牵引计算与铁路能力.ppt

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1、1第三章牵引计算与铁路能力本章内容：第一节牵引计算第二节铁路通过能力与输送能力2一、作用于列车上的力作用于列车上的力有机车牵引力、列车运行阻力及列车制动力。(一)机车牵引力1．机车牵引力的形成机车牵引力是依靠轮轨间的粘着产生由钢轨作用于动轮轮周上的反作用力。第一节牵引计算32．轮轨粘着与粘着牵引力的限制列车实际运行过程中，车轮和钢轨在很大的压力作用下都会产生变形，此时轮轨之间的接触为非点接触，而车轮踏面是圆锥形，同时列车在运行过程中会产生一定的冲击和振动，车轮在钢轨上滚动的同时，还存在一定的纵向和横向滑动，把这种特殊的运行状态

2、称为粘着作用，粘着状态下轮轨间纵向水平作用力的最大值称为粘着力。把粘着力与轮轨间垂向载荷的比值称为粘着系数。4牵引力的大小可由司机通过变换操纵方式改变转矩来调节。但其最大值为动轮荷载的重力乘轮轨间的粘着系数。而粘着系数受很多因素影响，包括动轮踏面和钢轨材质与表面状况、行车速度、机车有关部件状态等。粘着系数一般由试验确定。机车的轮周牵引力不能大于机车所能产生的粘着牵引力，称为粘着牵引力限制。3．机车牵引性能曲线机车牵引性能曲线是表示机车轮周牵引力(纵轴)与运行速度(横轴)相互关系的曲线，通常由试验得到。5SS3型电力机车牵引特性

3、曲线DF4B型内燃机车牵引特性曲线机车牵引力可根据牵引状况由牵引特征曲线得出。6我国电力与内燃部分主型机车主要技术参数参数机型VJmin(km/h)FJmin(kN)Fq(kN)P、Pμ(t)Vg(km/h)LJ(m)韶山143.0301.2487.31389520.4韶山348.0317.847013810021.7韶山451.5431.6649.82×9210032.8韶山748.0353.3487.313810022.0韶山7C76.0220.0310.013212522.0韶山7D96.0171.0245.012616

4、022.0韶山899.7127.0230.08817717.5韶山999169.0286.012617022.2东风4(货)20.0302.1401.713510021.1东风4(客)24.0251.6346.313512021.1东风4B(货)21.8313.0442.213810021.1东风4B(客)29.0235.2325.313812021.1东风4C(货)24.5301.5442.213810021.1东风831.2307.3432.613510022.0东风1165.6160.0253.013517021.37(

5、二)列车运行阻力列车运行阻力基本阻力附加阻力机车单位基本阻力车辆单位基本阻力起动阻力坡道附加阻力曲线附加阻力隧道空气附加阻力1．基本阻力机车牵引一定质量的列车在线路上运行，即使在平直坡道上，由于轮轨之间，机车车辆各活动部分之间，以及车体与四周空气之间的摩擦、冲击、振动必然会产8生一定的阻力，这种阻力称为列车运行的基本阻力。(1)基本阻力影响因素基本阻力由轴颈与轴承间的摩擦阻力、车轮与钢轨的滚动摩擦阻力、车轮在钢轨上的滑动摩擦阻力、轨道不平顺与车轮踏面擦伤等引起的的冲击和振动阻力以及空气阻力构成。(2)基本阻力的表示方法单位基本

6、阻力即单位机车或车辆质量所受的阻力。机车单位基本阻力车辆单位基本阻力经验公式中各阻力均表示为速度的函数。(N/KN)9(3)列车基本阻力与列车平均单位基本阻力列车基本阻力为机车基本阻力与车辆基本阻力之和，计算方法如下：(N)全列车的平均单位基本阻力为：(N/KN)2．附加阻力当列车在坡道上、曲线上、隧道内运行时，还会产生一定的附加阻力，称为坡道附加阻力、曲线附加阻力、隧道空气附加阻力。10(1)坡道附加阻力列车在坡道上运行时，其重力产生垂直于轨道的与平行于轨道的两个分力。由图可知:F2=q·g·sina(KN)因a很小，可以认

7、为：sina=tana将机车、车辆的质量单位由(t)改为kg，可得下式：F2=1000q·g·tana(N)线路坡度值i一般以千分率表示，tana=i/1000，故F2=q·g·i(N)11因单位阻力的定义为单位质量阻力，故坡度单位附加阻力wi为：(N/KN)12(2)曲线附加阻力曲线附加阻力是由于列车在曲线上运行，加剧了轮缘与钢轨之间的摩擦，同时，车轮与钢轨之间产生纵向的和横向的滑动，所以引起额外的阻力。注：曲线附加阻力大小和曲线半径R(m)直接相关。13曲线附加阻力的计算一般采用经验公式：=A/R(N/KN)现行规范中采用

8、：A=600，则：=600/R(N/KN)如果用圆曲线长度与曲线转角表示半径，则：经验公式rwrwyrLaw5.10=(N/KN)列车平均单位曲线阻力设列车长度为LL(m)，列车每延米的质量为q(t/m)，则列车的质量为LL·q(t)，则有：14①当曲线长度大于列车长度(LL