第2章列车牵引力

1、列车运行控制系统第二章 列车运动学基础 列车运动过程分析 列车牵引力 列车运行阻力 列车制动一、列车运动过程分析 列车牵引力F 列车运行阻力W 包括：基本阻力和附加阻力 列车制动力B作用在列车上的力总体分为三类：1 15 5前进方向牵引力FG全阻力W制动力B 1.列车牵引力 列车运行动力的来源，它是与列车运行方向相同并可根据需要控制的外力。 由牵引机车或动车的动力装置发出的内力，经传动装置传递，在轮周上形成切线方向力，再通过轮轨间的黏着产生的、由钢轨反作用于轮周上的外力，从而使列车发生平移运动。 列车运行阻力 列车运行中由自然条件产生的与运行方向相反、阻碍列车运行、不能由司机控制的外力叫做列车

2、运行阻力。 按照阻力产生的原因，能够将阻力分为两大类： 基本阻力是指在运行中永远存在的阻力。 附加阻力是指个别情况下发生的阻力，如坡道阻 力，曲线阻力，隧道阻力等。阻力阻力之和称之和称为为全阻力全阻力 3.列车制动力列车运行中与运行方向相反、阻碍列车运行、 司机可以根据需要调节的外力叫做列车制动力。制动力一个明显的特点就是由人为方法产生的。产生制动力的方法可分为摩擦制动（包括闸瓦制动和盘形制动）、动力制动和电磁制动 列车运动状态： 牵引加速C = F-W 惰行匀速C = -W 制动-减速C = -(B+W)制动距离列车 速度牵引力 全阻 力 制 动力牵引加速区惰行匀速区制动减速区空走空走列车牵

3、引力-轮周牵引力列车牵引力列车牵引力：由动力传动装置引起的与列车：由动力传动装置引起的与列车运行方向相同的外力。运行方向相同的外力。机车是一种能量转换装置。使机车牵引车机车是一种能量转换装置。使机车牵引车辆沿轨道运行的外力肯定来自钢轨和轮周。辆沿轨道运行的外力肯定来自钢轨和轮周。这个力的产生必需具备下列两个条件：这个力的产生必需具备下列两个条件：(1)(1)机车动轮上有动力传动装置传来的旋转机车动轮上有动力传动装置传来的旋转力矩。力矩。(2)(2)动轮与钢轨接触并存在摩擦作用。动轮与钢轨接触并存在摩擦作用。由动力传动装置引起的，与列车运行方向由动力传动装置引起的，与列车运行方向相同的外力相同的

4、外力, ,它是司机可以调节的机车牵引它是司机可以调节的机车牵引力。力。由于它作用于动轮轮周由于它作用于动轮轮周( (踏面踏面), ),所以通常称为所以通常称为轮周牵引力。轮周牵引力。 按能量传递顺序的分类分为 指示牵引力 轮周牵引力 车钩牵引力 我国牵规规定，机车牵引力以轮周牵引力为计算标准，即以轮周牵引力来衡量和表示机车牵引力的大小。按能量转换过程的限制关系的分类 （1）电力机车 牵引电机牵引力：受牵引电机功率限制的轮周牵引力。 粘着牵引力：受轮轨间粘着能力限制的轮周牵引力。 （2）内燃机车 柴油机牵引力：受柴油机功率限制的轮周牵引力。 传动装置牵引力：受传动装置能力限制的轮周牵引力。 粘着

5、牵引力：受轮轨间粘着能力限制的轮周牵引力。轮轨间的摩擦与粘着 轮轨间的摩擦 最大静摩擦力 滑动摩擦力 空转dMdM轮轨间的粘着 纵向和横向滑动。 在铁路牵引和制动理论中，在分析轮轨间纵向力问题时，不用“静摩擦”这个名词，而以“粘着”来代替它。 相应地，在粘着状态下轮轨间纵向水平作用力的最大值就称为粘着力，而把粘着力与轮轨间垂直载荷之比称为粘着系数。 理论粘着系数。 计算粘着系数 轮轨接触表面状态轮轨接触表面状态 运行速度运行速度 机车转向架构造机车转向架构造 环境气候环境气候影响计算粘着系数的因素：影响计算粘着系数的因素：粘着系数与运行速度、气候条件间的关系粘着系数与运行速度、气候条件间的关系

