第4章-列车牵引运动学基础-newPPT课件下载推荐.ppt

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,一、牵引力的形成,10/16/2022,7,由力矩平衡条件：

M=FRM动轮扭矩R动轮半径对整个机车：

F=mFm机车动轴数注：

F是可控制的力,一、牵引力的形成,10/16/2022,8,

（2）车钩牵引力FF=F-W机W机机车阻力注：

实际中，F由测得的F与W机相加获得;

牵规规定：

机车牵引力均按轮周牵引力计算.（3）F的性质F与M成正比F受轮轨粘着力（相当于轮轨最大静摩擦力）的限制即FF=Q,一、牵引力的形成,10/16/2022,9,2、机车粘着牵引力受轮轨间粘着力限制的牵引力F=Pgj（KN）P机车粘着重量t；

g重力加速度（9.81m/s2）；

j计算粘着系数。

注：

若FF则动轮空转，无牵引力.j的确定：

a.一般通过试验确定F，然后反算j;

b.小半径曲线j下降，应加以修正;

一、牵引力的形成,10/16/2022,10,c.不同类型的机车j不同,一、牵引力的形成,10/16/2022,11,3、机车轮周功率与机车理想牵引力曲线

（1）机车轮周功率VKm/hFN1Hp=750Nm/S；

1Kw=1.36Hp,一、牵引力的形成,10/16/2022,12,

（2）理想牵引力曲线要求：

在牵引工况下，机车恒功率输出。

即N=FV曲线受F与Vg的限制，Vg为机车构造速度（3）机车实际的牵引力特性曲线,一、牵引力的形成,10/16/2022,13,4、机车计算速度Vj与计算牵引力Fj根据N=F.V得出：

F与V成反比Vj由最佳牵引重量决定的速度，即机车牵引列车通过区间限制坡道时，所遵照的最低规定速度。

Fj牵引重量G由Vj为条件得出，对应G和Vj的牵引力F，即为计算牵引力Fj5、机车计算起动牵引力Fq列车启动时，所要求的牵引力。

一般，起动牵引力Fq由速度为2.5Km/h的列车阻力决定，即Fq按V2.5Km/h确定。

一、牵引力的形成,10/16/2022,14,

（一）电传动内燃机车的取值1、电传动内燃机车取持续速度Vc与持续牵引力Fc作为Vj与Fj。

Vc为牵引电机长时间工作不会过热的机车最低速度。

2、起动牵引力Fq在粘着牵引力与起动电流所决定的牵引力中取小者。

如:

DF11:

在V=038.5Km/h范围，取F253KN在V38.5Km/h时，按n1000转/分钟曲线取值DF4:

在V=016.5Km/h，按粘着曲线取F，其中在V=02.5Km/h，取V=2.5Km/h时的F；

在V16.5Km/h，按满手柄位曲线取值,二、机车牵引力取值,10/16/2022,15,3、牵引力的修正

（1）在高海拔、高温、长大隧道条件下，F需修正：

P海拔修正系数h温度修正系数s隧道修正系数

（2）多机牵引与补机的F修正重联操纵取全值多机牵引：

分别操纵第二台后取0.98补机：

尾部机车取0.95,二、机车牵引力取值,10/16/2022,16,

（二）电力机车牵引力取值

（1）Vj分别按粘着制、小时制、持续制取值Fj按Vj所确定的F取值

（2）Fg按V0或V=2.5Km/h取值（3）不同速度下F的取值,二、机车牵引力取值,10/16/2022,17,一、列车运行阻力二、机车车辆单位基本阻力计算三、附加阻力四、列车总阻力和列车单位阻力,第二节列车运行阻力,10/16/2022,18,

（一）阻力类型1、基本阻力列车在平直道上运行时所受到的阻力（KN）W0W0+W0W0列车基本阻力W0机车基本阻力W0车辆基本阻力,一、列车运行阻力,10/16/2022,19,3、附加阻力除基本阻力以外的阻力Wf（KN）坡道附加阻力：

Wi曲线附加阻力：

Wr隧道附加阻力：

Ws起动附加阻力：

Wq3、全阻力W（KN）W=W+W=W0+WfW机车阻力W车辆阻力,一、列车运行阻力,10/16/2022,20,一、列车运行阻力,4、单位阻力（N/KN）机车单位阻力（N/KN）车辆单位阻力（N/KN）列车单位阻力（N/KN）P机车计算质量t；

G机车牵引质量t。

10/16/2022,21,一、列车运行阻力,5、单位基本阻力机车单位基本阻力（N/KN）车辆单位基本阻力（N/KN）列车单位基本阻力（N/KN）,10/16/2022,22,一、列车运行阻力,

（二）基本阻力分析1）轴承阻力2）滚动阻力1、基本阻力构成:

3）滑动阻力4）冲击与振动阻力5）空气阻力,10/16/2022,23,一、列车运行阻力,2、基本阻力分析

（1）轴承阻力轴颈部的摩擦阻力fi轴摩擦阻力Qi轴荷重r轴颈半径R车轮半径轴承摩擦系数,10/16/2022,24,一、列车运行阻力,注：

fi主要与有关与Q成正比与V有关

（2）滚动阻力轮轨间滚动摩擦力滚动阻力的主因弹性波（3）滑动阻力轮轨间滑动摩擦力滑动原因：

锥形踏面同一轮对直径不同蛇形运动,10/16/2022,25,一、列车运行阻力,（4）冲击振动接头、轨道不平顺，车轮踏面擦伤；

（5）空气阻力正面、侧面注：

上述5种阻力随速度变化，其主要权重亦发生变化。

低速时，轴颈间与轮轨间的滑动阻力占主要地位；

高速时，轮轨间滑动与空气阻力为主要阻力。

10/16/2022,26,

（一）货车单位基本阻力公式1、重车,二、机车车辆单位基本阻力计算,10/16/2022,27,二、机车车辆单位基本阻力计算,2、空车：

3、混编车：

:

