牵引计算-六能耗计算
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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)
内燃机车耗油量随空气温度的修正系数λhe
周围空气温度 th (℃) DF 30 32 34 36 38 40
1.000
0.978
0.975
0.971
0.968
0.964
DF4(货、客)
DF4B(货、客) DF4C(货) DF8及DF11
1.000
1.000 1.000 1.000
0.985
0.975 1.000 0.994
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
2.59
3.00 5.23 7.29 8.15 0, 1 0.35 12 1.01
2.79
3.00 5.23 7.29 8.24 2 0.38 13 1.10
2.94
3.00 5.23 7.29 8.28 3 0.41 14 1.20
3.32
3.00 5.23 7.29 8.33 4 0.46 15 1.34
速度v （km/h） 轮 周 牵 引 力 F
193.3 137.3
V=14.0/350.6 279.6 193.3 145.2 347.9 302.1 216.8 164.8
单位基本阻力ω0´(N/kN)
燃油 消耗量 (kg/min) 手 柄 位 数 8 12 15 16 手柄位数 ns 柴油机 空转 燃油消耗量 e0 (kg/min) 手柄位数 ns 燃油消耗量 e0 (kg/min)
3.74
3.00 5.27 7.29 8.34 5 0.52 16 1.48
4.19
3.00 5.28 7.28 8.33 6 0.58
4.68
2.98 5.27 7.23 8.24 7 0.64
5.20
2.95 5.18 7.14 7.97 8 0.70
5.76
2.90 5.08 6.80 7.55 9 0.77
3.74
3.00 5.27 7.29 8.34 5 0.52 16 1.48
4.19
3.00 5.28 7.28 8.33 6 0.58
4.68
2.98 5.27 7.23 8.24 7 0.64
5.20
2.95 5.18 7.14 7.97 8 0.70
5.76
2.90 5.08 6.80 7.55 9 0.77
计算 质量 P (t) 135 粘着 质量 计算粘着系数 Pμ μj (t) 0.248+5.9/(75+20v) 10 356.9 167 308 V=7.0/365.0 粘着牵引力 8 手 柄 位 数 12 15 16 V=0/401.7 最低计算速度 νjmin (km/h) 20.0 16.5 347.9 106 70.6 52.5 103 41.7 82.9 115.8 131.5 34.3 68.7 96.6 108.9 29.4 57.9 81.4 92.2 26.5 50 68.2 78.5 22.6 43.2 56.4 65.2 19.6 37.3 45.1 53 20 30 最大计算 牵引力 Fjmax (kN) 302.1 40 计算动 计算起动 轮直径 牵引力 Dj Fq (mm) (kN) 1013 50 401.7 60 计算起 齿轮 动阻力 传动比 ωq ´ μc (N/kN) 5.00 70 4.50 80 最大 速度 νg (km/h) 100 90 机车 全长 Lj (m) 21.1 100
DF4 (货)型内燃机车牵引计算主要数据表
计算 质量 P (t) 135 粘着 质量 计算粘着系数 Pμ μj (t) 0.248+5.9/(75+20v) 10 356.9 167 308 V=7.0/365.0 粘着牵引力 8 手 柄 位 数 12 15 16 V=0/401.7 最低计算速度 νjmin (km/h) 20.0 16.5 347.9 106 70.6 52.5 103 41.7 82.9 115.8 131.5 34.3 68.7 96.6 108.9 29.4 57.9 81.4 92.2 26.5 50 68.2 78.5 22.6 43.2 56.4 65.2 19.6 37.3 45.1 53 20 30 最大计算 牵引力 Fjmax (kN) 302.1 40 计算动 计算起动 轮直径 牵引力 Dj Fq (mm) (kN) 1013 50 401.7 60 计算起 齿轮 动阻力 传动比 ωq ´ μc (N/kN) 5.00 70 4.50 80 最大 速度 νg (km/h) 100 90 机车 全长 Lj (m) 21.1 100
英国的研究
