牵引计算-六能耗计算
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列车牵引计算
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：
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。
一、牵引计算定义、内容及目的
1 什么叫牵引计算？
研究列车在外力作用下一系列与行车 有关的问题。
2 牵引计算的内容
1) 计算牵引质量（牵引吨数） 包括列车质量、牵引辆数、牵引净载和列车长度
2) 计算列车运行时分 列车在站间的运行的时间。
3) 计算列车运行速度 4) 研究列车制动问题 5) 计算能源、燃料的消耗，牵引机械功、阻力等；
内燃机车功率修正
内燃机车的柴油机有效功率与进入汽缸的空气量有关。 在大气压力较低的高原或高温地区及长隧道内，机车 功率会有所降低。此时，应对机车牵引力进行修正， 修正系数由试验确定。
➢周围空气温度修正 ➢海拔修正 ➢隧道影响的牵引力修正
③蒸汽机车的牵引特性曲线
1988 年 已 经 停 止 生产，现在技术 政策是：用好现 有的蒸汽机车。 属于淘汰系列， 作为了解内容。
3 牵引计算的目的
—— 确定牵引定数
1 何谓列车牵引定数? 答：列车牵引定数是列车运行图规定的某一区段固 定机车类型及列车种类的机车牵引质量。
2 列车牵引定数如何确定？ 答：应根据机车牵引力、区段内线路状况及其设备 条件确定列车牵引定数。
二、作用在列车上的力
1 种类
作用在列车上的力可分为三种：
1) 机车牵引力：
发动机产生的
（司机可控） F；
2) 列车运行阻力：
3 第三章 牵引计算解析
牵 引 计 算
3.5 运行速度及运行时间
3.6 能耗计算
电力机车的耗电量计算 内燃机燃油消耗量计算
3.1 概述
列车牵引——主要研究作用于列车上的各种力及这 些力与列车运动的关系。
作用于列车上的外力（牵引力、阻力、制动力）
列车运动和力的关系 与列车运动有关的实际问题的解算方法
运行速度与时间 牵引质量的计算 制动距离的计算 列车能耗的计算
电力机车
内燃机车
3.2.1、牵引力
2.1
牵引力的产生和黏着力
牵引力－－由机车（动车）动力装置产生的扭矩，通过传动装 置在各动轮轮周上形成的切向力，依靠轮轨间黏着力，引起钢 轨作用于各动轮轮周上的反作用力，这是作用于机车（动车） 动轮周上的外力，即机车（动车）上轮周上的牵引力。
动轮不发生空转条件下，所能实 现的最大轮周牵引力通常称为黏着 牵引力 F 。
机车 动车 牵引特性曲线
机车牵引特性曲线 表示机车牵引力与速度之间的关系曲线。
电力机车的轮周牵引力 受下列条件的限制：
1 2
受牵引电动机工作 性能限制； 受轮轨间黏着作用 限制。
内燃机车的轮周牵引力受下列 条件的限制：
1 2 3
受柴油机功率限制；
受传动装置工作性能限制； 受轮轨间黏着作用限制。
轨道交通的运输能力、效率、成本及安全，与轨道交通的许 多部门均有联系。 轨道交通的线网规划 选线设计 行车设备及信号布置 机车的设计及选型 均与 牵引 计算 有关
列车牵引质量的确定 运行速度和运行时间 制动距离 能耗 列车监控 安全规章制度和事故分析
3.2 作用于列车上的力
列车由机车及车列（机车后面拖挂的车辆）构成。 动车－－有动力的车辆为动车； 列车 拖车－－没有动力的车辆为拖车。 列 车 种 类 及 优 缺 点 列车类型（电力机车、内燃机车、蒸汽机车）
《列车牵引计算电算》教学版使用说明书
《列车牵引电算软件》使用说明书一、系统概述《列车牵引计算》电算软件采用Visual Studio 2005 C# 语言和Access 2003技术编制，为教材的配套软件，可帮助学生更好的理解教材内容，为教师提供更丰富的教学手段。
计算所用数据基于《列车牵引计算规程》（TB/T1407-1998，以下简称《牵规》）。
随着我国高速铁路的蓬勃发展，《牵规》必将进行更新，系统基于数据库技术，预留参数调整接口，增强了系统的适用性。
系统功能可划分为以下几个部分：1．基础数据为整个系统的基础，包括：机车（动车）型号，车辆类型，闸瓦类型，常用制动系数等参数的维护。
2．机车数据包括：电力机车总体参数、牵引力特性及相应的有功电流、“牵引/惰行/空气制动”时的自用电有功电流、动力制动特性及其自用电有功电流（如果有动力制动）；内燃机车总体参数、牵引力特性及相应的单位时间燃油消耗、“起动/惰行/空气制动”时的单位时间燃油消耗、动力制动特性及其单位时间燃油消耗（如果有动力制动）。
本软件还提供了参数复制功能，对于参数相近的机车，可以先全部复制，然后略加修改，实现新机车数据的快速输入。
