列车牵引计算-绪论

各类阻力
Davis 方程 (1948)
Ru=1.3+(29/w)+(b*V)+(C*A*V2/w*n) w: 轴重(吨), n: 轴数 b: 经验系数,与轮缘、冲击、摇晃、震荡有关 A: 机车车辆的面积(m2) C: 系数，与机车车辆前端形状有关 V：速度(mph)
空车
重车
列车单位阻力
典型的牵引曲线
教材及教学参考书




毛保华主编，列车运行计算与设计, 人民交通出版 社，2008年。 饶忠主编，列车牵引计算(第二版), 中国铁道出版 社，2006。 孙中央主编，列车牵引计算规程实用教程，中国铁 道出版社，2005。 《列车牵引计算规程》，铁道部科学研究院，1999。 饶忠主编，列车制动，中国铁道出版社，1998。
课程教学计划
第一部分 理论课(26学时)
• • • • • • • 绪论 机车牵引力及其计算 列车运行阻力及其计算 列车制动力计算 合力曲线、运动方程及时分解算 列车制动问题解算 列车运行计算在铁路设计与管理中的应用 – 列车能耗计算及节能技术 – 牵引重量的确定
第二部分 实验 (4学时)
实验一：104阀性能试验
2、列车牵引计算的应用
• 运营组织方面
列车提速，运行图编制、事故分析、运输方案。
• • • • •
来自百度文库
机车运用（运营）部门 信号机布局 运营费计算 列车供电方面 列车自动操纵方面(ATO)： 定时、定点停车、节
能、舒适
运营组织方面
• 为列车实际运行制定列车区间运行标尺即 运行时分。 • 线路通过能力，包括区间追踪列车间隔时 间和车站间隔时间 • 车站折返能力 • 车站出入段和平面交叉通过能力
主要物理量的单位及取值规定
主要物理量的名称 区间距离 坡段长度 坡道坡度 牵引力、制动力 单位牵引力、单位阻力、 单位制动力 速度 区间运行时间 单 位 km m ‰ kN N/kN km/h min 取值规定 取至2位小数 以整数计 取至2位小数 取至1位小数 取至2位小数 取至1位小数 取至1位小数
5、列车运行与操纵
电力机车控制台
DF4B机车控制台
DF8B机车控制台
牵引手柄
制动控制器
机车监控记录装置
谢谢大家！
修改、补充和增加的内容
• 全面采用了以国际单位制为基础的国家法定计量单位制； • 增加了新型机车车辆的数据和曲线，修改和增加了新型内、 电机车的单位基本阻力公式； • 修订了内、电机车粘着系数和小半径曲线粘着系数的计算公 式； • 修订和增加了内燃机车牵引力修正系数； • 修订和增加牵引质量(牵引重量)计算公式； • 增加滚动轴承货车和新型客车的单位基本阻力公式； • 增加了高磷铸铁闸瓦、低摩合成闸瓦、高摩合成闸瓦和客车 盘形制动闸片的摩擦系数和闸瓦压力的计算公式； • 修订了客、货列车制动空走时间和机车单机空走时间的计算 公式； • 明确地规定“以电算为主”。
绪论
1、 “列车牵引计算”研究的主要内容
研究铁路列车在外力的作用下沿轨道运行及其相关问题。 • 以力学为基础，以科学实验和先进操纵经验为依据，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技术和技术经济问题。
主要内容：
• 研究列车运动过程中的各种力，说明这些力产生的原因、 过程、变化规律及计算方法等；列车运行速度和时分； 牵引重量；列车制动问题，如制动能力，距离，初速； 机车能耗；列车运行模拟计算。
不同条件下需要的牵引力
转速与牵引力
列车分类(按牵引力的分布方式)
• 动力集中式
电力机车 内燃机车 蒸汽机车 （1988年停产） 棚车、敞车、平车、保温车、罐车等
• 动力分散式
动力分散技术示意图
动力集中和分散的比较
动力集中和分散的比较
CRH5动车组编组形式
8辆编组——5动3拖
列车牵引计算
李占株
2013.7
列车牵引计算的作用----轨道交通技术的基础
运输组织优化 车站作业计划 列车运行图 列车运行计算
线路(工务) 机车车辆(机辆) 供电(电务) 通信信号(通号)
……
轨道交通系统
课程要求
1、铁路列车运行过程中关于牵引计算的 基础知识，包括机车牵引力、机车车辆 阻力、线路阻力与列车制动力的计算方 法； 2、列车运动方程建立原理、列车运行速 度时分解算、列车运行模拟等基本知识； 3、列车运行计算在铁路设计与运营管理 中的应用。
对列车运行有直接影响的力


机车牵引力F 列车运行阻力W 列车制动力B
三种工况：
(1)牵引运行。作用于列车上的力有机车牵引力F 和列车运行阻力W，其合力C = F-W (2)惰行运行。作用于列车上的力只有列车运行阻 力W，其合力C = -W (3)制动运行。作用于列车上的力有列车制动力B 和列车运行阻力W，其合力 C = -(B+W)
检查104阀各项性能指标是否符合技术要求； 掌握104阀性能试验的方法,了解104阀的常见故 障，并初步学会分析故障原因。 熟悉试验台的构造,检查ST-600型闸瓦间隙自动 调整器是否符合技术要求； 掌握ST-600型闸瓦间隙自动调整器性能试验的 方法。
实验二：闸瓦间隙自动调整器性能试验

列车运行行为分析
信号闭塞方式比较
车站列车折返间隔
3、列车运行计算的特点及其发展
• 手算：传统上，列车运行计算是基于 手工的。手工计算精度差、效率低， 工程师们一直在探讨更有效的方法。 • 电算：80年代初，用计算机模拟手工 计算过程；
• 90年代以后：寻求在精度和通用性方 面的改善。 计算机技术（内存、主频、 界面）。
阻力及其模型
• • • • • • • • 机车内部阻力(internal resistance) 与轴重相关的阻力(轴颈阻力,Journal friction) 与速度相关的阻力(轮缘阻力,flange resistance) 与速度平方相关的阻力(空气阻力,air resistance) 曲线阻力(curve resistance) 坡度阻力(grade resistance) 加速度阻力(acceleration resistance) 起动惯性阻力(inertia-starting resistance)
确定不同种类列车站间运行时分
典型的时分曲线
机车优化操纵
• 为列车司机制定机车操纵(驾驶) 图，可以提高效率和保证安全； • 如设置车载设备功能可以预先或 实时进行牵引计算，保证列车安 全运行。
运行图编制工具
验证、评价、分析
更加细微的运行图计算实验技术
确定列车追踪间隔
能力与正点率之间的关系
列车运行计算的方法
4、《列车牵引计算规程》
《列车牵引计算规程》与本课程的关系： • 规定了计算方法和使用数据的标准； 包括：机车车辆的计算公式和图表，计算牵引重 量、绘制速度线、时间线、确定区间运行时分的 原则和方法等。 • 《牵规》适用于标准轨距1435mm铁路列车的牵 引计算 • 《牵规》的修订和改进 1957：《蒸汽机车牵引计算规程》 1982：内燃、电力和蒸汽牵引并存。 1998：全面修订、补充