影响能耗的主要因素有： • 列车重量。 当其他条件不变时，能耗与列车重 量间存在线性关系，一般可用单位吨公里的能 耗来描述。 • 图定速度。 包括站间距、运行时分、平均速度 等； • 电机特性。牵引与制动。 • 惰行点及其控制策略。 在站间运行时采用惰行 被认为是最有效的节能措施。惰行的运用一般 与运行时分大小有关。
澳大利亚的研究
减少能耗的方法主要包括： • 减少列车重量； • 用足运行时分，即减少列车等待，尽量 采用惰行操纵方式； • 使用较大牵引力； • 采用尽可能多的驱动轴来获得初始起动 加速度； • 在尽可能大的速度范围内维持牵引力； • 使用较高的制动率。
6.36
2.85 4.89 6.40 7.08 10 0.84
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。 (4)机车在高原地区、高温地区采用修正后的牵 引力Fx时，单位时间燃油消耗量ey也应当按 相应的系数λhe和λpe进行修正。
(kWh) (kWh)
Qy 2
(2)惰行、制动、停站的自用电量
Q0 U w [ ( I po t )] 60 1000
(3)出入段及途中调车作业耗电量 1)出入段作业每小时100kW; 2)途中调车作业每小时250kW。 • 货运电力机车每万吨公里的耗电量q按 下式计算 Q 10 4 q • (kWh／(104t· km))
95.23 89.64 84.32 79.40 74.61 70.22 65.97 61.85
1.000 1.000 0.912 0.886 0.861
-
-
-
DF4(货、客) 45GP802-A 增压器 ZN310增压器
1.000 0.933 0.855 0.780 0.707 0.638 0.569 0.503
0.958
0.949 1.000 0.964
0.930
0.924 1.000 0.934
0.904
0.898 0.983 0.904
0.877
0.875 0.896 0.878
内燃机车耗油量随海拔高度的修正系数λpe
海拔H m 大气压力Ph kPa DF 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
1.000 0.968 0.915 － －
-
-
-
-
-
DF4B (货、客)
0.918 0.858 0.798 0.740 0.675 0.615
2 电力机车电能消耗量的计算
• 电力机车耗电量Q通常按牵引运行耗电量 Qy(包括自用电量)和惰行、制动及停站时 的自用电量Q0 以及出入段及途中调车作 业耗电量三部分分别进行计算。 • 即 Q＝Qy+ Q0 + Qt • 电力机车耗电量按“有功电流”计算
SS1 电力机车有功电流曲线图
SS3 电力机车有功电流曲线图
6K型电力机车有功电流曲线图
电力机车电能消耗量的计算
• (1)牵引运行时的耗电量 • 分为最高负荷牵引运行耗电量Qy1和部 分负荷牵引运行耗电量Qy2 • Qy＝Qy1+ Qy2
Q y1 U w [ ( I p1y t ) I po t ] 60 1000 U w [ ( I p 2 t ) I po t ] 60 1000
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。
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
ni
nk
(e yi1 e yi 0 ) (v v0 ) e yi e yi 0 v1 v0 (e yj 1 e yj 0 ) (v v0 ) e yj e yj 0 v1 v0 (e yi e yj ) (nk n j ) e yk e yj ni n j
• 其中： • Ey= Ey1+Ey2=λy∑(ey1· ⊿t)+ ∑(ey2· ⊿t) • 每万吨公里的燃油消耗量： E 10 4
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 eyi0 eyk eyj0 eyj eyj1 eyi eyi1
速度v （km/h） 轮 周 牵 引 力 F
193.3 137.3
V=14.0/350.6 279.6 193.3 145.2 347.9 302.1 216.8 164.8
单位基本阻力ω0´(N/kN)
燃油 消耗量 (kg/min) 手 柄 位 数 8 12 15 16 手柄位数 ns 柴油机 空转 燃油消耗量 e0 (kg/min) 手柄位数 ns 燃油消耗量 e0 (kg/min)
2.59
3.00 5.23 7.29 8.15 0，1 0.35 12 1.01
2.79
3.00 5.23 7.29 8.24 2 0.38 13 1.10
2.94
3.00 5.23 7.29 8.28 3 0.41 14 1.20
3.32