3．线路数据提供了线路原始数据的输入、修改，线路摘录，线路反向，线路化简和参数复制的功能。
对于参数相近的线路，也可以先全部复制，然后略加修改，实现数据的快速输入。
4．列车编组可自由选择机车、车辆类型，组成不同形式的列车，以备后续的时分计算之用。
5．牵引计算包括：运行时分解算，列车制动问题解算（又分：列车紧急制动距离计算和列车制动限速表的编制两项功能），牵引重量解算，机车能耗解算。
其运行过程如图1 所示，基础数据、机车数据、线路数据这三项是系统进行计算的基础，计算前必须保证这些数据的完整性和准确性。
图 1 系统计算流程为提高系统实用性，系统已提供《牵规》(TB/T1407-1998)中部分电力机车、内燃机车、客货车辆的数据和全部闸瓦数据。
特别提示：系统中基础数据、机车数据、线路数据是后续进行列车编组，运行时分解算、能耗计算、牵引重量验算、列车制动问题解算等模块的基础，计算时系统自动查找这些信息。
第三章牵引计算
--
牵引计算
牵引计算以力学为基础，研究作用在列车上 的与列车运行方向平行的外力，以及这些力 和列车的运动关系，进而研究与列车运动有 关的一系列实际问题的计算方法，如列车运 行速度和时间、牵引质量、机车能耗、列车 制动等问题的计算与解算。本课程重点学习 牵引质量、运行速度、运行时分等的相关概 念和计算方法。
a)LL≤LY,
wr =
r
R
L
Ll
Ly
600 10 . 5 α g ( N / t )或 w r = g (N / t) R Ly
Wr =
b)LL>LY,
wr =
600 g × LY × q ( N ) R
600 L 10 . 5α g Y ( N / t )或 w r = g (N / t) R LL LL
作用在列车上的力
列车制动力
电阻制动： 电阻制动：
电阻制动力产生原理：利用 电阻制动力产生原理 列车在坡道上的下滑力带动牵 引电动机电枢旋转，使牵引电 动机变为发电机运行。
最大励磁电流限制线 最大励磁电流
最大制动电流限制线
最大制动电流限 制线
解：
1、计算列车平均单位基本阻力 1）韶山3型机车单位基本阻力： w0’=(2.25+0.019V+0.00032V2)g =(2.25+0.019×70+0.00032 ×70 2) ×9.81 =50.50 (N/t)
------=e单位阻力
空气制动力产生原理
闸瓦制动：以机车上装置的空气压缩机产生的压缩空气为动力 推动机车车辆上的制动闸瓦压紧车轮轮箍，由摩擦产生制动。
盘形制动：将闸瓦紧装在车轴上的制动盘而引起制动作用，也是一种 摩擦制动方式。
06 牵引变电所容量计算(二)计算容量
2008-9-24
知识改变命运 学习成就末来
2
一、变压器过负荷能力
(一) 变压器的正常寿命
取决于 概念
指变压器正常使用年限
绝缘材料 的老化程度 运行温度
温度、绝缘材料结构中的 氧气含量、含潮率等 决定因素
3
负荷电流
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知识改变命运 学习成就末来
(二)绝缘老化的六度定则
正常老化寿命： 通常绕组最热点的温升比平均温升高13℃。 若变压器在额定负载和环境温度为20℃条件 下连续运行，绕组允许平均温升为65℃。则 绕组最热点的温度为98℃。变压器在该运行 条件下的老化寿命为正常老化寿命。 六度定则：温度比98℃每增加6℃其老化速度 增加一倍 ；比98℃每降低6℃其老化速度降低一
书P47第7题
第二步：确定变压器计算容量。
2008-9-24
知识改变命运 学习成就末来
18
I av 2 1.667NA103 1.667 42 3501 103 245A
Nmax=42 N=25
p2
Nt g 2 nT
25 58.8 0.34 3 1440
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知识改变命运 学习成就末来
6
(五) 牵引变压器的过负荷情况
(1）正常运行时，变压器的日平均负荷不会超过变压器容量。 短时负荷尖峰可不考虑。因为负载引起的绕组温度变化需要 15min才能达到稳定值。 （2）紧密运行时，牵引变压器可能出现短时的较大过负荷。 设计规范规定，对于三相YN,d11接变压器，再利用牵引变 压器过负荷能力50%时，其容量能分别满足近期或远期紧密 运行时的负荷需要，可以保证安全运行。对于单相变压器， 厂家规定短时允许过负荷不得超过75%，对于斯特科接变压 器，短时允许过负荷不得超过100%。 （3）牵引变压器的负荷率Kl（计算容量/安装容量）远小于1。 故其正常负荷倍数和持续允许时间可以增加。 （4）三相YN/d11结线的牵引变压器，其输出电流允许值受 三相绕组符合不均匀的影响达不到额定值。(容量利用率) 知识改变命运 学习成就末来 2008-9-24 7
