第2章列车牵引力

• 牵引计算中采用的符号与主要量的单位 为了方便表达物理量之间的数学 关系，便于书写、阅读、校对、记忆和交流，采用一定的符号代表一定 的物理量。《牵规》规定牵引计算的所有参数均采用法定计量单位。基 本符号一般用拉丁字母表示有单位的量，用希腊字母表示无单位的量。 下角标尽量采用国际通用符号。 • 计算中所有的符号及计量单位见书末附录，主要物理量的单位及取值规 定见下表。
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。
15
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。
j 0.24
12 100 8v
19
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
20
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
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
轮轨间的摩擦与粘着
• • • • 轮轨间的摩擦 最大静摩擦力 滑动摩擦力 空转
Md
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
• 按能量传递顺序的分类分为 • 指示牵引力 • 轮周牵引力 • 车钩牵引力
• 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。
按能量转换过程的限制关系的分类
• （1）电力机车 • ① 牵引电机牵引力：受牵引电机功率限制的轮周牵 引力。 • ② 粘着牵引力：受轮轨间粘着能力限制的轮周牵引 力。 • （2）内燃机车 • ①柴油机牵引力：受柴油机功率限制的轮周牵引力。 • ② 传动装置牵引力：受传动装置能力限制的轮周牵 引力。 • ③ 粘着牵引力：受轮轨间粘着能力限制的轮周牵引 力。
机车粘着牵引力的计算公式：
Fμ ＝Pf· μ j＝Pμ · g· μ
j
(kN)
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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
12 100 8v
8.86 44 v
j
0.189
j 0.28
4 0.006 v 50 6v
– 以牵引实验为基础，并调查后得到。
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
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清洁干燥轨面的黏着系数为0.25--0.30， C70货车，载重70吨，自重23.6吨，取黏 着系数0.25，粗略地算一下其黏着力
影响计算粘着系数的因素：
• • • • 轮轨接触表面状态 运行速度 机车转向架构造 环境气候
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
阻碍列车运行、不能由司机控制的外力叫做列车运行 阻力。 • 按照阻力产生的原因，能够将阻力分为两大类： • 基本阻力是指在运行中永远存在的阻力。
• 附加阻力是指个别情况下发生的阻力，如坡道阻
力，曲线阻力，隧道阻力等。
阻力之和称为全阻力
• 3.列车制动力
• 列车运行中与运行方向相反、阻碍列车运行、
• 惰行—匀速
制动距离
• 制动-减速
• C = -(B+W)
空走
列车牵引力---轮周牵引力
列车牵引力：由动力传动装置引起的与列车 运行方向相同的外力。
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。
司机可以根据需要调节的外力叫做列车制动力。
• 制动力一个明显的特点就是由人为方法
产生的。
Байду номын сангаас
• 产生制动力的方法可分为摩擦制动（包括闸瓦制
动和盘形制动）、动力制动和电磁制动
• 列车运动状态：
列 车 速 度
• 牵引—加速
牵引加速区
惰行匀速区
制动减速区
• C = F-W • C = -W
牵 引 力 全 阻 力 制 动 力
• 国产电传动内燃机车 • ND5型电传动内燃机车
j 0.248
j 0.242
5.9 75 20 v
72 800 11v
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
列车运行控制系统 第二章 列车运动学基础
• • • •
列车运动过程分析 列车牵引力 列车运行阻力 列车制动
一、列车运动过程分析
作用在列车上的力总体分为三类：
列车牵引力F 列车运行阻力W 包括：基本阻力和
制动力B 全阻力W 牵引力F 前进方向
附加阻力
列车制动力B
G θ
15
• 1.列车牵引力
0.360 0.390 0.360 0.327 0.332
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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。
• 列车运行动力的来源，它是与列车运行方
向相同并可根据需要控制的外力。 • 由牵引机车或动车的动力装置发出的内力， 经传动装置传递，在轮周上形成切线方向力， 再通过轮轨间的黏着产生的、由钢轨反作用 于轮周上的外力，从而使列车发生平移运动。
• ⒉列车运行阻力
• 列车运行中由自然条件产生的与运行方向相反、
机车牵引特性的有效范围
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小结
• 牵引力的产生，分类 • 粘着系数，粘着牵引力
• • • • •
复习思考题 1、黏着系数的含义 2、区别什么叫“空转”和“打滑”？ 3、基本阻力有哪些？如何计算？ 4、列车制动方式有哪些？计算制动距离时要 考虑哪些指标？ • 5、求DF4(货) 在半径500m的曲线上以速度 6km/h运行时的计算黏着牵引力。 已知P=135t