3.00 5.23 7.29 8.33 4 0.46 15 1.34
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)
内燃机车耗油量随空气温度的修正系数λhe
周围空气温度 th (℃) DF 30 32 34 36 38 40
1.000
0.978
0.975
0.971
0.968
0.964
DF4(货、客)
DF4B(货、客) DF4C(货) DF8及DF11
1.000
1.000 1.000 1.000
0.985
0.975 1.000 0.994
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
2.59
3.00 5.23 7.29 8.15 0, 1 0.35 12 1.01
2.79
3.00 5.23 7.29 8.24 2 0.38 13 1.10
2.94
3.00 5.23 7.29 8.28 3 0.41 14 1.20
3.32
3.00 5.23 7.29 8.33 4 0.46 15 1.34
速度v （km/h） 轮 周 牵 引 力 F
193.3 137.3
V=14.0/350.6 279.6 193.3 145.2 347.9 302.1 216.8 164.8
单位基本阻力ω0´(N/kN)
燃油 消耗量 (kg/min) 手 柄 位 数 8 12 15 16 手柄位数 ns 柴油机 空转 燃油消耗量 e0 (kg/min) 手柄位数 ns 燃油消耗量 e0 (kg/min)
3.74
3.00 5.27 7.29 8.34 5 0.52 16 1.48
4.19
3.00 5.28 7.28 8.33 6 0.58
4.68
2.98 5.27 7.23 8.24 7 0.64
5.20
2.95 5.18 7.14 7.97 8 0.70
5.76
2.90 5.08 6.80 7.55 9 0.77
3.74
3.00 5.27 7.29 8.34 5 0.52 16 1.48
4.19
3.00 5.28 7.28 8.33 6 0.58
4.68
2.98 5.27 7.23 8.24 7 0.64
5.20
2.95 5.18 7.14 7.97 8 0.70
5.76
2.90 5.08 6.80 7.55 9 0.77
计算 质量 P (t) 135 粘着 质量 计算粘着系数 Pμ μj (t) 0.248+5.9/(75+20v) 10 356.9 167 308 V=7.0/365.0 粘着牵引力 8 手 柄 位 数 12 15 16 V=0/401.7 最低计算速度 νjmin (km/h) 20.0 16.5 347.9 106 70.6 52.5 103 41.7 82.9 115.8 131.5 34.3 68.7 96.6 108.9 29.4 57.9 81.4 92.2 26.5 50 68.2 78.5 22.6 43.2 56.4 65.2 19.6 37.3 45.1 53 20 30 最大计算 牵引力 Fjmax (kN) 302.1 40 计算动 计算起动 轮直径 牵引力 Dj Fq (mm) (kN) 1013 50 401.7 60 计算起 齿轮 动阻力 传动比 ωq ´ μc (N/kN) 5.00 70 4.50 80 最大 速度 νg (km/h) 100 90 机车 全长 Lj (m) 21.1 100
DF4 (货)型内燃机车牵引计算主要数据表
计算 质量 P (t) 135 粘着 质量 计算粘着系数 Pμ μj (t) 0.248+5.9/(75+20v) 10 356.9 167 308 V=7.0/365.0 粘着牵引力 8 手 柄 位 数 12 15 16 V=0/401.7 最低计算速度 νjmin (km/h) 20.0 16.5 347.9 106 70.6 52.5 103 41.7 82.9 115.8 131.5 34.3 68.7 96.6 108.9 29.4 57.9 81.4 92.2 26.5 50 68.2 78.5 22.6 43.2 56.4 65.2 19.6 37.3 45.1 53 20 30 最大计算 牵引力 Fjmax (kN) 302.1 40 计算动 计算起动 轮直径 牵引力 Dj Fq (mm) (kN) 1013 50 401.7 60 计算起 齿轮 动阻力 传动比 ωq ´ μc (N/kN) 5.00 70 4.50 80 最大 速度 νg (km/h) 100 90 机车 全长 Lj (m) 21.1 100
英国的研究