牵引计算
2、粘着牵引力限制
F≤Fmax=Fμ
Fμ——机车粘着牵引力 Fμ=1000×Pμ×g×μj
Pμ——机车粘着质量(t);
g ——重力加速度，(9.81m/s2或近似取10m/s2)
μj——机车计算粘着系数，电力机车按下式计算：
μj=0.24+12/(100+8V)
机车牵引特性
牵引力取值：外包线修正0.9
经验公式：
R
180 L y
w r 600 g / R
600 10.5 wr g g R Ly
式中：
R——曲线半径(m)；α——曲线转角(°)；Ly——曲线长度(m)
货物列车平均单位曲线附加阻力
设列车长度 Ll且列车质量按长度均匀分布，列车延米 质量为 q ，则有： 1、 LL LY 时，列车全长均受到曲线附加阻力的作用， 列车受到的总的曲线附加阻力为 W 600 g L q R 600 g 列车平均单位附加阻力为 w R 2、LL LY 时，列车仅有 LY 长的一部分受到曲线附加阻 600 g W L q 力的作用，所以 R L 列车全长平均单位附加阻力为 w 600g L R 3、如果列车同时位于多个曲线上，且列车全长范围内 的曲线转角总和为 ，则列车平均单位曲线附加阻 力为 w 10.5 g
作用在列车上的力：
机车牵引力F、列车运行阻力W、列车制动力B
（一）机车牵引力
1、机车牵引力的形成
是由机车动力装置 传给机车动轮以旋转力 矩，通过动轮与钢轨的 相互作用而产生的力。 力的作用方向与列车运 动方向相同，力的大小 可由司机根据需要控制。
轮周牵引力
机车重力使动轮粘着于钢轨上而产生的作用
《牵引供电系统》-第三章-牵引负荷计算
2、列车带电平均电流Ig
Ig 60 A A 7 2.4 7 Utg tg
列车通过供电分区的总的给电运行时分，min
§3.3 牵引负荷计算
3、列车有效电流 I ε
定义：列车电流在供电区间运行全部时间内的均方根值。
公式：
I ε kε I
有效系数，一般1.23~1.41
4、列车带电有效电流 I 公式：
§3.3 牵引负荷计算
2、最大列车数Nmax 。一般按紧密运行状态计算（对/日）。
双线铁路上、下行均按8min追踪连发计算。
1440 N max 180 8
单线铁路按按每区间均有一列车计算
N max
一对车在第i个区间的 上行净走时间，min
1440 t i t i'
停车、会让时间， 一般取7min
§3.3 牵引负荷计算
ΓJ在不同条件下取值不同。
储备系数，单线取 1.2，双线取1.15。
当采用近期运量计算时
J K1 K 2
波动系数，取1.2
线路货物年需要输送能 力，单位万吨／年。
若需要输送能力已经接近线路输送能力时，按线路输送能 力计算；若低于输送能力的一半时，可按2倍需要输送能 力计算。此时，都不再考虑波动系数和储备系数。
车辆惰性运行和停站时，电力机车只有自用电电流。
§3.2 车辆电流和能耗
续上页
车辆电流与铁路线路状况紧密相关。如上坡时车辆运行 阻力加大，牵引力和机车电流也加大；下坡时，车辆的自重 形成牵引力，此时可采用惰性、减速或制动等方式运行。
§3.2 车辆电流和能耗
三、车辆能耗
根据车辆电流曲线i=f(t)，并借鉴微元求和的方法，可求得 车辆能耗。 将时间[0,τ]区间划分为n个间隔，每一等份为Δt(分钟)， 则每个时刻都有对应的取流(i)的数值，τ=nΔt。
第四章 牵引计算
12 100 8V
)
487kN
2022/3/22
铁道信号导论
10
内燃机车，按最后一列车启动时的机车牵引力计算。
电传动内燃机车按粘着牵引力和起动电流决定的牵 引电流中的小者。
5.对应不同牵引力的取值
在牵引计算时，一般取机车在相同速度是能够发挥 的最大牵引力计算。
电力机车起动自最低计算速度取粘着牵引力，由最 低计算速度至33-Ⅲ曲线，取电流限制的牵引力。 以后按33-Ⅲ曲线取值。
2022/3/22
铁道信号导论
18
五、列车阻力计算
列车阻力计算分为：起动阻力计算和运行阻力计算 （一）起动阻力计算
起动时列车总阻力 W [w P w G i (P G)] g （N） '
q
q
'' Wq [wq' P wq'' G i j ( P G)] g
q
j
单位阻力
wq
wq'
dV 127 ( f w) ( f w) dt (1 )
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铁道信号导论
30
牵引运行 惰性运行
dV 120( f w) dt
dV dt
120w0d
w w0' w0'' w'j'
制动运行
dV dt
120(w0d
