引能力计算1、 按重列车上坡起动条件11.075()n qq p g p i gψαω≤-++式中－重车组质量，tn p —电机车粘着质量，n p=p ＝10P —电机车质量 g －重力加速度， m/s 2q ψ—电机车撒沙起动的粘着系数，取q ψ＝0.24α—列车起动加速度，m/s 2，α＝0.04 m/s 2，q ω—重列车起动阻力系数，取0.012i —运输线路平均坡度‰，一般取i ＝3‰1109.80.24101.0750.04(0.0120.003)9.8⨯⨯≤-⨯++＝113.79t2、 按牵引电动机允许温升计算。
2(dp ατ≤-式中：d F —电机车等值牵引力，可取电机车长时牵引力，d F ＝4.32 KNα—电机车调车时电能消耗系数，取大于2公里为1.10y ω—重列车运行阻力系数，取0.0075d i —等阻坡度，‰，对于滚动轴承的矿车，d i 一般为＝2‰τ—相对运行时间。
11T T τθ=+＝202030+＝0.4 式中θ—调车及停车时间，min ，一般取20～30 min T1-列车往返一次运行时间，min 26010.75L T ν⨯=＝22600.7516⨯⨯⨯＝20 L —加权平均运输距离，km 。
ν—机车平均速度，km/h,取机车长时速度16 km/h 。
210 1.10.4(0.0075≤-＝105.2t3、 按重列车下坡制动条件，列车制动时速度按列车长时运行速度，则制动减速度为20.03858vb l=＝0.2469式中：b —列车制动减速度，m/s 2v —电机车长时运行速度，取16km/h 合4.44m/s l - 允许的制动距离，取40m 按列车下坡制动条件，求重车组质量，31.075()z Zp g p b y i gψω≤---式中：zp －电机车的制动质量，为电机车的全部质量p ，10t Zψ —制动时的粘着系数，按撒沙时取0.17b —制动减速度0.2469y ω—重列车运行阻力系数，取0.00753109.80.1710 1.0750.2469(0.00750.003)9.8⨯⨯≤-⨯--＝65.28综上制动距离条件限制牵引重量为J=65.28吨二、8吨蓄电池机车计算1、按重列车上坡起动条件11.075()n qq p g p i gψαω≤-++式中－重车组质量，tn p —电机车粘着质量，n p=p ＝8P —电机车质量 g －重力加速度， m/s 2q ψ—电机车撒沙起动的粘着系数，取q ψ＝0.24α—列车起动加速度，m/s 2，α＝0.04 m/s 2，q ω—重列车起动阻力系数，取0.012i —运输线路平均坡度‰，一般取i ＝3‰189.80.2481.0750.04(0.0120.003)9.8⨯⨯≤-⨯++＝91t2、 按牵引电动机允许温升计算。
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M
6
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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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
——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）
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23Βιβλιοθήκη 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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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
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
80
100
图1-7 SS1型电 ppt课力件机车牵引特性
13
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。
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
图1-4 DF11(货)型电传动内燃机车的牵引特性
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17
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
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）
19
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。
103
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
前进型、建设型蒸汽机车
j
30 100 v
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8
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
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
4
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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10
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
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)
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
5
§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
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：
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
7
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
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
§1.1 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。
• 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）