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第二章机车牵引特性及基本参第二章机车牵引特性及基本参数分析数分析本讲稿第一页，共二十三页二、粘着定律二、粘着定律本讲稿第二页，共二十三页三、黏着系数三、黏着系数n n是一个由多种因素决定的变量。n n相关因素：轮荷重、线路刚度、机车传动装置和轮荷重、线路刚度、机车传动装置和走行部结构、轮箍和钢轨的材质及表面状态、车速等。走行部结构、轮箍和钢轨的材质及表面状态、车速等。n n经验公式：交-直型电力机车 j j=0.24+12/（100+8v）（2-92-9）注：注：注：注：1 1 1 1、交流传动电力机车黏着系数经验公式待定。、交流传动电力机车黏着系数经验公式待定。、交流传动电力机车黏着系数经验公式待定。、交流传动电力机车黏着系数经验公式待定。2 2 2 2、三轴电力机车在曲线、三轴电力机车在曲线、三轴电力机车在曲线、三轴电力机车在曲线R600mR600mR600mR600m的曲线上的计算黏着系数参照公的曲线上的计算黏着系数参照公的曲线上的计算黏着系数参照公的曲线上的计算黏着系数参照公式（式（式（式（2-102-102-102-10）本讲稿第三页，共二十三页n n则：机车计算黏着牵引力FF=1000j jP（N）式（式（2-122-12）本讲稿第四页，共二十三页思考：思考：提高粘着牵引力的方法和措施提高粘着牵引力的方法和措施？n n1 1、改善轮轨接触面的状态、改善轮轨接触面的状态（1 1）撒砂。）撒砂。（2）用机械方法来清洁钢轨。n n2 2、提高机车走行部质量、提高机车走行部质量（1 1）轮径、弹簧，使各轴具有均衡的轴重）轮径、弹簧，使各轴具有均衡的轴重（2 2）保持清洁，特别是轮缘润滑装置的喷头角度，防止）保持清洁，特别是轮缘润滑装置的喷头角度，防止将油喷到踏面和钢轨面上。将油喷到踏面和钢轨面上。n n3 3、优化设计、优化设计n n4 4、加装空转保护装置、加装空转保护装置本讲稿第五页，共二十三页第二节第二节 列车阻力列车阻力n n一、概述一、概述n n1、列车阻力的定义、列车阻力的定义n n列车与外界相互作用产生的与运行方向相反，阻碍列车与外界相互作用产生的与运行方向相反，阻碍列车与外界相互作用产生的与运行方向相反，阻碍列车与外界相互作用产生的与运行方向相反，阻碍列车运行，不可控制的外力。列车运行，不可控制的外力。列车运行，不可控制的外力。列车运行，不可控制的外力。n n2、机车阻力、机车阻力+车辆阻力车辆阻力n n分分 基本阻力基本阻力 和和 附加阻力附加阻力。n n总阻力总阻力W=机车阻力机车阻力W+车辆阻力车辆阻力W”n n单位阻力单位阻力=W/=W/（P+GP+G）g g本讲稿第六页，共二十三页二、基本阻力二、基本阻力（一）相关因素（一）相关因素n n1 1、轴颈与轴承间的摩擦产生的阻力、轴颈与轴承间的摩擦产生的阻力与轴颈单位压力和润滑油黏度有关与轴颈单位压力和润滑油黏度有关n n2 2、车轮在钢轨上滚动产生的阻力、车轮在钢轨上滚动产生的阻力n n轴重；轴重；轮径；轮径；法向合力偏移量法向合力偏移量与钢轨型号，道床质量，轴重和停留时间有关与钢轨型号，道床质量，轴重和停留时间有关n n3 3、车轮与钢轨之间的滑动阻力、车轮与钢轨之间的滑动阻力n n4 4、冲击和振动引起的阻力、冲击和振动引起的阻力接头，长轨，提高线路质量，改善机车减震接头，长轨，提高线路质量，改善机车减震n n5 5、空气阻力、空气阻力本讲稿第七页，共二十三页n n结论：决定基本阻力的因素是以上五点。但这些因素随运行速度大小而变化。