第1章_机车牵引力

0.360 0.390 0.360 0.327 0.332
15
3) 粘降
定义 ：机车在曲线上运行时，由于钢轨超高及内外 侧动轮走行距离不同引起横向和纵向滑动等原因， 粘着系数将要减小。 电力机车在曲线半径及小于 600m 时，计算粘着 系数 μr＝μj(0.67+0.00055R) 内燃机车在曲线半径 R 小于 550m 时，计算粘着 系数 μr＝μj (0.805+0.000355R) 例：求 SS1 型电力机车在半径为 500m 的曲线上以 50km/h运行时的计算粘着系数。
9
影响计算粘着系数的因素：
Baidu Nhomakorabea

轮轨接触表面状态 运行速度 机车转向架构造 环境气候
10
j
干燥环境最大值 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 霜降天最小值 0.1 0 50 100 150 200 250 300 干燥环境平均值 雨天平均值
V (km / h)
粘着系数与运行速度、气候条件间的关系
24
3) 对内燃机车的规定
(2) 计算速度(最低)vj和计算牵引力(最高)Fj 计算速度：计算牵引重量所依据的速度。 计算牵引力：计算速度下满级位（最高 柴油机转速）的牵引力。 注意： 1)计算速度不低于持续速度； 2)速度可以上浮。
25
3) 对内燃机车的规定
(3) 计算起动牵引力Fq

27
内燃机车牵引力海拔修正系数表
海拔(m) 大气压强(kPa) DF DF4(货、客) 500 1000 1500 2000 79.4 2500 3000 3500 4000
95.23 89.64 84.32
74.61 70.22 65.97 62.85 － － －
1.000 1.000 0.912 0.866 0.861
30
0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
DF4B(客)型内燃机车牵引特性曲线图
DF11型内燃机车牵引特性曲线图
33
4) 内燃机车牵引力取值

2) 由粘着牵引力曲线或由起动电流限制线经粘着 牵引力曲线，过渡到满手柄级位牵引力曲线。
F(kN) 500 450
F(kN) 450 400
ne(r/min)
1000 962 848 696
22
客运内燃机车DF11型的牵引特性
23
3) 对内燃机车的规定
(1)持续速度vc、持续电流Ic、持续牵引力Fc 持续速度：机车在全功率工况下，传动装 置可以长时间连续工作而不会过热的机车 最低速度。（这个速度下，机车牵引力一 般不受粘着牵引力限制。） 持续牵引力：持续速度下满级位（柴油机 最高转速）的轮周牵引力。
计算起动牵引重量所用的牵引力，按2.5km/h 计算； 电传动内燃机车，粘着牵引力与起动电流所决定 的牵引力的较小者； 液力传动内燃机车，粘着牵引力与全功率牵引力 的较小者； 例：DF4(货)的最低计算速度、最大计算牵引力以 及计算起动牵引力？
26
3) 对内燃机车的规定
(4) 牵引力使用系数Fy = F·λy （λy=0.9） (5) 牵引力因功率降低的修正 Fx = F·λp·λh·λs
ND 5(货)型内燃机车牵引特性曲线图
34
5 电力机车的牵引特性及其计算标准
SSl型电力机车的牵引特性：
F(kN) 500 450
400
350
33m
300
250
200
33-Ш
33-П
150
100
25 21 5 9 13 17
29 33-І
50
0 0 20 40 60 80 100 v(km/h)
35
电力机车
电力机车牵引力的计算标准如下： 1) 计算速度vj和计算牵引力Fj (1)粘着制：最高级位满磁场的牵引特性与粘着牵 引力曲线的交点所对应的速度和牵引力。 (525A) (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。 (500A) (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。 (450A)
1.000 0.933 0.855 0.780 0.707 0.638 0.569 0.503
DF7D
1.000 0.973 0.926 0.885 0.841
28
内燃机车牵引力环境温度修正系数表
环境温度℃ DF DF4(客货) DF4B(客、货) DF4c(货) DF8、DF11 30 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 32 0.978 0.985 0.982 0.987 0.984 34 0.975 0.958 0.952 0.954 0.950 36 0.971 0.930 0.921 0.920 0.913 38 0.968 0.904 0.892 0.886 0.877 40 0.964 0.877 0.864 0.853 0.841
20
0.286 0.327 0.292 0.260 0.313
30
0.275 0.309 0.279 0.257 0.306
40
0.269 0.294 0.270 0.255 0.300
50
0.264 0.283 0.261 0.253 0.295
60
0.261 0.274 0.254 0.253 0.291

