列车牵引运动学基础

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1、第四章列车牵引运动学基础第一节机车牵引力第二节列车运行阻力第三节列车制动力第四节列车运动方程式第五节列车制度距离及其计算9/8/20211作用于列车上的力作用于列车上的力有多种，只研究对列车运行影响大的力，即与列车运行方向平行的力。1.机车牵引力F产生F的条件：<1>机车的动力M<2>轮轨摩擦力Qμ特点：<1>F的方向与列车运行方向一致<2>可控制序作用于列车上的各种力9/8/202122.列车运行阻力W主要阻力：摩擦阻力、坡道阻力、曲线阻力、空气阻力、风阻力等。特点：<1>不可控<2>方向与列车运行方向相反3.列车制动力B由列车

2、制动装置通过轮轨相互作用产生,制动装置产生内力，轮轨相互作用产生外力。特点：<1>可控<2>方向与列车运行方向相反序作用于列车上的各种力9/8/202134.列车在不同工作状态下的合力形式C=F－W>0加速a.牵引工况：C=0即F＝W匀速C=F－W<0减速b.惰行工况：C=－W减速c.制动工况：C=－(W+B)减速序作用于列车上的各种力9/8/20214一、牵引力的形成二、机车牵引力取值第一节机车牵引力9/8/20215(一)关于机车牵引性能的几个概念1、轮周牵引力与车钩牵引力(1)轮周牵引力：钢轨作用于机车动轮踏面的力。考察某

3、一动轴：一、牵引力的形成⊿F⊿F′MQ9/8/20216由力矩平衡条件：M=⊿F·RM—动轮扭矩R—动轮半径对整个机车：F=m⊿Fm—机车动轴数注：F是可控制的力一、牵引力的形成9/8/20217(2)车钩牵引力F′F′=F-W机W机—机车阻力注：①实际中，F由测得的F′与W机相加获得;②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F≤Fµ=Qμ一、牵引力的形成9/8/202182、机车粘着牵引力—受轮轨间粘着力限制的牵引力Fµ=Pµ·g·µj(KN)Pµ—机车

4、粘着重量t；g—重力加速度(9.81m/s2)；µj—计算粘着系数。注：①若F>Fµ则动轮空转，无牵引力.②µj的确定：a.一般通过试验确定Fµ，然后反算µj;b.小半径曲线µj下降，应加以修正;一、牵引力的形成9/8/20219c.不同类型的机车µj不同一、牵引力的形成9/8/2021103、机车轮周功率与机车理想牵引力曲线(1)机车轮周功率V—Km/hF—N1Hp=750N•m/S；1Kw=1.36Hp一、牵引力的形成9/8/202111(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=F·V曲线受Fµ与Vg的限制

5、，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VgFVV19/8/2021124、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V＝2.5Km/h确定。一、牵引力的形成9/8/202113(一)电传动内燃机车的取值

6、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=0～38.5Km/h范围，取F＝253KN在V>38.5Km/h时，按n＝1000转/分钟曲线取值DF4:在V=0～16.5Km/h，按粘着曲线取F，其中在V=0～2.5Km/h，取V=2.5Km/h时的F；在V>16.5Km/h，按满手柄位曲线取值二、机车牵引力取值9/8/2021143、牵引力的修正(1)在高海拔、高温、长大隧道条件下

7、，F需修正：λP—海拔修正系数λh—温度修正系数λs—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9/8/202115(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V＝0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9/8/202116一、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9/8/202117(一)阻力类型

8、1、基本阻力—列车在平直道上运行时所受到的阻力(KN)W0＝W0′+W0″W0—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9/8/2021183、附加阻力—除基本阻力以外的阻力Wf(KN)①坡道附加阻力：Wi②曲线附加阻力