ab)
w0d
w0' d
w'' 0d
wj
在实际计算中，一般采用近似积分的方法求解
B Q 粘着力限制
列车制动率
k
(P G) g
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铁道信号导论
22
2. 列车制动力的计算
列车牵引计算
粘着条件 限制
柴油机 功率与 转速有 关，四 种转速 对应条 曲线
干线内燃机车牵引性能参数表
内燃机车功率修正 内燃机车的柴油机有效功率与进入汽缸的空气量有关。 在大气压力较低的高原或高温地区及长隧道内，机车 功率会有所降低。此时，应对机车牵引力进行修正， 修正系数由试验确定。 周围空气温度修正 海拔修正
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：
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。
4）机车牵引性能曲线 ①电力机车牵引特性曲线 电力机车由接触 网取得电能，我国的 电力机车的牵引电动 机一般为直流串激电 动机。 F=f(V)曲线，即机车 轮周牵引力与运行速 度相互关系的曲线， 通常由试验得到。 电动机牵 引力限制
转向架与车体之间相对转动，上下 心盘之间产生的摩擦
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。
②计算公式 LL≤Ly时：
Ll
Ly
600 r g (N/t) R 10.5 r g (N/t)
隧道影响的牵引力修正
③蒸汽机车的牵引特性曲线
1988 年 已 经 停 止 生产，现在技术 政策是：用好现 有的蒸汽机车。 属于淘汰系列， 作为了解内容。
④高速动车组牵引特性曲线
动力分散型动车组及动力集中型动车组提高 。 高速动车组的牵引力大小取决于动车组总功率，而动车组所 需功率可根据牵引质量和速度目标值的大小，通过配置相应 的动车组合来。
牵引计算(2016完美版)
专业综合实践设计题目：SS4型电力机车牵引计算学院：电气学院班级：姓名：学号：指导教师：【摘要】根据列车牵引计算的基本理论，严格按照《列车牵引计算规程》，利用手工计算和计算机编程绘图两种方式完成了列车计算坡道、牵引重量、列车换算制动率、运行时间和运行速度的计算，以及运行合力曲线图、运行速度和时间曲线图的绘制。
其中计算机绘图计算部分中的绘图程序均用Matlab完成，列车运行时间和运行距离的计算程序均应用手工计算。
【关键字】列车牵引制动计算1、引言随着教学改革的深入和培养铁道电气化应用人才的需要，在电力机车专业学习计划中，为了增强我们对电力机车进一步的了解，以及加强以往学习模式的改革和创新，《电力机车牵引计算》被广泛应用和推广。
“牵引计算”涉及到课程的理论内容需要大量的力学知识，如牵引力的形成与计算、制动力的形成与计算、列车阻力的形成与计算、列车运行速度和时间的计算等，整合了过去的理论力学和列车牵引计算。
这次课程设计使我们加强了对《电力机车牵引计算》的理论认识，熟悉了电力机车的计算标准，严格按照《列车牵引计算规程》。
此次课程设计不仅注重联系实际，而且注重培养学生的能力。
2、设计题目2.1 课程设计目的在学习机车车辆基本理论的基础上，通过这一环节巩固和实践所学的主干专业课程。
2.2 课程设计要求认真分析课程设计的题目、具体任务，以及所给出的设计条件、根据所学理论计算和确定列车牵引质量、运行速度、运行时间、绘制合力曲线等。
2.3 课程设计题目描述1、已知条件SS4型电力机车牵引特性曲线：SS4型电力机车电阻制动特性曲线：SS4型电力机车牵引计算主要数据：2、列车阻力计算，给出列车阻力计算公式。
所谓列车阻力，是指列车运行时作用在列车上阻止列车运行并且不能用人力操控的外力，用大写W 表示，单位为N 或KN 。
作用在电力机车和车辆上的阻力分别为机车阻力,W 和车辆阻力,,W 。
显然W=,W +,,W (KN)按照引起列车阻力的原因，列车阻力可分为两大类：（1）基本阻力——列车在任何情况下运行都存在的阻力。
牵引计算-六能耗计算
GL
利用牵引力计算牵引能耗
• 公式：
E= F · ⊿t/η V· η --机电效率
3 列车节能技术与相关研究
• 节能研究的目的是：在既有约束的情况下(运 行时分、加减速度、工况转换时间)充分利用 列车动能，减少牵引能耗。主要体现在列车 达到或接近限速时如何选择惰行时机。 • 在再生制动条件下，还要考虑到制动能量的 反馈回收。 • 节能模拟问题主要是惰行点的选择问题。
• 内燃机车油耗的计算。 • 电力机车耗电量的计算。 • 节能技术研究
1 内燃机车燃油消耗量的计算
• 区段内的燃油消耗计算公式如下 ： E E y E0 Edz Et
