公铁两用车牵引计算

1、CFR MRT98.003ZAGRO 原车功率（Kw）65传动比2519.05转速（r/min)20002000车轮直径（mm）310285速度（km/h)4.675.64速度（m/s)1.30 1.57 电机提供的牵引扭力28.723.9T=9549Pn小车的牵引力（KN）18.512.78F=4×TiR 由于各被牵引车辆在公铁牵引时，均处于无动力的自由状态，故系统的受力可表示为：Ft=Fa+Fb其中，Ft牵引车提供动力； Fa牵引车所受阻力： Fb被牵引车所受阻力：被牵引车阻力FbFb按产生原因可以分为基本阻力和附加阻力两种；按运动状态可分为起动阻力Wq和运行阻力。起动基本阻力W

2、q=K=1Nmkgwqkmk第k节被牵引车的质量（t）；wqk第k节被牵引车的起动单位基本阻力（N/kN），电力、内燃车取5N/kN;N被牵引列车的节数；g9.81m/s2.故：Wq=mgwq=200×9.81×5=9.81KN运行基本阻力基本阻力+附加阻力基本阻力（轴承摩擦、车轮在钢轨上滚动、车轮与钢轨的滑动摩擦等）w0=A+Bv+Cv2其中：w0被牵引车运行单位基本阻力（N/kN）;v列车运行速度（km/h）。被牵引车辆的运行基本阻力为：W0=K=1Nmkgw0k附加阻力（坡道附加阻力、曲线附加阻力、隧道附加阻力等）运行阻力：动车组最大基本阻力：CRH2动车组 w0=0

3、.88+0.0074v+0.000114v2电力机车基本阻力：8G型： w0=2.55+0.0083v+0.000212v2内燃机车基本阻力：ND5型： w0=2.98+0.0202v+0.000033v2牵引时速度为5km/h，不足10km/h按照10km/h计算。 得出w0最大为3.2N/kN.按照牵引吨位200t计算： W0=200×9.8×w0=6.3KN最大启动力：F=mg=0.25×200×9.8=490KN最小启动力：F阻=w0mg=5×200×9.81000=9.8KN小车可以提供的牵引力：T=9549Pn=9549&

4、#215;62000=28.7KNF=4×TiR=4×25×28.70.31/2=18.5KN按照MRT98提供的最大扭力TMAX=940计算，FMAX=4×TMAXR=4×9400.31/2=24.3KN小车提供的牵引力大于最小启动阻力，小于最大粘着力，可以牵引小车。 根据受力分析，假设小车在负载启动时，前轮处于正好要打滑的临界状态，此时，前轮所受的地面反作用力,即G1=0；前轮水平方向不受力，即Fa=0；在启动的瞬间，假设受力点为M，此时，Fa的力臂la=0，Fb的力臂lb=0，G2的力臂h2=0；根据力矩平衡：F*h+Fa*la+Fb*l

5、b+G1*a+G2*h2=G*1/2*a其中，F=F牵【此处按照牵规计算，F牵=9.81KN；按照招标文件启动牵引力为23KN】因此，23*880+Fa*0+Fb*0+0*2000+G2*0=G*1/2*1700；故，G=23.812KN=mg；故，m=2381.2kg；因此，小车必须在自重m小车2381.2kg时，方可确保前轮不打滑，目前小车自重m小车=（35004000）kg2381.2kg；由此可得，目前设计状态下，牵引200T机车，前轮不打滑。在启动状态下：计算后轮在负载启动时的瞬时受力F2=G2；此时后轮主要受力来自于牵引产生的扭力，以及重力产生的扭力，假设相对于后轮牵引施加的扭力为

6、Fb1=sin*cos*F；重力施加的扭力为Gb2=sin*cos*G；F2=G2=Fb1+Gb2=sin*cos*F+sin*cos*G=40.22KN;此时，后轮承重m2=4.022T;后轮单轮承重m21=2.011T；后轮启动需要的扭矩T2=umg*r=1837Nm；齿箱传动比i=1:19.9；T2电=92.3Nm；此时，电机输出功率P=T*n/9550=92.3Nm*1600rpm/9550=15.46KW；此时，所需输入电流I=P/V=332A；计算前轮在负载时的瞬时受力F1=G1；前轮牵引施加的扭力为Fa1=sin*cos*F；重力施加的扭力为Ga2=sin*cos*G；F1=G1