以牵引实验为基础，并调查后得到。
18
2)机车牵引特性的有效范围
(1) 受粘着条件的限制 (2) 受牵引电机允许的最大电流限制 (3) 受传动装置功率和性能的限制 (4) 受机车最大速度的限制
19
机车牵引特性的有效范围
20
货运内燃机车DF4(货)的牵引特性
F(kN)
480
420
360
300
240
第一章 机车牵引力
1
本章主要内容

牵引力的产生，分类 粘着系数，粘着牵引力 内燃机车牵引力及其牵引特性问题 电力机车牵引力及其牵引特性问题 动车组的牵引特性
2
机车牵引力：由动力传动装置引起的 与列车运行方向相同的外力。
牵引力分类： 按能量转换过程，机车牵引力分为： 1 电力机车的受牵引电动机能力限制的牵引力， 和受轮轨间粘着能力限制的牵引力； 2 内燃机车的受柴油机功率限制的牵引力和受轮 轨间粘着能力限制的牵引力； 按机械功传递过程，机车牵引力分为：
j 0.24
12 100 8v
16
4) 粘着牵引特性
定义：机车粘着牵引力与机车速度的关系。
粘着牵引力曲线图
17
4 内燃机车的牵引特性及其计算标准
1) 牵引特性：指牵引力随速度变化的曲线， 有预期牵引特性和实际牵引特性两种。 预期牵引特性

设计机车时根据理论参数绘制的。

实际牵引特性
(6)多机牵引和补机推送的牵引力修正 多机牵引：

重联操纵：全值 分别操纵：0.98
补机推送：0.95 (7)机车计算质量、最高运用速度及全长。

31
4) 内燃机车牵引力取值
机车牵引特性的有效范围
32
4) 内燃机车牵引力取值

1) 由起动电流限制线直接过渡到满手柄 级位牵引力曲线。
270
机车粘着牵引力的计算公式：
Fμ ＝Pf· μ j＝Pμ · g· μ
j
(kN)
13
2)机车的计算粘着系数的经验公式：

国产电力机车 6K型电力机车 8G型电力机车
j 0.24

j
12 100 8v
8.86 44 v
0.189
j 0.28
4 0.006 v 50 6v
F(kN) 360 330 300 270 240 210 180 150 120 90 60 30 0 0 20 40 60 80 100 120 v(km/h)
240
210
ne(r/min)
1000
ne(r/min)
180
1000 962 848 696
90 150
980 840 680
120
60


国产电传动内燃机车 ND5型电传动内燃机车
5.9 j 0.248 75 20v
j 0.242
72 800 11v
14
机车不同运行速度下的计算粘着系数表
0
国产电力机 车 6K型电力 机车 8G型电力 机车 国产电传动 内燃机车 ND5电传动 内燃机车
10
0.307 0.353 0.310 0.269 0.321
11
提高粘着力的方法和措施
1 改善轮轨接触面的状态 (1)撒沙 (2)用机械方法来清洁钢轨 2 改善机车走行部性能 (1)使动轮具有相同的轮径，使动轴具有均衡的 轴重。 (2)保持走行部的清洁。 3 优化设计：采用无级调速控制，使牵引力变化 均匀。
12
3 粘着牵引力
1) 定义：是受轮轨间粘着力限制 的机车牵引力。