(e y t y ) (e0 t0 ) (edz tdz ) (et tt )
6.36
2.85 4.89 6.40 7.08 10 0.84
ห้องสมุดไป่ตู้
6.99
2.80 4.70 5.98 6.52 11 0.92
填表时应注意下列几点：
(1)起动过程中0～10km／h的单位时间燃油消 耗量，DF4 型机车按3kg／min取算，DF型按 2.2kg／min取算。 (2)牵引运行的单位时间燃油消耗量ey，根据运 行速度和手柄位查表或查图取算。 (3)惰行、空气制动的单位时间燃油消耗量e0按 柴油机空转第0，1手柄位取算。
nj
v0
v
v1
V
燃油消耗量计算表格式
运行 区段 牵引工况 惰行和空气制动 电阻制动 坡 运 速度 燃油 段 行 (km/h) 消耗 序 工 量E 号 况 (kg) Ey Ey ⊿t0 e0 E0 ⊿tdz Edz E ⊿ty v1 v2 vp (min) (kg/min) (kg) (min) (kg/min) (kg) (min) (kg/min) (kg)
利用牵引力计算牵引能耗
• 公式：
E= F · ⊿t/η V· η --机电效率
3 列车节能技术与相关研究
• 节能研究的目的是：在既有约束的情况下(运 行时分、加减速度、工况转换时间)充分利用 列车动能，减少牵引能耗。主要体现在列车 达到或接近限速时如何选择惰行时机。 • 在再生制动条件下，还要考虑到制动能量的 反馈回收。 • 节能模拟问题主要是惰行点的选择问题。
• 内燃机车油耗的计算。 • 电力机车耗电量的计算。 • 节能技术研究
1 内燃机车燃油消耗量的计算
• 区段内的燃油消耗计算公式如下 ： E E y E0 Edz Et
(e y t y ) (e0 t0 ) (edz tdz ) (et tt )
6.36
2.85 4.89 6.40 7.08 10 0.84
ห้องสมุดไป่ตู้
6.99
2.80 4.70 5.98 6.52 11 0.92
填表时应注意下列几点：
(1)起动过程中0～10km／h的单位时间燃油消 耗量，DF4 型机车按3kg／min取算，DF型按 2.2kg／min取算。 (2)牵引运行的单位时间燃油消耗量ey，根据运 行速度和手柄位查表或查图取算。 (3)惰行、空气制动的单位时间燃油消耗量e0按 柴油机空转第0，1手柄位取算。
nj
v0
v
v1
V
燃油消耗量计算表格式
运行 区段 牵引工况 惰行和空气制动 电阻制动 坡 运 速度 燃油 段 行 (km/h) 消耗 序 工 量E 号 况 (kg) Ey Ey ⊿t0 e0 E0 ⊿tdz Edz E ⊿ty v1 v2 vp (min) (kg/min) (kg) (min) (kg/min) (kg) (min) (kg/min) (kg)
13 列出牵引计算
w0 A Bv Cv2
式中 A、B、C ——与车型有关的经验常数；
v ——列车运行速度，km/h。
13 列车牵引计算
2）附加阻力 （1）坡道附加阻力
v
Wi M g sin
式中 M——列车质量；
Wi
Mg
g——重力加速度；
θ——坡道与水平方向的夹角。
θ
13 列车牵引计算
（2）曲线附加阻力 列车进入曲线运行时，部分车轮轮缘压向外轨并产生滑动 摩擦，车轮在轨面的横向滑动以及转向架心盘和旁承的摩擦 都要加剧。 因曲线运行增加的摩擦损失所造成的阻力，即为曲线附加 阻力。 曲线附加阻力与曲线半径、列车速度、曲线外轨超高以及 轨距加宽、车辆的轴距等许多因素有关。
滑动摩擦会抵消掉部分牵引力，形成阻碍列车运行的阻力 ，这部分阻力就是滑动阻力。
13 列车牵引计算
（4）冲击与振动阻力 列车运动时，由于钢轨接缝、轨道不平直、车轮擦伤等原 因，会引起轮轨间的冲击和车辆振动的加剧。 冲击和振动会消耗动车的牵引功率，使列车的动能减少， 从而形成冲击与振动阻力。 受线路质量及车辆状态等因素影响；速度越高，影响越大 。
Ls 隧道附加单位空气阻力参考公式： ws 0.00013
式中 Ls ——隧道长度，m。
13 列车牵引计算
（4）附加阻力
wj wi wr ws
为了便于记忆，也可将单位附加阻力之和wj用一个相当的 坡道坡度值ij来代替：
i j i wr ws
13 列车牵引计算
3）运行阻力计算 列车总阻力：
13 列车牵引计算
（3）选线设计方面 为了计算铁路通过能力和输送能力，布置车站和检修单位 ，确定线路纵横断面，在进行线路设计时有必要进行牵引计 算。 不同的线路条件直接影响牵引计算的结果，通过比选不同 线路的计算结果，可以选择合适的线路，使其满足通过能力 和输送能力的要求，达到近期和远期的运营目标。
列车牵引计算..