6、 15提高粘着力的方法和措施提高粘着力的方法和措施1 改善轮轨接触面的状态改善轮轨接触面的状态(1)撒沙撒沙(2)用机械方法来清洁钢轨用机械方法来清洁钢轨2 改善机车走行部性能改善机车走行部性能(1)使动轮具有相同的轮径，使动轴具有均衡的使动轮具有相同的轮径，使动轴具有均衡的轴重。轴重。(2)保持走行部的清洁。保持走行部的清洁。3 优化设计：采用无级调速控制，使牵引力变化优化设计：采用无级调速控制，使牵引力变化均匀。均匀。163 粘着牵引力粘着牵引力 1) 1) 定义：是受轮轨间粘着力限制定义：是受轮轨间粘着力限制的机车牵引力。的机车牵引力。 机车粘着牵引力的计算公式：机车粘着牵引力的计算公式

7、： FPfjPgj (kN) 2)2)机车的计算粘着系数的经验公式：机车的计算粘着系数的经验公式： 国产电力机车国产电力机车 6K型电力机车型电力机车 8G型电力机车型电力机车 国产电传动内燃机车国产电传动内燃机车 ND5型电传动内燃机车型电传动内燃机车 vj81001224.0vj4486.8189.0vvj006.0650428.0vj20759.5248.0vj1180072242.018机车不同运行速度下的计算粘着系数表机车不同运行速度下的计算粘着系数表0102030405060国产电力机国产电力机车车 0.3600.3070.2860.2750.2690.264 0.2616K型电力

8、型电力机车机车 0.3900.3530.3270.3090.2940.2830.2748G型电力型电力机车机车 0.3600.3100.2920.2790.2700.2610.254国产电传动国产电传动内燃机车内燃机车 0.3270.2690.2600.2570.2550.2530.253ND5电传动电传动内燃机车内燃机车 0.3320.3210.3130.3060.3000.2950.291193) 3) 粘降粘降定义定义 ：机车在曲线上运行时，由于钢轨超高及内外机车在曲线上运行时，由于钢轨超高及内外侧动轮走行距离不同引起横向和纵向滑动等原因，侧动轮走行距离不同引起横向和纵向滑动等原因，粘着

9、系数将要减小。粘着系数将要减小。 电力机车在曲线半径及小于电力机车在曲线半径及小于600m时，计算粘着系时，计算粘着系数数 rj(0.67+0.00055R) 内燃机车在曲线半径内燃机车在曲线半径R小于小于550m时，计算粘着系时，计算粘着系数数 rj (0.805+0.000355R)例：例：求求SS1型电力机车在半径为型电力机车在半径为500m的曲线上以的曲线上以50km/h运行时的计算粘着系数。运行时的计算粘着系数。vj81001224. 0204) 粘着牵引特性粘着牵引特性定义：机车粘着牵引力与机车速度的关系。定义：机车粘着牵引力与机车速度的关系。粘着牵引力曲线图粘着牵引力曲线图4 4

10、 内燃机车的牵引特性及其计算标准内燃机车的牵引特性及其计算标准 1) 1) 牵引特性：指牵引力随速度变化的曲线，牵引特性：指牵引力随速度变化的曲线，有预期牵引特性和实际牵引特性两种。有预期牵引特性和实际牵引特性两种。 预期牵引特性预期牵引特性 设计机车时根据理论参数绘制的。设计机车时根据理论参数绘制的。 实际牵引特性实际牵引特性 以牵引实验为基础，并调查后得到。以牵引实验为基础，并调查后得到。22(1) 受粘着条件的限制受粘着条件的限制(2) 受牵引电机允许的最大电流限制受牵引电机允许的最大电流限制(3) 受传动装置功率和性能的限制受传动装置功率和性能的限制(4) 受机车最大速度的限制受机车最大速度的限制2)机车牵引特性的有效范围机车牵引特性的有效范围23机车牵引特性的有效范围机车牵引特性的有效范围清洁干燥轨面的黏着系数为0.25-0.30，C70货车，载重70吨，自重23.6吨，取黏着系数0.25，粗略地算一下其黏着力 小结 牵引力的产生，分类牵引力的产生，分类 粘着系数，粘着牵引力粘着系数，粘着牵引力 复习思考题 1、黏着系数的含义 2、区别什么叫“空转”和“打滑”？ 3、基本阻力有哪些？如何计算？ 4、列车制动方式有哪些？计算制动距离时要考虑哪些指标？ 5、求DF4(货) 在半径500m的曲线上以速度6km/h运行时的计算黏着牵引力。已知P=135t