7、=Ga1-Fa1=10.79KN；此时，前轮承重m1=1.079T;前轮单轮承重m11=0.5385T；此时前轮需要扭矩T1=492Nm；齿箱传动比i=1:19.9;T1电=24.72Nm；此时，电机输出功率P=T*n/9550=24.72Nm*1600rpm/9550=4.14KW；此时，所需输入电流I=P/V=86.3A；因此，加速启动时所需总扭矩T=4658Nm；所需总电流I总=332A*2+86.3A*2=836.6A。在连续运行状态下：由于如果能够正常启动的话，连续运行时就无需考虑前轮打滑问题，计算时，可直接考虑作为一个整体进行计算。此时，小车施加的扭力，可仅考虑牵引力施加的力；故，

8、F总=Fa+Fb；前轮Fa=sin*cos*F；后轮Fb=sin*cos*F；此时，牵引所需的相对作用力F=F牵=9.7KN；故，Fa=2.39KN;Fb=4.78KN；F总=7.17KN；此时驱动轮所需的总扭矩T=1456Nm；齿箱传动比i=1:19.9；T电=73.2Nm；此时，电机输出功率P=T*n/9550=73.2Nm*1600rpm/9550=12.3KW；此时，所需输入电流I=P/V=255.5A。在空载运行状态下：由于小车在空载状态下一般为在公路上行驶，故摩擦系数将随路面状态不同而变化，这里取中间值u=0.025；并且由于启动加速时间较短，这里仅计算以10km/h运行过程中所需

9、的电量；F=umg=0.025*4000*10=1KN；故，此时总扭矩T=155Nm；齿箱传动比i=1:25；T电=6.2Nm；此时，电机输出功率P=T*n/9550=6.2Nm*2000rpm/9550=1.30KW；此时，所需输入电流I=P/V=1.30KW/48V=27A。空载制动：制动时小车总重m=4000kg;胶轮与钢轨粘着系数fa=0.4；车轮与钢轨粘着力计算：Fh=fa*m*g=0.4×4000×9.8=15.68KN;F推=F减=ma a=15.68/4=3.92m/s22as=v2 s=(1.3)2/2/3.92=0.2m空载时可以提供最大的减速度为3.9

10、2m/s2，最小的制动距离为0.2m。负载制动分析：制动时机车及小车总重m=204T;假定机车做匀减速运动，减速度a=0.07m/s2；减速时间20S，减速距离约28m；小车自重m1=4T；胶轮与钢轨粘着系数fa=0.4；制动时，下车所受推力：F推=F减-F阻;其中，F减=ma=204t×0.07=14.28KN； F阻=w0mg=5×200×9.81000=9.8KN；F推=14.28-9.8=4.48KN；车轮与钢轨粘着力计算：Fh=fa*m1*g=0.4×4000×9.8=15.68KN;Fh>F推；因此，在正常状态下，可以有效制动

11、不打滑；假定Fh=F推F减=F推 +F阻=15.68+9.8=25.48KNa=F减m=25.48204t=0.12按照初始速度为5km/h计算：t=v/a=5/3.6/0.12=11.5ss=7.9m按照初始速度为4km/h计算：t=v/a=4/3.6/0.12=9.25ss=5.1m制动力矩验算：制动时所需总扭矩T= F推×r=15.68×0.155=2430.4Nm（按照Fh=F推）；齿箱传动比i=1:25；T电=97.22Nm；单个驱动轮电机扭矩T电单=24.3Nm；T电单<T制=60Nm；因此，所选型号驱动电机制动满足制动需求。由此，若选用MRT98的驱动装置，启动时最大扭矩2600Nm>1837Nm;额定扭矩540Nm>连续运行485.