列車牽引與制動(dòng)(緒論)

1、李占株中南大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院電話Q: 597073736列車牽引與制動(dòng)列車牽引與制動(dòng)教材及教學(xué)參考書教材及教學(xué)參考書 n饒忠主編，列車牽引計(jì)算饒忠主編，列車牽引計(jì)算(第二或三版第二或三版), 中國(guó)鐵道中國(guó)鐵道出版社，出版社，2010。n孫中央主編，列車牽引計(jì)算規(guī)程實(shí)用教程，中國(guó)孫中央主編，列車牽引計(jì)算規(guī)程實(shí)用教程，中國(guó)鐵道出版社，鐵道出版社，2005。n列車牽引計(jì)算規(guī)程列車牽引計(jì)算規(guī)程，鐵道部科學(xué)研究院，鐵道部科學(xué)研究院，1999。n饒忠主編，列車制動(dòng)（饒忠主編，列車制動(dòng)（第二版）第二版），中國(guó)鐵道出版，中國(guó)鐵道出版社，社，2011。課程教學(xué)計(jì)劃課程教學(xué)計(jì)劃 緒論緒

2、論 機(jī)車牽引力及其計(jì)算機(jī)車牽引力及其計(jì)算 列車制動(dòng)總論列車制動(dòng)總論 機(jī)車車輛主型制動(dòng)機(jī)構(gòu)造與原理機(jī)車車輛主型制動(dòng)機(jī)構(gòu)造與原理 列車運(yùn)行阻力及其計(jì)算列車運(yùn)行阻力及其計(jì)算 列車制動(dòng)力計(jì)算列車制動(dòng)力計(jì)算 列車制動(dòng)問(wèn)題解算列車制動(dòng)問(wèn)題解算 高速重載列車制動(dòng)新技術(shù)高速重載列車制動(dòng)新技術(shù)第一部分第一部分 理論課理論課(34學(xué)時(shí)學(xué)時(shí))第二部分第二部分 實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)(4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)) 通過(guò)在企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，學(xué)生能夠分析列通過(guò)在企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，學(xué)生能夠分析列車運(yùn)行過(guò)程中的各種現(xiàn)象和原理，并能夠解決鐵車運(yùn)行過(guò)程中的各種現(xiàn)象和原理，并能夠解決鐵路運(yùn)營(yíng)和設(shè)計(jì)上的一些主要技術(shù)問(wèn)題和技術(shù)經(jīng)濟(jì)路運(yùn)營(yíng)和設(shè)計(jì)上

3、的一些主要技術(shù)問(wèn)題和技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，了解司機(jī)室司機(jī)操作牽引與制動(dòng)手柄的位問(wèn)題，了解司機(jī)室司機(jī)操作牽引與制動(dòng)手柄的位置與功能置與功能 。 學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，能夠加深理解和鞏固在課堂中所學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，能夠加深理解和鞏固在課堂中所學(xué)的有關(guān)學(xué)的有關(guān)104型空氣制動(dòng)機(jī)和閘瓦間隙自動(dòng)調(diào)整型空氣制動(dòng)機(jī)和閘瓦間隙自動(dòng)調(diào)整器以及器以及120型空氣制動(dòng)機(jī)的理論知識(shí)，能夠掌握型空氣制動(dòng)機(jī)的理論知識(shí)，能夠掌握有關(guān)實(shí)驗(yàn)的基本操作和基本技能，提高開拓創(chuàng)新有關(guān)實(shí)驗(yàn)的基本操作和基本技能，提高開拓創(chuàng)新能力，為將來(lái)從事設(shè)計(jì)與生產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)。能力，為將來(lái)從事設(shè)計(jì)與生產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)。 緒論緒論一、列車牽引與制動(dòng)計(jì)算的性質(zhì)與內(nèi)容一、列

4、車牽引與制動(dòng)計(jì)算的性質(zhì)與內(nèi)容 列車牽引與制動(dòng)計(jì)算是一門鐵路應(yīng)用科學(xué)。它以力學(xué)為列車牽引與制動(dòng)計(jì)算是一門鐵路應(yīng)用科學(xué)。它以力學(xué)為基礎(chǔ)，以科學(xué)實(shí)驗(yàn)和先進(jìn)操縱經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，研究作用在列車基礎(chǔ)，以科學(xué)實(shí)驗(yàn)和先進(jìn)操縱經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，研究作用在列車上的與列車運(yùn)行方向相平行的外力上的與列車運(yùn)行方向相平行的外力( (包括機(jī)車牽引力、列車阻包括機(jī)車牽引力、列車阻力、列車制動(dòng)力力、列車制動(dòng)力) )，以及這些力和列車運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，進(jìn)而研究，以及這些力和列車運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，進(jìn)而研究與列車運(yùn)動(dòng)有關(guān)的一系列實(shí)際問(wèn)題的計(jì)算方法，其內(nèi)容是：與列車運(yùn)動(dòng)有關(guān)的一系列實(shí)際問(wèn)題的計(jì)算方法，其內(nèi)容是： 1 1、機(jī)車牽引力、機(jī)車車輛阻力、線路阻力與

