第2章 列车运行阻力资料
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G ?g
(N／kN) (N／kN)
4
本章主要内容
? 列车阻力的产生及影响因素 ? 基本阻力 ? 附加阻力 ? 加算坡道 ? 阻力的计算方法
5
1 基本阻力
概念: ? 列车在空旷地段沿平直道运行时所受的阻力。 特点: ? 在列车运行过程中任何时候都存在。 ? 列车在平直道上运行只有基本阻力。 ? 用下标“ 0”表示。 成因:
w0 ＝1.82+0.0100v+0.000 145v 2 ? 快速单层客车 w0 ＝1.61+0.0040v+0.000187v 2 ? 快速双层客车 w0 ＝1.24+0.0035v+0.000157v 2
26
4) 国内动车组单位基本阻力计算公式
? 先锋号电动车组： w0 ? 1.65 ? 0.0001v ? 0.000179v2
12
3) 滑动阻力
(1)车轮踏面与轨面各接触点的直径不相等。
13
3) 滑动阻力
? (2) 同一轮对的两个车轮直径不同。
14
3) 滑动阻力
? (3) 轮对组装不正确，也要引起车轮在钢 轨上发生纵向和横向滑动。
15
3) 滑动阻力
(4) 列车的蛇行运动引起轮轨间产生摩擦阻力。
16
基本阻力的组成(续)
23
2) 货车单位基本阻力的计算公式
? 滚动轴承重货车 w0 ＝0.92+0.0048v+0.000125v 2 ? 滑动轴承重货车 w0 ＝1.07+0.0011v+0.000 236v 2 ? 油罐重车专列 w0 ＝0.53+0.0121v+0.000 080v 2 ? 空货车(不分类型 ) w0 ＝2.23+0.005 3v+0.000 675v 2
2
列车运行阻力分类
? 列车运行阻力，按作用范围，可分为总
阻力和单位阻力。 ? （1）总阻力：作用在机车、车辆或列车
上全部重量上的阻力。W kN ? （2）单位阻力：平均到机车、车辆或列
车每kN重力上的阻力。w N/kN
3
单位阻力
? 机车单位阻力 w ? ? W ? ?10 3
P ?g
? 车辆单位阻力 w ?? ? W ???10 3
18
总阻力的构成
19
总阻力的构成
轴承阻力 滚动阻力 滑动阻力 冲击和振动阻力
空气阻力
10km/h 90% 8% 2%
100km/h 30% 30% 40%
240km/h 20% 25% 55%
20
二、列车运行中基本阻力的计算
? 单位基本阻力的计算公式：为列车运行 速度的二次三项式。
? w0＝A+B·v+C·v2 (N/kN) ? A、B、C为试验测定的常数。 ? v — km/h
Fra Baidu bibliotek第二章 列车运行阻力
1
定义及分类
? 定义：列车与外界相互作用产生的与列车运行 方向相反、阻碍列车运行的外力。
? 列车运行阻力，按 组成方式，可分为机车运行
阻力和车辆运行阻力。
? W＝W′+ W″ ? 列车运行阻力，按 产生的原因，可分为基本阻
力和附加阻力。
? 基本阻力：机车、车辆， W0′，W 0″， W0 ? 附加阻力：列车， Wi ， Wr ， Ws
22
(2)内燃机车
?DF型: w0′= 2.93+0.0070v+0.000271v2 ?DF8型： w0′= 2.40+0.0022v+0.000391v2 ?ND5型： w0′= 1.31+0.0167v+0.000391v2 ?ND2型： w0′= 2.98+0.0202v+0.000033v2
28
需要注意以下问题：
(1) 基本阻力的试验 都是在运行速度不小于 10km/h 、外温不低于 -10 ℃、风速一般不大 于5m/s 的条件下进行的。
(2) 低速运行时列车阻力变化比较复杂，所以当 v<10km/h 时，计算基本阻力，规定按 v=10km/h 计算。
? 机车、车辆各零部件之间； ? 机车、车辆表面与空气； ? 车轮与钢轨之间的摩擦与冲击。
6
1 基本阻力
一、基本阻力的组成 (1) 轴承阻力 (2) 滚动阻力 (3) 滑动阻力 (4) 冲击和振动阻力 (5) 空气阻力
7
1 基本阻力
一、基本阻力的组成 1) 轴承阻力
fi ?R ? Qi? ?r
fi
?