②从制动方式上分（外力制动）
a. 粘着制动 由轨道间粘着力产生制动。
b.非粘着制动 主要是高速列车。 如“磁轨制动”或者“涡流轨道制动”
（2）空气制动
①空气制动原理(下页图)
（a） 缓解状态
（b） 制动状态
制动机缓解
（动画片）
制动机制动
（动画片）
自动制动机工作原理
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 。 故制动力不得大于轮轨间的粘着力。
Ly
曲线总偏角不同，但 列车所受总阻力不变， 平均单位曲线附加阻 力也不变
Ll
LL＞Ly时：
Ly
曲线总偏角不同，列 车所受总阻力在变化， 平均单位曲线附加阻 力也在变化
Ly 600 r g (N/t) R LL
Ly 10.5 10.5 r g g Ly LL LL
(N/t)
h i 1000 1000 tan l
F2 q g i i i g ( N / t) q q
F2 q g i ( N )
(7)附加阻力换算坡度和加算坡度
① 附加阻力换算坡度
ir is
r
g
曲线附加阻力换算坡度
s
g
隧道附加阻力换算坡度
② 附加阻力的加算坡度
3）限制条件 ① 粘着牵引力
F 1000 P g j (N)
机车自重 其中，μj为粘着系数 机车牵引力是依靠钢轨对车轮的反作用力形成的，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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.
DF4 (货)内燃机车燃油消耗量曲线图
.
DF4 (货)型内燃机车牵引计算主要数据表
计算 质量
P (t)
粘着 质量
Pμ (t)
计算粘着系数 μj
最低计算速度
νjmin (km/h)
最大计算 牵引力
Fjmax (kN)
计算动 轮直径
Dj (mm)
计算起动 牵引力
Fq (kN)
135
0.248+5.9/(75+20v)
Ey (kg)
⊿t0
e0
(min) (kg/min)
E0 (kg)
⊿tdz Edz (min) (kg/min)
E (kg)
区段 燃油 消耗 量E
(kg)
.
填表时应注意下列几点： (1)起动过程中0～10km／h的单位时间燃油消 耗量，DF4型机车按3kg／min取算，DF型按 2.2kg／min取算。 (2)牵引运行的单位时间燃油消耗量ey，根据运 行速度和手柄位查表或查图取算。
50
81.4 68.2
92.2 78.5 5.20 5.76 2.95 2.90
5.18 5.08 7.14 6.80 7.97 7.55
8
9
0.70 0.77
最大 速度
νg (km/h)
100 90
22.6 43.2 56.4 65.2 6.36 2.85 4.89 6.40 7.08 10
0.84
• 内燃机车油耗的计算。 • 电力机车耗电量的计算。 • 节能技术研究
.
1 内燃机车燃油消耗量的计算
• 区段内E 的E 燃yE 油0 消E d耗 zE t计算公式如下 ：
(ey ty)(e0 t0)(edz td)z(et tt)
• 其中： • Ey= Ey1+Ey2=λy∑(ey1·⊿t)+ ∑(ey2·⊿t) • 每万吨公里的燃E油1消04耗量：
Fq (kN)
135
0.248+5.9/(75+20v)
20.0
302.1
速度v （km/h）
10
16.5
20 30 40
轮
粘着牵引力
356.9
347.9
周 牵
8
167
手
106 70.6 52.5
引
柄
12
308
V=7.0/365.0 193.3 137.3 103
力 F
位
15
数
V=14.0/350.6 279.6 193.3 145.2
机车 全长
Lj (m) 21.1 100
19.6 37.3 45.1 53 6.99 2.80 4.70 5.98 6.52 11
0.92
填表时应注意下列几点：
(1)起动过程中0～10km／h的单位时间燃油消 耗量，DF4型机车按3kg／min取算，DF型按 2.2kg／min取算。
(2)牵引运行的单位时间燃油消耗量ey，根据运 行速度和手柄位查表或查图取算。
(3)惰行、空气制动的单位时间燃油消耗量e0按 柴油机空转第0，1手柄位取算。
.
