第一章 机车牵引力 §1.4 机车牵引力的计算标准和取值规定

第一章机车牵引力§1.4机车牵引力的计算标准和取值规定§1.1概述机车牵引力的概念、形成及分类§1.2黏着牵引力牵引力的限制、粘着牵引力的概念及计算、计算粘着系数及修正§1.3机车牵引特性电力机车、内燃机车、蒸汽机车牵引特性1§1.1概述•一、牵引力的概念由动力传动装置产生的、与列车运行方向相同、驱动列车运行并可由司机根据需要调节的外力。通过能量转换装置和传动装置，传递到机车动轮上是动轮收到扭矩M的作用→轴荷重Q压在钢轨A点形成的静摩擦阻止M→产生动轮对钢轨作用力△F′→钢轨对轮的反作用力△F•二、牵引力的形成2⊿F⊿F′QAM3•按能量传递顺序分：•三、牵引力的分类•按能量转换过程限制关系分：牵引电机牵引力黏着牵引力柴油机牵引力电力机车内燃机车传动装置牵引力黏着牵引力指示牵引力轮周牵引力车钩牵引力iFFFgF4⊿F⊿F′QAMR由力矩平衡条件：M=△F×R→△F=M/RM——动轮扭矩R——动轮半径对整个机车：F=m×△Fm——机车动轴数1、轮周牵引力F：钢轨作用于机车动轮踏面的力。考察某一动轴：2、车钩牵引力gFgFFWW——机车总阻力5§1.2黏着牵引力一、牵引力的限制△F∝M，M↑→△F↑,△FF静→轮轨相对滑动动轮空转→丧失牵引力FM静2动静F受轮轨粘着力（相当于轮轨最大静摩擦力）的限制，即FFQ6二、机车粘着牵引力的概念及计算——计算黏着牵引力KN；——机车粘着质量t；——重力加速度（9.81m/s2）；——计算粘着系数。——受轮轨黏着牵引力限制允许机车发挥的最大牵引力。jFPg(KN)jFPPgjPKNF71、计算黏着系数µj的计算式：120.2410088.8660.18944480.280.0006506jjjvKvGvv国产电力机车型电力机车型电力机车三、计算黏着系数5.90.248752072ND0.24280011jjvv国产电传动内燃机车型电传动内燃机车30100jv前进型、建设型蒸汽机车82、µj的修正(0.670.00055)600rjRR三、计算黏着系数产生原因：修正公式：电机机车内燃机车(0.8050.000355)550rjRR小半径曲线上黏着系数修正：长隧道黏着系数修正（L1000m）：由试验确定四、黏着牵引力曲线——根据各型机车不同速度下的黏着牵引力，在坐标图中会出黏着牵引力与速度的关系曲线。9§1.3机车牵引特性一、电力机车牵引特性1、牵引电动机的电流特性在一定电压下牵引电动机电流Id与运行速度v的关系。()deddddedUCnIRIUCnR100060100060cddcdenvDUCvIRCCD短时电流（最大电流、粘着电流525Q）、小时电流（500Q）、持续电流（450Q）2、机车牵引力特性指机车牵引力F与牵引电机电流Id的关系，可以由电机的电磁转矩公式和牵引力转矩的关系导出：322101000dcdmdcmMmCDDFI3、机车牵引特性曲线指表示机车轮周牵引力F与运行速度v之间的关系的特性曲线。机车轮周功率N机车功率机车标称功率Nb1000136003.6FvNFv(0.97~0.98)bNN机车牵引特性曲线（1）理想牵引力曲线要求：在牵引工况下，机车恒功率输出。即N=F·V曲线受Fµ与Vg的限制，Vg为机车构造速度VgFVV112501501002502003503004005004502040608010059131721252933-I33-II33-III450A(持续制)33m525A(持续制)图1-7SS1型电力机车牵引特性（2）机车实际的牵引力特性曲线131、柴油机牵引力二、内燃机车牵引特性受柴油机功率（或能力）限制的机车牵引力——柴油机牵引力。2、柴油机牵引力的计算柴油机牵引力可以根据每分钟汽缸中燃气所作的功，扣除机械摩擦损失及自身消耗、机车辅助装置消耗和传动损失后，与同一时间内轮周牵引力所作的功相等而求得。3、内燃机车传动装置牵引力柴油机装车功率Ne——亦称柴油机最高运用功率，由机车生产厂家标定。