列車(chē)機(jī)車(chē)牽引計(jì)算課件

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1、第一節(jié)機(jī)車(chē)牽引力一、機(jī)車(chē)牽引力的基本概念1、機(jī)車(chē)牽引力的定義機(jī)車(chē)牽引力是由動(dòng)力傳動(dòng)裝置產(chǎn)生的、與列車(chē)運(yùn)行方向相同、驅(qū)動(dòng)列車(chē)運(yùn)行并可由司機(jī)根據(jù)需要調(diào)節(jié)的外力。它是由機(jī)車(chē)動(dòng)力裝置發(fā)出的內(nèi)力（不同類(lèi)型機(jī)車(chē)的原動(dòng)力裝置不一樣），經(jīng)傳動(dòng)裝置傳遞，通過(guò)輪軌間的粘著而產(chǎn)生的由鋼軌反作用于機(jī)車(chē)動(dòng)輪周上的切線(xiàn)力。二、機(jī)車(chē)牽引力的分類(lèi)按照不同條件可以把機(jī)車(chē)牽引力作如下分類(lèi)：1．按能量傳遞順序的分類(lèi)（1）指示牽引力：假定原動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃牽引時(shí)就是柴油機(jī)）所做的指示功毫無(wú)損失的傳到動(dòng)輪上所得到的機(jī)車(chē)牽引力。指示牽引力是個(gè)假想

2、的概念。（2）輪周牽引力：實(shí)際作用在輪周上的機(jī)車(chē)牽引力，<。（3）車(chē)鉤牽引力：除去機(jī)車(chē)阻力的消耗，實(shí)際作用在機(jī)車(chē)車(chē)鉤上的牽引力。在列車(chē)作等速運(yùn)行時(shí)，車(chē)鉤牽引力與輪周牽引力有如下關(guān)系（1—1）式中——機(jī)車(chē)阻力。我國(guó)《牽規(guī)》規(guī)定，機(jī)車(chē)牽引力以輪周牽引力為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，即以輪周牽引力來(lái)衡量和表示機(jī)車(chē)牽引力的大小。由于動(dòng)輪直徑的變化會(huì)影響輪周牽引力的大小，《牽規(guī)》規(guī)定，機(jī)車(chē)牽引力按輪箍半磨耗狀態(tài)計(jì)算。不論是設(shè)計(jì)還是試驗(yàn)資料，所提供的輪周牽引力和機(jī)車(chē)速度數(shù)據(jù)，必須換算到輪箍半磨耗狀態(tài)。機(jī)車(chē)輪箍半磨耗狀態(tài)的動(dòng)輪直

3、徑叫做計(jì)算動(dòng)輪直徑。我國(guó)常速電力機(jī)車(chē)的動(dòng)輪直徑原形是1250mm，計(jì)算動(dòng)輪直徑是1200mm；常速內(nèi)燃機(jī)車(chē)的動(dòng)輪直徑原形是1050mm，計(jì)算動(dòng)輪直徑是1013mm。動(dòng)力分散式動(dòng)車(chē)組的動(dòng)輪直徑與客車(chē)輪徑相同，即915mm，計(jì)算動(dòng)輪直徑是880mm。2．按能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的限制關(guān)系的分類(lèi)任何機(jī)車(chē)都是把某種能量轉(zhuǎn)化成牽引力所做外機(jī)械功的一種工具。這種能量轉(zhuǎn)換要經(jīng)過(guò)若干互相制約的環(huán)節(jié)。機(jī)車(chē)一般都有幾個(gè)能量轉(zhuǎn)換階段，并相應(yīng)地有幾個(gè)變能部分。電力機(jī)車(chē)的電能是由牽引變電所供給，可以認(rèn)為它的容量是足夠大的，電力機(jī)車(chē)牽

4、引力的發(fā)揮不會(huì)受牽引變電所電能供給者的限制，進(jìn)入機(jī)車(chē)的單相交流電經(jīng)過(guò)變壓整流后輸入牽引電動(dòng)機(jī)（交直傳動(dòng)電力機(jī)車(chē)），將電能轉(zhuǎn)變?yōu)閹?dòng)輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械功，然后借助于輪軌間的粘著轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)輪周上的牽引力所做的機(jī)械功。因而電力機(jī)車(chē)牽引力將要受到牽引電動(dòng)機(jī)和輪軌間粘著這兩個(gè)變能部分工作能力的限制，而內(nèi)燃機(jī)車(chē)牽引力則受到柴油機(jī)、傳動(dòng)裝置和輪軌間粘著的限制。對(duì)應(yīng)這些限制，機(jī)車(chē)的牽引力可分為：（1）電力機(jī)車(chē)①牽引電機(jī)牽引力：受牽引電機(jī)功率限制的輪周牽引力。②粘著牽引力：受輪軌間粘著能力限制的輪周牽引力。（2）內(nèi)燃機(jī)車(chē)