DF4 (货)型内燃机车牵引计算主要数据表
计算 质量
P (t)
粘着 质量
Pμ (t)
计算粘着系数 μj
最低计算速度
νjmin (km/h)
最大计算 牵引力
Fjmax (kN)
计算动 轮直径
Dj (mm)
计算起动 牵引力
347.9 302.1 216.8 164.8
单位基本阻力ω0´(N/kN)
2.4
燃油 消耗量
手 柄 位
(kg/min) 数
8
3.00
12
5.23
15
7.29
16
8.15
3.00
3.00 3.00 3.00
5.23
5.23 5.23 5.27
7.29
7.29 7.29 7.29
8.24
8.28 8.33 8.34
1013 50
41.7 82.9 115.8 131.5 4.19 3.00 5.28 7.28 8.33
401.7 60
34.3 68.7 96.6 108.9 4.68 2.98 5.27 7.23 8.24
柴油机 空转
手柄位数 ns
燃油消耗量 e0 (kg/min)
手柄位数 ns 燃油消耗量 e0
(kg/min)
0，1 0.35 12 1.01
2
34 5
6
7
0.38
0.41 0.46 0.52 0.58
0.64
13
14 15 16
1.10
1.20 1.34 .1.48
计算起
动阻力 ωq´
(N/kN)
齿轮 传动比
μc
5.00 4.50
70
80
29.4 26.5
57.9
7.29
7.29 7.29 7.29
8.24
8.28 8.33 8.34
1013 50
41.7 82.9 115.8 131.5 4.19 3.00 5.28 7.28 8.33
第六章 列车运行能耗计算 及节能技术
.
列车运行能耗计算及节能技术
• 能耗是一项重要经济指标。 • 能耗取决于机车类型、牵引质量、线路
纵断面、运行速度、停站时间、机车状 态等多种因素，与司机的操纵水平也有 很大关系。 • 合理确定能耗消耗量具有经济意义，对 促进司机的操纵水平也有积极意义。
.
本章主要内容
e GL
.
DF4 (货)内燃机车燃油消耗量曲线图
.
DF4B (货)内燃机车燃油消耗量曲线图
.
DF11 内燃机车燃油消耗量曲线图
.
燃油消耗量的线性插值法计算
ey
e yi0 e yi e yi1
e yk
ni
nk
e yj0 e yj e yj1
nj
v0 v
v1
V
.
e yi
e yi 0
(e yi1 e yi 0 ) (v v0 ) v1 v0
16 V=0/401.7
347.9 302.1 216.8 164.8
单位基本阻力ω0´(N/kN)
2.59
2.79
2.94 3.32 3.74
燃油 消耗量
手 柄 位
(kg/min) 数
8
3.00
12
5.23
15
7.29
16
8.15
3.00
3.00 3.00 3.00
5.23
5.23 5.23 5.27
e yj
e yj 0
(e yj 1
e yj 0 ) (v v1 v0
v0)
e yk
e yj
(e yi
e yj ) ( n k ni n j
nj)
燃油消耗量计算表格式
运行
坡 运 速度 段 行 (km/h)
牵引工况
惰行和空气制动
电阻制动
序工
号
况
v1
v2
vp
⊿ty Ey (min) (kg/min)
20.0
302.1
速度v （km/h）
10
16.5
20 30 40
轮
粘着牵引力
356.9
347.9
周 牵
8
167
手
106 70.6 52.5
引
柄
12
308
V=7.0/365.0 193.3 137.3 103
力 F
位
15
数
V=14.0/350.6 279.6 193.3 145.2
16 V=0/401.7
DF4 (货)内燃机车燃油消耗量曲线图
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DF4 (货)型内燃机车牵引计算主要数据表
计算 质量
P (t)
粘着 质量
Pμ (t)
计算粘着系数 μj
最低计算速度
νjmin (km/h)
最大计算 牵引力
Fjmax (kN)
计算动 轮直径
Dj (mm)
计算起动 牵引力
Fq (kN)
135
0.248+5.9/(75+20v)
Ey (kg)
⊿t0
e0
(min) (kg/min)
E0 (kg)
⊿tdz Edz (min) (kg/min)
E (kg)
区段 燃油 消耗 量E
(kg)
.