1 车钩牵引力 2 轮周牵引力 3 指示牵引力
3
1 车钩牵引力与轮周牵引力

1)车钩牵引力 机车牵引客、货车辆的纵向力，以Fg表 示。
4
2) 轮周牵引力




机车是一种能量转换装置。使机车牵引车辆沿 轨道运行的外力肯定来自钢轨和轮周。这个力 的产生必需具备下列两个条件： (1) 机车动轮上有动力传动装置传来的旋转力 矩。 (2)动轮与钢轨接触并存在摩擦作用。 由动力传动装置引起的，与列车运行方向相同 的外力,它是司机可以调节的机车牵引力。 由于它作用于动轮轮周(踏面),所以通常称为轮 周牵引力。
400
350 300 250 200 150
150
ne(r/min)
1000 962 848 696
350
300
250
200
8 7 5 3
100
100
50
50
0 0 20 40 60 80 100 v(km/h)
0 0 20 40 60 80 100 120 v(km/h)
DF4C(货)型内燃机车牵引特性曲线图
t 7 2t13 t19 th 4
式中：t7、t13、t19——每日7、13、19时的平均外温，℃；
29
牵引力因功率降低的修正


例：求DF4货在海拔2000m，环境温度 为34℃时运行时的牵引力。 Fx = F· λ p· λ h = 0.780×0.958F
30
3) 对内燃机车的规定 (续)
39
牵引力计算的线性插值法计算法



牵引特性曲线采用离散法输入，某些情 况需要计算任意点上列车速度对应的牵 引力值。 《列车牵引计算规程》对于手柄位的描 述是不连续的。 需要根据已有数据，对中间手柄位的数 据需要采用线性插值法计算。
7
2 轮轨间的摩擦与粘着
1)轮轨间的摩擦 最大静摩擦力 滑动摩擦力 空转
8
2)轮轨间的粘着




纵向和横向滑动。 在铁路牵引和制动理论中，在分析轮轨间纵向 力问题时，不用“静摩擦”这个名词，而以 “粘着”来代替它。 相应地，在粘着状态下轮轨间纵向水平作用力 的最大值就称为粘着力，而把粘着力与轮轨间 垂直载荷之比称为粘着系数。 理论粘着系数。 计算粘着系数。
180
15
120
12 8
16
(1) 牵引力限制 （粘着、起动电流） (2) 有级、无级 (3) 外包线(最大功率) (4) 变化趋势
60
0 0 20 40 60 80 100 v(km/h)
21
DF4C(货)型内燃机车牵引特性曲线图
F(kN) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 20 40 60 80 100 v(km/h)
电力机车牵引力取值



1)粘着制：粘着牵引力限制线不等电流牵引 力变化线 (525A-500A) 最大削弱磁场手柄 级位牵引力曲线。 2)小时制 ：粘着牵引力限制线满磁场手柄 级位牵引力曲线等电流牵引力变化线 (500A) 最大削弱磁场手柄级位牵引力曲线。 3)持续值 ：粘着牵引力限制线满磁场手柄 级位牵引力曲线等电流牵引力变化线 (450A) 最大削弱磁场手柄级位牵引力曲线。

36
粘着制 525A 小时制 500A 持续制 450A
37
电力机车牵引力的计算标准：（续）
2) 牵引力使用系数Fy = F· λy （λy=0.9） 3) 计算起动牵引力Fq ： 例：求SS1电力机车的起动牵引力Fq 4) 多机牵引和补机推送的牵引力修正 多机牵引：全值 补机推送：0.95
38
5
轮周牵引力的产生
F ＝M/R
由于机车本身移动要消耗掉一些牵引力， 所以车钩牵引力总比轮周牵引力小，即 Fg＝F － W′，或F ＝ Fg + W′

6
3)指示牵引力


假定机车动力传动装置引起的机械功毫 无损失地传到动轮轮周上所得到的机车 牵引力。用Fi表示。 则轮周牵引力为： F ＝ Fi * ηi