5、①柴油機(jī)牽引力：受柴油機(jī)功率限制的輪周牽引力。②傳動(dòng)裝置牽引力：受傳動(dòng)裝置能力限制的輪周牽引力。③粘著牽引力：受輪軌間粘著能力限制的輪周牽引力。實(shí)際條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)的機(jī)車(chē)牽引力是上述這些牽引力中的最小者。三、粘著牽引力輪周上的切線(xiàn)力大于輪軌間的粘著力時(shí)動(dòng)輪就要發(fā)生空轉(zhuǎn)。在不發(fā)生空轉(zhuǎn)的前提條件下，所能實(shí)現(xiàn)的最大輪周牽引力稱(chēng)為粘著牽引力。其值按下式計(jì)算：（kN）（1—2）式中——計(jì)算粘著牽引力，kN；——機(jī)車(chē)計(jì)算粘著質(zhì)量，t；——計(jì)算粘著系數(shù)；——重力加速度，g≈9.81m/s2。三、計(jì)算粘著系數(shù)計(jì)算

6、粘著系數(shù)不同于（小于）理論粘著系數(shù)（輪軌間的靜摩擦系數(shù)），它考慮了機(jī)車(chē)軸重和牽引力分配不均、運(yùn)行中軸重增減載、牽引力的波動(dòng)、輪軌間的滑動(dòng)（縱向的和橫向的）等不利因素的影響，并且主要與機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)、輪軌表面清潔狀況和機(jī)車(chē)運(yùn)行速度等因素有關(guān)。影響計(jì)算粘著系數(shù)的因素比較復(fù)雜，不可能用理論方法計(jì)算，只能用專(zhuān)門(mén)試驗(yàn)得出的試驗(yàn)公式表達(dá)。試驗(yàn)公式表示在正常粘著條件下計(jì)算粘著系數(shù)和機(jī)車(chē)運(yùn)行速度的關(guān)系。粘著條件不好時(shí)可以用撒砂來(lái)改善；采用交流傳動(dòng)以及改進(jìn)機(jī)車(chē)走行部結(jié)構(gòu)可以提高粘著系數(shù)；采用徑向轉(zhuǎn)向架可以提高曲線(xiàn)

7、上的粘著系數(shù)；采用防空轉(zhuǎn)裝置可以提高機(jī)車(chē)粘著利用程度。我國(guó)《牽規(guī)》規(guī)定的計(jì)算粘著系數(shù)公式如下：1．電力機(jī)車(chē)（1）國(guó)產(chǎn)各型電力機(jī)車(chē)（1—3）（2）6K型電力機(jī)車(chē)（1—4）（3）8G型電力機(jī)車(chē)（1—5）式中——運(yùn)行速度,km/h。機(jī)車(chē)在曲線(xiàn)上運(yùn)行時(shí)，因運(yùn)動(dòng)更不平穩(wěn)，輪軌間的滑動(dòng)加劇等原因，粘著系數(shù)比直線(xiàn)上有所降低，尤其在小半徑曲線(xiàn)上更為明顯，在這種情況下需要對(duì)計(jì)算粘著系數(shù)進(jìn)行修正。三軸轉(zhuǎn)向架電力機(jī)車(chē)在曲線(xiàn)半徑小于600m的線(xiàn)路上運(yùn)行時(shí),曲線(xiàn)上的計(jì)算粘著系數(shù)按下式計(jì)算（1—6）2．內(nèi)燃機(jī)車(chē)（1）國(guó)產(chǎn)各型

8、電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)（1—7）（2）ND5型內(nèi)燃機(jī)車(chē)（1—8）內(nèi)燃機(jī)車(chē)在曲線(xiàn)半徑小于550m的線(xiàn)路上運(yùn)行時(shí),曲線(xiàn)上的計(jì)算粘著系數(shù)按下式計(jì)算（1—9）上述(1—3)、(1—4)、(1—5)、(1—7)和(1—8)式表達(dá)的計(jì)算粘著系數(shù)與速度的關(guān)系見(jiàn)表1—1。表1—1各種機(jī)車(chē)不同運(yùn)行速度下的計(jì)算粘著系數(shù)機(jī)型0102030405060國(guó)產(chǎn)各型電力機(jī)車(chē)0.3600.3070.2860.2750.2690.2640.2616K型電力機(jī)車(chē)0.3900.3530.3270.3090.2940.2830.