填表时应注意下列几点： (1)起动过程中0～10km／h的单位时间燃油消 耗量，DF4型机车按3kg／min取算，DF型按 2.2kg／min取算。 (2)牵引运行的单位时间燃油消耗量ey，根据运 行速度和手柄位查表或查图取算。
50
81.4 68.2
92.2 78.5 5.20 5.76 2.95 2.90
5.18 5.08 7.14 6.80 7.97 7.55
8
9
0.70 0.77
最大 速度
νg (km/h)
100 90
22.6 43.2 56.4 65.2 6.36 2.85 4.89 6.40 7.08 10
0.84
• 内燃机车油耗的计算。 • 电力机车耗电量的计算。 • 节能技术研究
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1 内燃机车燃油消耗量的计算
• 区段内E 的E 燃yE 油0 消E d耗 zE t计算公式如下 ：
(ey ty)(e0 t0)(edz td)z(et tt)
• 其中： • Ey= Ey1+Ey2=λy∑(ey1·⊿t)+ ∑(ey2·⊿t) • 每万吨公里的燃E油1消04耗量：
Fq (kN)
135
0.248+5.9/(75+20v)
20.0
302.1
速度v （km/h）
10
16.5
20 30 40
轮
粘着牵引力
356.9
347.9
周 牵
8
167
手
106 70.6 52.5
引
柄
12
308
V=7.0/365.0 193.3 137.3 103
力 F
位
15
数
V=14.0/350.6 279.6 193.3 145.2
机车 全长
Lj (m) 21.1 100
19.6 37.3 45.1 53 6.99 2.80 4.70 5.98 6.52 11
0.92
填表时应注意下列几点：
(1)起动过程中0～10km／h的单位时间燃油消 耗量，DF4型机车按3kg／min取算，DF型按 2.2kg／min取算。
(2)牵引运行的单位时间燃油消耗量ey，根据运 行速度和手柄位查表或查图取算。
(3)惰行、空气制动的单位时间燃油消耗量e0按 柴油机空转第0，1手柄位取算。
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DF4 (货)型内燃机车牵引计算主要数据表
计算 质量
P (t)
粘着 质量
Pμ (t)
计算粘着系数 μj
最低计算速度
νjmin (km/h)
最大计算 牵引力
Fjmax (kN)
计算动 轮直径
Dj (mm)
计算起动 牵引力
347.9 302.1 216.8 164.8
单位基本阻力ω0´(N/kN)
2.4
燃油 消耗量
手 柄 位
(kg/min) 数
8
3.00
12
5.23
15
7.29
16
8.15
3.00
3.00 3.00 3.00
5.23
5.23 5.23 5.27
7.29
7.29 7.29 7.29
8.24
8.28 8.33 8.34
1013 50
41.7 82.9 115.8 131.5 4.19 3.00 5.28 7.28 8.33
401.7 60
34.3 68.7 96.6 108.9 4.68 2.98 5.27 7.23 8.24
柴油机 空转
手柄位数 ns
燃油消耗量 e0 (kg/min)
手柄位数 ns 燃油消耗量 e0
(kg/min)
0，1 0.35 12 1.01
2
34 5
6
7
0.38
0.41 0.46 0.52 0.58
0.64
13
14 15 16
1.10
1.20 1.34 .1.48
计算起
动阻力 ωq´
(N/kN)
齿轮 传动比
μc
5.00 4.50
70
80
29.4 26.5
57.9
7.29
7.29 7.29 7.29
8.24
8.28 8.33 8.34
1013 50
41.7 82.9 115.8 131.5 4.19 3.00 5.28 7.28 8.33
第六章 列车运行能耗计算 及节能技术
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列车运行能耗计算及节能技术
• 能耗是一项重要经济指标。 • 能耗取决于机车类型、牵引质量、线路
纵断面、运行速度、停站时间、机车状 态等多种因素，与司机的操纵水平也有 很大关系。 • 合理确定能耗消耗量具有经济意义，对 促进司机的操纵水平也有积极意义。
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本章主要内容
e GL
.
DF4 (货)内燃机车燃油消耗量曲线图
.
DF4B (货)内燃机车燃油消耗量曲线图
.
DF11 内燃机车燃油消耗量曲线图
.
燃油消耗量的线性插值法计算
ey
e yi0 e yi e yi1
e yk
ni
nk
e yj0 e yj e yj1
nj
v0 v
v1
V
.
e yi
e yi 0
(e yi1 e yi 0 ) (v v0 ) v1 v0
16 V=0/401.7
347.9 302.1 216.8 164.8
单位基本阻力ω0´(N/kN)
2.59
2.79
2.94 3.32 3.74
燃油 消耗量
手 柄 位
(kg/min) 数
8
3.00
12
5.23
15
7.29
16
8.15
3.00
3.00 3.00 3.00
5.23
5.23 5.23 5.27
e yj
e yj 0
(e yj 1
e yj 0 ) (v v1 v0
v0)
e yk
e yj
(e yi
e yj ) ( n k ni n j
nj)
燃油消耗量计算表格式
运行
坡 运 速度 段 行 (km/h)
牵引工况
惰行和空气制动
电阻制动
序工
号
况
v1
v2
vp
⊿ty Ey (min) (kg/min)
20.0
302.1
速度v （km/h）
10
16.5
20 30 40
轮
粘着牵引力
356.9
347.9
周 牵
8
167
手
106 70.6 52.5
引
柄
12
308
V=7.0/365.0 193.3 137.3 103
力 F
位
15
数
V=14.0/350.6 279.6 193.3 145.2
16 V=0/401.7