Qi
r?
R
8
影响摩擦系数的因素：
(1) 轴承类型。滚动、滑动
9
影响摩擦系数的因素：
(2) 润滑油的影响。 粘度降低，系数降低 (3) 列车运行速度 。 随速度升高，系数先 下降后升高 (4) 轴颈表面的单位压力：压力增大，系 数降低
10
摩擦系数变化曲线
11
基本阻力的组成( 续)
? 2) 滚动阻力
? 4)冲击和振动阻力 ? 5)空气阻力 ? 空气阻力由列车速度、列车外形和截面
积等因素决定。 Wa = CxΩρv2/2
Cx —空气阻力系数； Ω— 列车最大截面积； ρ—空气密度；
v —列车的相对速度 。 17
Cx = 1
Cx = 1/4~1/5
Cx = 1/20
空气阻力系数与物体形状的关系图
? 中原之星电动车组： w0 ? 1.28 ? 0.0012v ? 0.000195v2
? 中华之星高速电动车组：
w0 ? 1.16 ? 0.00534v ? 0.000182v2
27
日本新干线高速列车的空气阻力
Da
?
1 2
?
Av
2
(C
dp
?
?
d
l)
Da ——空气阻力； v ——列车速度； ? ——空气密度； A ——列车横截面面积； Cdp ——头车压力阻力系数； ? ——列车侧面气动摩擦系数 d ——列车动力直径； l ——列车长度。
24
2) 货车单位基本阻力的计算公式
? 空重混编的货车按重量加权平均的方法 计算单位基本阻力。
? 公式：
25
3) 客车单位基本阻力的计算公式
客车不分空车、重车，也没有滚承、滑承之分。 公式如下： ? 21,22型客车 w0 ＝ 1.66+0.0075v+0.000 155v 2 ? 25B、25G 型客车：
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1) 机车单位基本阻力公式
(1)电力机车 ?SSl、SS3、SS4型
w0′=2.25+0.0190v+0.000320v2 ?SS7型 w0′=1.40+0.0038v+0.000348v2 ?SS8型 w0′=1.02+0.0035v+0.000426v2 ?6K型 w0′=3.25+0.0092v+0.000308v2 ?8G型 w0′=2.55+0.0083v+0.000212v2
(N／kN) (N／kN)
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本章主要内容
? 列车阻力的产生及影响因素 ? 基本阻力 ? 附加阻力 ? 加算坡道 ? 阻力的计算方法
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1 基本阻力
概念: ? 列车在空旷地段沿平直道运行时所受的阻力。 特点: ? 在列车运行过程中任何时候都存在。 ? 列车在平直道上运行只有基本阻力。 ? 用下标“ 0”表示。 成因:
w0 ＝1.82+0.0100v+0.000 145v 2 ? 快速单层客车 w0 ＝1.61+0.0040v+0.000187v 2 ? 快速双层客车 w0 ＝1.24+0.0035v+0.000157v 2
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4) 国内动车组单位基本阻力计算公式
? 先锋号电动车组： w0 ? 1.65 ? 0.0001v ? 0.000179v2
12
3) 滑动阻力
(1)车轮踏面与轨面各接触点的直径不相等。
13
3) 滑动阻力
? (2) 同一轮对的两个车轮直径不同。
14
3) 滑动阻力
? (3) 轮对组装不正确，也要引起车轮在钢 轨上发生纵向和横向滑动。
15
3) 滑动阻力
(4) 列车的蛇行运动引起轮轨间产生摩擦阻力。
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基本阻力的组成(续)
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2) 货车单位基本阻力的计算公式
? 滚动轴承重货车 w0 ＝0.92+0.0048v+0.000125v 2 ? 滑动轴承重货车 w0 ＝1.07+0.0011v+0.000 236v 2 ? 油罐重车专列 w0 ＝0.53+0.0121v+0.000 080v 2 ? 空货车(不分类型 ) w0 ＝2.23+0.005 3v+0.000 675v 2
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列车运行阻力分类
? 列车运行阻力，按作用范围，可分为总
阻力和单位阻力。 ? （1）总阻力：作用在机车、车辆或列车
上全部重量上的阻力。W kN ? （2）单位阻力：平均到机车、车辆或列
车每kN重力上的阻力。w N/kN
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单位阻力
? 机车单位阻力 w ? ? W ? ?10 3
P ?g
? 车辆单位阻力 w ?? ? W ???10 3
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总阻力的构成
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总阻力的构成
轴承阻力 滚动阻力 滑动阻力 冲击和振动阻力
空气阻力
10km/h 90% 8% 2%
100km/h 30% 30% 40%
240km/h 20% 25% 55%
