第二章 机车牵引特性及基本参数分析.ppt

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1、第二章第二章 机车牵引特性及基本参数分析机车牵引特性及基本参数分析第一节第一节 机车牵引力机车牵引力n n一、机车牵引力的形成一、机车牵引力的形成机车牵引力的分类：机车牵引力的分类：机车牵引力的分类：机车牵引力的分类：轮周牵引力；轮周牵引力；轮周牵引力；轮周牵引力；车钩牵引力；车钩牵引力；车钩牵引力；车钩牵引力；牵引电动机牵引力；牵引电动机牵引力；牵引电动机牵引力；牵引电动机牵引力；粘着牵引力。粘着牵引力。粘着牵引力。粘着牵引力。二、粘着定律二、粘着定律n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、机车传动装置轮荷重、线路刚度、机车传动装置和走行

2、部结构、轮箍和钢轨的材质及表面状态、和走行部结构、轮箍和钢轨的材质及表面状态、车速等。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的曲线上的计算黏着系的曲线上的计算黏着系的曲线上的计算黏着系数参照公式（

3、数参照公式（数参照公式（数参照公式（2-102-102-102-10）n n则：机车计算黏着牵引力FF=1000 jP（N）式（式（2-122-12）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 2）用机械方法来清洁钢轨。）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，）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。

4、防止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，列车与外界相互作用产生的与运行方向相反，列车与外界相互作用产生的与运行方向相反，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。阻碍列车运行，不可控制的外力。阻碍列车运行，不可控制的外力。阻碍列车运行，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

5、阻力W=机车阻力机车阻力W+车辆阻力车辆阻力W”n n单位阻力位阻力=W/=W/（P+GP+G）g g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

6、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。见表见表2-1.2-1.（二）单位基本阻力的经验公式（二）单位基本阻力的经验公式nn 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型客型客车 o=1.82+0.0100+0.000145 快速快速单层客客车o=1.61+

7、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=1.24+0.0035+0.000157+0.000157 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 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：

8、滚动轴承货车滚动轴承货车滚动轴承货车滚动轴承货车3.53.5k k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三、附加阻力三、附加阻力n n定义定义定义定义列车在特定条件下（坡道曲线隧道）运列车在特定条件下（坡道曲线隧道）运列车在特定条件下（坡道曲线隧道）运列车在特定条件下（坡道曲线隧道）运行时所受阻力。行时所受阻力。行时所受阻力。行时所受阻力。n n分类：分类：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 i坡道坡度（上坡坡道坡度（上坡坡道坡度（上坡

9、坡道坡度（上坡为为正、下坡正、下坡正、下坡正、下坡为负为负）n n2 2、曲线阻力、曲线阻力、曲线阻力、曲线阻力r rr r=600/R=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 s隧道内隧道内隧道内隧道内为为限制坡道限制坡道限制坡道限制坡道时时,s s=0.0001=0.0001l ls sV V 隧道内隧道内隧道内隧道内为为非限制坡道非限制坡道非限制坡道非限制坡道时时，s s=0.13=0.13 l ls sn n4 4、加算附加阻力、加算附加阻力、加算附加阻力、加算附加阻力j=j=j=j=i i+r r+s s以上附加阻力均可折算为

10、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）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-

11、342-34），在一定的闸瓦压力），在一定的闸瓦压力K K下，制动下，制动力的大小决定于闸瓦与车轮间的实算摩擦系数值。力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、闸瓦温度它与闸瓦材质、列车速度、闸瓦压力、闸瓦温度及闸瓦状态有关。及闸瓦状态有关。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。及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就是就是该级位所要控制的目标速度。该级位所要控制的目标速度。牵引

12、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 3、受电机安全换向限制、受电机安全换向限制、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）

13、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机车构造速度机车构造速度=1.1v

14、=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机车全功率工况下冷却系统能力所容许的持续运行的最机车全功率工况下冷却系统能力所容许的持续运行的最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。低速度。低速度。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。三、三、计算速度算速度VjVj、计算算牵引力引力F Fj j计计算速度算速度算速度算速度列列列列车车在限制坡道上允在限制坡道上允在限制坡道上允在限制坡道上允

15、许许的最低通的最低通的最低通的最低通过过速度。速度。速度。速度。规规定：改定：改定：改定：改货货运最低运最低运最低运最低计计算速度算速度算速度算速度为为 为为，货货运运运运时时，客：，客：，客：，客：则可知，可可知，可牵引的重量，如公式（引的重量，如公式（2-512-51）四、起四、起四、起四、起动牵动牵引力引力引力引力FqFqFqFq启启启启动时动时机机机机车发挥车发挥的最大的最大的最大的最大牵牵引力。引力。引力。引力。：N Nn 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）