第二章-机车牵引特性及基本参数分析

第二章机车牵引特性及基本参数分析第一节机车牵引力一、机车牵引力的形成——机车牵引力的分类：轮周牵引力；车钩牵引力；牵引电动机牵引力；粘着牵引力。二、粘着定律三、黏着系数µ是一个由多种因素决定的变量。µ相关因素：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。经验公式：交-直型电力机车——µj=0.24+12/（100+8v）（2-9）注：1、交流传动电力机车黏着系数经验公式待定。2、三轴电力机车在曲线R600m的曲线上的计算黏着系数参照公式（2-10）则：机车计算黏着牵引力FµFµ=1000µjPµ（N）式（2-12）思考：提高粘着牵引力的方法和措施？1、改善轮轨接触面的状态（1）撒砂。（2）用机械方法来清洁钢轨。2、提高机车走行部质量（1）轮径、弹簧，使各轴具有均衡的轴重（2）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。3、优化设计4、加装空转保护装置第二节列车阻力一、概述1、列车阻力的定义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。2、机车阻力+车辆阻力分基本阻力Ｗ０和附加阻力Ｗｉ。总阻力W=机车阻力W'+车辆阻力W”单位阻力ω=W/（P+G）g二、基本阻力（一）相关因素1、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2、车轮在钢轨上滚动产生的阻力ｆ＝ｑｇｍ／Ｒｑ——轴重；Ｒ——轮径；ｍ—法向合力偏移量ｍ与钢轨型号，道床质量，轴重和停留时间有关3、车轮与钢轨之间的滑动阻力4、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5、空气阻力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.（二）单位基本阻力的经验公式2、车辆（1）客车21型、22型客车ωo=1.66+0.0075ν+0.000155ν²25B型、25G型客车ωo=1.82+0.0100ν+0.000145ν²快速单层客车ωo=1.61+0.004ν+0.000187ν²快速双层客车ωo=1.24+0.0035ν+0.000157ν²(2)货车A、重货车滚动轴承货车ωo=0.92+0.0048ν+0.000125ν²B、空货车（不分车型）ωo=2.23+0.0053ν+0.000675ν²3、机车车辆启动单位基本阻力机车：ｗｑ＇＝５Ｎ／kＮ车辆：滚动轴承货车ｗｑ＂＝3.5Ｎ／kＮ滑动轴承货车ｗｑ＂＝３＋０．４ｉｑｉｑ——启动地段坡道千分数三、附加阻力定义——列车在特定条件下（坡道曲线隧道）运行时所受阻力。分类：1、坡道（附加）阻力ωiωi=±i坡道坡度（上坡为正、下坡为负）2、曲线阻力ωrωr=600/R3、隧道空气附加阻力ωs隧道内为限制坡道时,ωs=0.0001lsV²隧道内为非限制坡道时，ωs=0.13ls4、加算附加阻力ωj=ωi+ωr+ωs以上附加阻力均可折算为坡道千分数即ij=ii+ir+is四、列车阻力的计算(一)列车运行阻力的计算1、运行总基本阻力W0=Pωo´+Gωo2、运行单位基本阻力ωo=W0×10-3/（P+G）五、高速列车阻力（了解）补充：列车三种运行状态：一、牵引状态二、惰性状态三、制动状态第三节空气制动力一、空气制动力的形成二、制动力的计算根据公式（2-34），在一定的闸瓦压力K下，制动力的大小决定于闸瓦与车轮间的实算摩擦系数值。它与闸瓦材质、列车速度、闸瓦压力、闸瓦温度及闸瓦状态有关。第四节机车理想牵引特性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。准恒速调节——牵引“级位”数字×10就是该级位所要控制的目标速度。牵引特性的有效范围1、受粘着条件限制（机车牵引力始终应小于粘着牵引力）2、受牵引电动机最大电流限制（发热）3、受电机安全换向限制4、受机车最大速度限制（结构速度）第六节、机车特征速度及特征牵引力3个特征速度、3个特征牵引力一、机车最高运行速度vmax——根据担当的牵引任务所确定。相关因素：1、牵引任务；2、线路限速；如表2-5、2-6、2-7。机车构造速度=1.1vmax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。该速度下对应的牵引力称为持续牵引力。三、计算速度Vj、计算牵引力Fj计算速度——列车在限制坡道上允许的最低通过速度。规定：ＳＳ４改货运最低计算速度为５１．５ＤＦ１１为６５．６，ＤＦ４Ｂ货运时２１．８，客：２９则可知，可牵引的重量，如公式（2-51）四、起动牵引力Fq——启动时机车发挥的最大牵引力。ＳＳ４：４３１．６ｋN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；B、分别操作时，考虑到协调性，第二台几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0.95。实际使用的最大牵引力=0.9计算牵引力（最高速时除外）