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二、列车运行中基本阻力的计算
? 单位基本阻力的计算公式：为列车运行 速度的二次三项式。
? w0＝A+B·v+C·v2 (N/kN) ? A、B、C为试验测定的常数。 ? v — km/h
Fra Baidu bibliotek第二章 列车运行阻力
1
定义及分类
? 定义：列车与外界相互作用产生的与列车运行 方向相反、阻碍列车运行的外力。
? 列车运行阻力，按 组成方式，可分为机车运行
阻力和车辆运行阻力。
? W＝W′+ W″ ? 列车运行阻力，按 产生的原因，可分为基本阻
力和附加阻力。
? 基本阻力：机车、车辆， W0′，W 0″， W0 ? 附加阻力：列车， Wi ， Wr ， Ws
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(2)内燃机车
?DF型: w0′= 2.93+0.0070v+0.000271v2 ?DF8型： w0′= 2.40+0.0022v+0.000391v2 ?ND5型： w0′= 1.31+0.0167v+0.000391v2 ?ND2型： w0′= 2.98+0.0202v+0.000033v2
28
需要注意以下问题：
(1) 基本阻力的试验 都是在运行速度不小于 10km/h 、外温不低于 -10 ℃、风速一般不大 于5m/s 的条件下进行的。
(2) 低速运行时列车阻力变化比较复杂，所以当 v<10km/h 时，计算基本阻力，规定按 v=10km/h 计算。
? 机车、车辆各零部件之间； ? 机车、车辆表面与空气； ? 车轮与钢轨之间的摩擦与冲击。
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1 基本阻力
一、基本阻力的组成 (1) 轴承阻力 (2) 滚动阻力 (3) 滑动阻力 (4) 冲击和振动阻力 (5) 空气阻力
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1 基本阻力
一、基本阻力的组成 1) 轴承阻力
fi ?R ? Qi? ?r
fi
?
Qi
r?
R
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影响摩擦系数的因素：
(1) 轴承类型。滚动、滑动
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影响摩擦系数的因素：
(2) 润滑油的影响。 粘度降低，系数降低 (3) 列车运行速度 。 随速度升高，系数先 下降后升高 (4) 轴颈表面的单位压力：压力增大，系 数降低
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摩擦系数变化曲线
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基本阻力的组成( 续)
? 2) 滚动阻力
? 4)冲击和振动阻力 ? 5)空气阻力 ? 空气阻力由列车速度、列车外形和截面
积等因素决定。 Wa = CxΩρv2/2
Cx —空气阻力系数； Ω— 列车最大截面积； ρ—空气密度；
v —列车的相对速度 。 17
Cx = 1
Cx = 1/4~1/5
Cx = 1/20
空气阻力系数与物体形状的关系图
? 中原之星电动车组： w0 ? 1.28 ? 0.0012v ? 0.000195v2
? 中华之星高速电动车组：
w0 ? 1.16 ? 0.00534v ? 0.000182v2
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日本新干线高速列车的空气阻力
Da
?
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?
Av
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(C
dp
?
?
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Da ——空气阻力； v ——列车速度； ? ——空气密度； A ——列车横截面面积； Cdp ——头车压力阻力系数； ? ——列车侧面气动摩擦系数 d ——列车动力直径； l ——列车长度。
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2) 货车单位基本阻力的计算公式
? 空重混编的货车按重量加权平均的方法 计算单位基本阻力。
? 公式：
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3) 客车单位基本阻力的计算公式
客车不分空车、重车，也没有滚承、滑承之分。 公式如下： ? 21,22型客车 w0 ＝ 1.66+0.0075v+0.000 155v 2 ? 25B、25G 型客车：
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1) 机车单位基本阻力公式
(1)电力机车 ?SSl、SS3、SS4型
w0′=2.25+0.0190v+0.000320v2 ?SS7型 w0′=1.40+0.0038v+0.000348v2 ?SS8型 w0′=1.02+0.0035v+0.000426v2 ?6K型 w0′=3.25+0.0092v+0.000308v2 ?8G型 w0′=2.55+0.0083v+0.000212v2