某种货车（滚承重车、滑承重车、空车）的单位基本阻力。

（N/KN）；

：

该种车的总重Gi与牵引总重Gi之比。

10/16/2022,28,

（二）客车单位基本阻力公式,二、机车车辆单位基本阻力计算,10/16/2022,29,（三）机车单位基本阻力公式1、电力机车,二、机车车辆单位基本阻力计算,10/16/2022,30,2、内燃机车,二、机车车辆单位基本阻力计算,10/16/2022,31,二、机车车辆单位基本阻力计算,3、蒸汽机车注：

公式不适用于调车作业;

当V10Km/h，按10Km/h计算阻力;

货物重量50的标记载重时，按空车计算阻力;

不适用于高速列车及无缝线路。

10/16/2022,32,

（一）坡道附加阻力如图：

1、坡度千分数i2、根据比例关系有由,三、附加阻力,10/16/2022,33,有取列车坡道单位附加阻力wi注：

坡度千分数即为单位坡道阻力坡道阻力分正负。

上坡为正；

下坡为负,三、附加阻力,10/16/2022,34,

（二）曲线附加阻力A试验常数，其值在450800之间。

我国取为600；

R曲线半径；

因Lr曲线长度；

Lr所对的圆心角。

三、附加阻力,10/16/2022,35,注：

以上公式只限于列车长度LcLr的情况若LcLr，则有,三、附加阻力,将上式代入公式：

或：

10/16/2022,36,（三）隧道空气附加阻力ws=0.00013Ls（N/KN）有限制坡道时：

（四）加算附加阻力当三种阻力并存时，利用单位相同的特点。

有：

ijiwrws（N/KN）,三、附加阻力,10/16/2022,37,列车总阻力W=W+W=W0+Wf=（Pw0）+Gw0+（P+G）ijg10-3（KN）列车单位阻力,四、列车总阻力和列车单位阻力,10/16/2022,38,一、列车制动力的产生及限制二、闸瓦摩擦系数三、闸瓦压力的计算四、列车制动力计算五、电阻制动,第三节列车制动力,10/16/2022,39,

（一）列车制动力的产生过程,一、列车制动力的产生及限制,压缩空气列车主管车辆（机车）空气制动机基础制动装置车轮踏面轮轨摩擦力,10/16/2022,40,特点：

BL=Kk（KN）Kk闸瓦摩擦力；

BL轴制动力；

见右图,一、列车制动力的产生及限制,10/16/2022,41,

（二）制动力的限制BLmax=（Kk）maxQ（KN）Q轴荷重；

粘着系数。

BLQ时，车轮产生滑动。

此时，制动力下降，制动距离增长；

见右图车辆在空车状态下，易发生“抱死”现象。

一、列车制动力的产生及限制,10/16/2022,42,（三）避免“滑行”的措施方法：

对闸瓦压力Kk进行限制。

令为轴制动率，即每轴闸瓦压力与轴荷重之比。

因KkQ则=K/Q（/k）的取值应满足两个条件：

保证足够的制动力；

不出现滑行。

据实验,取0.70.8，即闸瓦压力是轴荷重的0.70.8倍。

实际中，为防止滑行，载重50t以上车辆都设有空重车调整装置。

一、列车制动力的产生及限制,10/16/2022,43,

（一）制动力与闸瓦摩擦系数的关系基本关系：

当K为常数时，BL与k成正比。

要求：

k要大些；

k要比较稳定。

（二）影响k的因素1、闸瓦的材质高磷含P1k高，但易脆裂a.铸铁闸瓦:

中磷含P0.70.1k居中，多采用低磷含P0.3k较低b.合成闸瓦：

k高，但散热不好，正在试验中，是发展方向。

二、闸瓦摩擦系数,10/16/2022,44,2、闸瓦压力K关系：

Kk，闸瓦压力增加1倍，k下降27。

3、制动初速V0：

V0k（三）k的计算公式,二、闸瓦摩擦系数,10/16/2022,45,三、闸瓦压力的计算,

（一）闸瓦压力的产生过程压缩空气制动缸勾贝基础制动装置闸瓦踏面见公式与下页图34及下页公式的参数说明。

式中：

dz：

制动缸直径，mmpz：

制动缸空气压强，kpaz：

基础制动装置的传动效率z：

制动倍率，下图中,10/16/2022,46,基础制动装置示意图,三、闸瓦压力的计算,10/16/2022,47,：

一辆车制动缸数：

一辆车闸瓦数（或闸片数）：

制动盘摩擦半径，mm：

车轮半径，mm注：

K仅与z和PZ有关。

三、闸瓦压力的计算,10/16/2022,48,

（二）基础制动装置传动效率=KS/KLKS实际闸瓦压力；

KL理论闸瓦压力。

机车、客车0.85货车0.9,三、闸瓦压力的计算,10/16/2022,49,（三）、制动缸空气压强PZ关系Pz=f（r）r减压量1、列车主管的有效减压范围最小减压量rmin=50KPa；

最大减压量列车管定压力500KParmax=140KPa；

列车管定压力600KParmax=170KPa。

三、闸瓦压力的计算,10/16/2022,50,2、常用制动时制动缸的空气压强PZ机车（kpa）客车：

重车（kpa）空车（kpa）货车:

重车（kpa）空车（kpa）,三、闸瓦压力的计算,10/16/2022,51,

（一）列车制动力：

B=Kk（KN）一般，列车制动力按单位制动力计算：

（二）列车制动力的实算法B=Kk=（Kk1+Kk2+Kkn）（KN）单位制