影响能耗的主要因素有： • 列车重量。 当其他条件不变时，能耗与列车重 量间存在线性关系，一般可用单位吨公里的能 耗来描述。 • 图定速度。 包括站间距、运行时分、平均速度 等； • 电机特性。牵引与制动。 • 惰行点及其控制策略。 在站间运行时采用惰行 被认为是最有效的节能措施。惰行的运用一般 与运行时分大小有关。
澳大利亚的研究
减少能耗的方法主要包括： • 减少列车重量； • 用足运行时分，即减少列车等待，尽量 采用惰行操纵方式； • 使用较大牵引力； • 采用尽可能多的驱动轴来获得初始起动 加速度； • 在尽可能大的速度范围内维持牵引力； • 使用较高的制动率。
6.36
2.85 4.89 6.40 7.08 10 0.84
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。 (4)机车在高原地区、高温地区采用修正后的牵 引力Fx时，单位时间燃油消耗量ey也应当按 相应的系数λhe和λpe进行修正。
(kWh) (kWh)
Qy 2
(2)惰行、制动、停站的自用电量
Q0 U w [ ( I po t )] 60 1000
(3)出入段及途中调车作业耗电量 1)出入段作业每小时100kW; 2)途中调车作业每小时250kW。 • 货运电力机车每万吨公里的耗电量q按 下式计算 Q 10 4 q • (kWh／(104t· km))
95.23 89.64 84.32 79.40 74.61 70.22 65.97 61.85
1.000 1.000 0.912 0.886 0.861
-
-
-
DF4(货、客) 45GP802-A 增压器 ZN310增压器
1.000 0.933 0.855 0.780 0.707 0.638 0.569 0.503
0.958
0.949 1.000 0.964
0.930
0.924 1.000 0.934
0.904
0.898 0.983 0.904
0.877
0.875 0.896 0.878
内燃机车耗油量随海拔高度的修正系数λpe
海拔H m 大气压力Ph kPa DF 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
1.000 0.968 0.915 － －
-
-
-
-
-
DF4B (货、客)
0.918 0.858 0.798 0.740 0.675 0.615
2 电力机车电能消耗量的计算
• 电力机车耗电量Q通常按牵引运行耗电量 Qy(包括自用电量)和惰行、制动及停站时 的自用电量Q0 以及出入段及途中调车作 业耗电量三部分分别进行计算。 • 即 Q＝Qy+ Q0 + Qt • 电力机车耗电量按“有功电流”计算
SS1 电力机车有功电流曲线图
SS3 电力机车有功电流曲线图
6K型电力机车有功电流曲线图
电力机车电能消耗量的计算
• (1)牵引运行时的耗电量 • 分为最高负荷牵引运行耗电量Qy1和部 分负荷牵引运行耗电量Qy2 • Qy＝Qy1+ Qy2
Q y1 U w [ ( I p1y t ) I po t ] 60 1000 U w [ ( I p 2 t ) I po t ] 60 1000
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。
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
ni
nk
(e yi1 e yi 0 ) (v v0 ) e yi e yi 0 v1 v0 (e yj 1 e yj 0 ) (v v0 ) e yj e yj 0 v1 v0 (e yi e yj ) (nk n j ) e yk e yj ni n j
• 其中： • Ey= Ey1+Ey2=λy∑(ey1· ⊿t)+ ∑(ey2· ⊿t) • 每万吨公里的燃油消耗量： E 10 4
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 eyi0 eyk eyj0 eyj eyj1 eyi eyi1
速度v （km/h） 轮 周 牵 引 力 F
193.3 137.3
V=14.0/350.6 279.6 193.3 145.2 347.9 302.1 216.8 164.8
单位基本阻力ω0´(N/kN)
燃油 消耗量 (kg/min) 手 柄 位 数 8 12 15 16 手柄位数 ns 柴油机 空转 燃油消耗量 e0 (kg/min) 手柄位数 ns 燃油消耗量 e0 (kg/min)
2.59
3.00 5.23 7.29 8.15 0，1 0.35 12 1.01
2.79
3.00 5.23 7.29 8.24 2 0.38 13 1.10
2.94
3.00 5.23 7.29 8.28 3 0.41 14 1.20
3.32
3.00 5.23 7.29 8.33 4 0.46 15 1.34