柴油机的(0.80~0.84)beNNzld10003cos1000ffdcffcUINUIN直流发电机交流发电机zld0.00363cos0.0036ffdcffcUIFvUIFv直流发电机交流发电机0.0036dddcUIFmv14①在高海拔、高温、长大隧道条件下，F需修正：λP—海拔修正系数λh—温度修正系数λs—隧道修正系数5、内燃机车牵引力的修正xphsFF②多机牵引与补机的F修正重联操纵取全值•多机牵引：分别操纵第二台后取0.98•补机：尾部机车取0.9515图1-3DF4(货)型电传动内燃机车的牵引特性6、内燃机车牵引特性曲16图1-4DF11(货)型电传动内燃机车的牵引特性nc=1350r/min牵引计算主要数据FmaxDjFqVjminP项目∑Kh'ehLjWqμcVsWO'V数值5N/KN23.0m500kN2.56+0.037V+0.000042V*V210.6g/kw*h4.643100.0Km/h301.4kN1013mm395.4KN24.0km/h135.0t508010090607021.530402010152.994.174.583.3124.5107.3327.3248.4192.0331.2352.8F171、蒸汽机车牵引力受哪些影响三、蒸汽机车牵引特性粘着牵引力、锅炉牵引力、汽机牵引力2、蒸汽机车牵引特性曲604080100120140160180200220240300280260102030506070800.20.40.50.60.650.320253035409565图1-9QJ型蒸汽机车牵引特性2018一、计算标准§1.4机车牵引力的计算标准和取值规定1、持续电流Ic、持续速度vc与持续牵引力Fc持续电流——保证牵引电机长时间安全工作的电流。持续速度——电力机车在最高级位的满磁场，内燃机车在最高手柄位或最高柴油机转速那条牵引特性曲线上，可以找到实现持续电流的速度。（可以长期运行的最低速度）持续牵引力——在牵引特性曲线上，持续速度所对应点的牵引力。（一般小于黏着牵引力）19Vj—由最佳牵引重量决定的速度，即机车牵引重量确定的列车通过区间限制坡道时，允许使用的最小速度；Fj—牵引重量G由Vj为条件得出，对应G和Vj的牵引力F，即为计算牵引力Fj。NFVFV与成反比3、机车计算起动牵引力Fq2、机车计算速度Vj与计算牵引力Fj在起动条件下机车所能发挥的最大牵引力，用以计算起动牵引质量。列车启动时，所要求的牵引力。一般，起动牵引力Fq由速度为2.5Km/h的列车阻力决定，即Fq按V＝2.5Km/h确定。起动牵引力Fq在粘着牵引力与起动电流所决定的牵引力中取小者。20后台机车去0.98→逆向取0.90；后面补机取0.95→逆向取0.85。二、多机牵引是牵引力取值的规定使用系数的目的：为了在运用中对机车功率使用留有余地，避免由于长时间超负荷运转而降低机车使用寿命，使机车经常处于良好的技术状态，《牵规》规定实际使用的最大牵引力乘以使用系数，即三、牵引力使用系数yjyFF(0.9)y21四、最大牵引力的取值电力机车和电传动内燃机车：在低速区，取min（起动电流所决定的牵引力，黏着牵引力）；随着速度增加，按最高满磁场、持续电力限制和最深磁场削弱的牵引力曲线取值。内燃机车：按最高手柄位（最高柴油机转速）的牵引力曲线取。最大牵引力是指机车牵引特性的“外包线”所表示的牵引力。牵引计算时取机车在同一速度下能够发挥的最大牵引力来计算。22501501002502003503004005004502040608010059131721252933-I33-II33-III450A(持续制)33m525A(持续制)图1-7SS1型电力机车牵引特性231.列车牵引计算中研究力的原则是什么？2.我国牵引计算用的哪种牵引力？车钩牵引力与轮周牵引力之间是什么关系？3.黏着牵引力的概念。4.东风4B内燃机车在曲线半径为500m和950m上运行在v=22km/h时的黏着牵引力。习题一：24