*低速时：1、2占比重较大；*提速时：3、4、5的比重随之加大；*高速时：以空气阻力为主。见表2-1.本讲稿第八页，共二十三页（二）单位基本阻力的经验公式（二）单位基本阻力的经验公式本讲稿第九页，共二十三页n n2、车辆、车辆（1）客车）客车21型、型、22型客车型客车 o=1.66+0.0075+0.000155 25B25B型、型、25G25G型客车型客车 o=1.82+0.0100+0.000145 快速单层客车快速单层客车o=1.61+0.004o=1.61+0.004o=1.61+0.004o=1.61+0.004+0.000187+0.000187+0.000187+0.000187 快速双层客车快速双层客车快速双层客车快速双层客车o o =1.24+0.0035+0.000157+0.000157 本讲稿第十页，共二十三页n n(2)货车货车n nA A、重货车、重货车n n滚动轴承货车滚动轴承货车o=0.92+0.0048+0.000125 n nB B、空货车（不分车型）、空货车（不分车型）o=2.23+0.0053+0.000675 本讲稿第十一页，共二十三页3、机车车辆启动单位基本阻力、机车车辆启动单位基本阻力n n机车：kn n车辆：滚动轴承货车滚动轴承货车滚动轴承货车滚动轴承货车3.5k滑动轴承货车滑动轴承货车滑动轴承货车滑动轴承货车启动地段坡道千分数启动地段坡道千分数启动地段坡道千分数启动地段坡道千分数本讲稿第十二页，共二十三页三、附加阻力三、附加阻力n n定义定义列车在特定条件下（坡道曲线隧道）运行列车在特定条件下（坡道曲线隧道）运行时所受阻力。时所受阻力。n n分类：分类：n n1 1、坡道（附加）阻力、坡道（附加）阻力、坡道（附加）阻力、坡道（附加）阻力i ii i=i坡道坡度（上坡为正、下坡为负）坡道坡度（上坡为正、下坡为负）n n2、曲线阻力、曲线阻力r rr=600/Rn n3 3、隧道空气附加阻力、隧道空气附加阻力、隧道空气附加阻力、隧道空气附加阻力s隧道内为限制坡道时隧道内为限制坡道时隧道内为限制坡道时隧道内为限制坡道时,s s=0.0001=0.0001l ls sV V 隧道内为非限制坡道时，隧道内为非限制坡道时，隧道内为非限制坡道时，隧道内为非限制坡道时，s s=0.13=0.13 ls sn n4、加算附加阻力、加算附加阻力j=j=j=j=i+r r+s s以上附加阻力均可折算为坡道千分数即以上附加阻力均可折算为坡道千分数即以上附加阻力均可折算为坡道千分数即以上附加阻力均可折算为坡道千分数即i i i ij=j=j=j=i i i ii i+i i i ir r+i i i is s本讲稿第十三页，共二十三页四、列车阻力的计算四、列车阻力的计算n n(一)列车运行阻力的计算1、运行总基本阻力 W0=P o+G o 2、运行单位基本阻力 o=W010-3/（P+G）五、高速列车阻力五、高速列车阻力（了解）（了解）本讲稿第十四页，共二十三页n n补充：补充：n n列车三种运行状态：一、牵引状态二、惰性状态三、制动状态本讲稿第十五页，共二十三页第三节第三节 空气制动力空气制动力n n一、空气制动力的形成n n二、制动力的计算 根据公式（根据公式（2-342-34），在一定的闸瓦压力），在一定的闸瓦压力K K下，制动力下，制动力的大小决定于闸瓦与车轮间的实算摩擦系数值。它与的大小决定于闸瓦与车轮间的实算摩擦系数值。它与闸瓦材质、列车速度、闸瓦压力、闸瓦温度及闸瓦状闸瓦材质、列车速度、闸瓦压力、闸瓦温度及闸瓦状态有关。态有关。本讲稿第十六页，共二十三页第四节第四节 机车理想牵引特性机车理想牵引特性n n牵引特性曲线：牵引电动机与速度的关系及牵引特性曲线：牵引电动机与速度的关系及粘着牵引力与速度的关系绘在同一图上。粘着牵引力与速度的关系绘在同一图上。n n准恒速调节准恒速调节牵引牵引“级位级位”数字数字10就是该就是该级位所要控制的目标速度。级位所要控制的目标速度。本讲稿第十七页，共二十三页牵引特性的有效范围牵引特性的有效范围1 1、受粘着条件限制（机车牵引力始终应小于粘着牵引力）、受粘着条件限制（机车牵引力始终应小于粘着牵引力）、受粘着条件限制（机车牵引力始终应小于粘着牵引力）、受粘着条件限制（机车牵引力始终应小于粘着牵引力）2 2、受牵引电动机最大电流限制（发热）、受牵引电动机最大电流限制（发热）、受牵引电动机最大电流限制（发热）、受牵引电动机最大电流限制（发热）3、受电机安全换向限制、受电机安全换向限制4 4、受机车最大速度限制（结构速度）、受机车最大速度限制（结构速度）、受机车最大速度限制（结构速度）、受机车最大速度限制（结构速度）本讲稿第十八页，共二十三页本讲稿第十九页，共二十三页本讲稿第二十页，共二十三页第六节、机车特征速度及特征牵引力第六节、机车特征速度及特征牵引力n n3 3个特征速度、个特征速度、个特征速度、个特征速度、3 3个特征牵引力个特征牵引力个特征牵引力个特征牵引力n n一、机车最高运行速度一、机车最高运行速度vmax根据担当的牵引任务所确定。根据担当的牵引任务所确定。根据担当的牵引任务所确定。根据担当的牵引任务所确定。相关因素：相关因素：相关因素：相关因素：1 1、牵引任务；、牵引任务；、牵引任务；、牵引任务；2 2、线路限速；、线路限速；、线路限速；、线路限速；如表如表如表如表2-52-5、2-62-6、2-72-7。机车构造速度机车构造速度=1.1vmaxmaxn n二、持续速度与持续牵引力二、持续速度与持续牵引力机车全功率工况下冷却系统能力所容许的持续运行的最低速度。机车全功率工况下冷却系统能力所容许的持续运行的最低速度。机车全功率工况下冷却系统能力所容许的持续运行的最低速度。机车全功率工况下冷却系统能力所容许的持续运行的最低速度。该速度下对应的牵引力称为持续牵引力。该速度下对应的牵引力称为持续牵引力。该速度下对应的牵引力称为持续牵引力。该速度下对应的牵引力称为持续牵引力。本讲稿第二十一页，共二十三页三、计算速度三、计算速度VjVj、计算牵引力、计算牵引力F Fj j计算速度计算速度计算速度计算速度列车在限制坡道上允许的最低通过速度。列车在限制坡道上允许的最低通过速度。列车在限制坡道上允许的最低通过速度。列车在限制坡道上允许的最低通过速度。规定：改货运最低计算速度为规定：改货运最低计算速度为规定：改货运最低计算速度为规定：改货运最低计算速度为 为，为，为，为，货运时，客：货运时，客：货运时，客：货运时，客：则可知，可牵引的重量，如公式（则可知，可牵引的重量，如公式（2-512-51）四、起动牵引力四、起动牵引力四、起动牵引力四、起动牵引力FqFqFqFq启动时机车发挥的最大牵引力。启动时机车发挥的最大牵引力。启动时机车发挥的最大牵引力。启动时机车发挥的最大牵引力。：N N本讲稿第二十二页，共二十三页n n注：多机牵引时牵引力取值的规定注：多机牵引时牵引力取值的规定A、重联时，每台机车牵引力取全值；、重联时，每台机车牵引力取全值；B、分别操作时，考虑到协调性，第二台几、分别操作时，考虑到协调性，第二台几以后的每台取全值的以后的每台取全值的0.98；C、而推送补机的牵引力取全值的、而推送补机的牵引力取全值的0.95。实际使用的最大牵引力实际使用的最大牵引力=0.9=0.9计算牵引力（最高速时除外）计算牵引力（最高速时除外）本讲稿第二十三页，共二十三页