5、列車制動(dòng)力的機(jī)車牽引力、機(jī)車車輛阻力、線路阻力與列車制動(dòng)力的 概念與計(jì)算方法；概念與計(jì)算方法； 2 2、列車制動(dòng)的基本概念與制動(dòng)方式；、列車制動(dòng)的基本概念與制動(dòng)方式； 3 3、機(jī)車車輛使用制動(dòng)機(jī)的型號(hào)、構(gòu)造及原理；、機(jī)車車輛使用制動(dòng)機(jī)的型號(hào)、構(gòu)造及原理； 4 4、列車制動(dòng)問(wèn)題的解算；、列車制動(dòng)問(wèn)題的解算； 5 5、高速重載列車制動(dòng)的新技術(shù)。、高速重載列車制動(dòng)的新技術(shù)。1二、對(duì)列車有直接影響的力二、對(duì)列車有直接影響的力1機(jī)車牽引力機(jī)車牽引力 F 由動(dòng)力傳動(dòng)裝置引起的與列車運(yùn)行方向相同并可由司機(jī)根由動(dòng)力傳動(dòng)裝置引起的與列車運(yùn)行方向相同并可由司機(jī)根 據(jù)需要調(diào)節(jié)的外力。據(jù)需要調(diào)節(jié)的外力。2列車運(yùn)行阻力

6、列車運(yùn)行阻力 W 由于各種原因自然發(fā)生的與列車運(yùn)行方向相反的外力。其由于各種原因自然發(fā)生的與列車運(yùn)行方向相反的外力。其 作用阻止列車發(fā)生運(yùn)動(dòng)或使列車自然減速。作用阻止列車發(fā)生運(yùn)動(dòng)或使列車自然減速。3、列車制動(dòng)力、列車制動(dòng)力 B 由制動(dòng)裝置引起的與列車運(yùn)行方向相反的外力。它是人為由制動(dòng)裝置引起的與列車運(yùn)行方向相反的外力。它是人為 的阻力，大小可由司機(jī)控制。的阻力，大小可由司機(jī)控制。2三種工況：其合力由作用與列車上的不同力構(gòu)成。三種工況：其合力由作用與列車上的不同力構(gòu)成。1、牽引運(yùn)行、牽引運(yùn)行 其合力其合力 C=FC=FW W2、惰行、惰行 其合力其合力 C=C=W W3、制動(dòng)運(yùn)行、制動(dòng)運(yùn)行 其合

7、力其合力 C=C=（B BW W） 當(dāng)當(dāng) C C0 0時(shí)，列車加速運(yùn)行；時(shí)，列車加速運(yùn)行； C C0 0時(shí)，列車減速運(yùn)行；時(shí)，列車減速運(yùn)行； C C0 0時(shí)，列車勻速運(yùn)行時(shí)，列車勻速運(yùn)行3第一章第一章 機(jī)車牽引力機(jī)車牽引力1.5 機(jī)車牽引力的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和取值規(guī)定機(jī)車牽引力的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和取值規(guī)定1.1 概述概述 機(jī)車牽引力的概念、形成及分類機(jī)車牽引力的概念、形成及分類1.3 粘著牽引力粘著牽引力 牽引力的限制、牽引力的限制、 粘著牽引力的概念及計(jì)算、粘著牽引力的概念及計(jì)算、 計(jì)算粘著系數(shù)及修正計(jì)算粘著系數(shù)及修正1.4 機(jī)車牽引特性機(jī)車牽引特性 電力機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車牽引特性電力機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車牽引特性41

8、.2 輪軌間的摩擦與粘著輪軌間的摩擦與粘著 摩擦、粘著的概念與空轉(zhuǎn)摩擦、粘著的概念與空轉(zhuǎn)1.1 概述概述 由動(dòng)力傳動(dòng)裝置由動(dòng)力傳動(dòng)裝置產(chǎn)生產(chǎn)生的、與列車運(yùn)行的、與列車運(yùn)行方向方向相同、相同、驅(qū)驅(qū)動(dòng)列車運(yùn)行動(dòng)列車運(yùn)行并可由司機(jī)根據(jù)需要并可由司機(jī)根據(jù)需要調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)的的外力外力。通過(guò)能量轉(zhuǎn)換裝置和傳動(dòng)裝置，傳遞到機(jī)車動(dòng)輪上是動(dòng)輪通過(guò)能量轉(zhuǎn)換裝置和傳動(dòng)裝置，傳遞到機(jī)車動(dòng)輪上是動(dòng)輪得到扭矩得到扭矩M M的作用的作用軸荷重軸荷重Q Q壓在鋼軌壓在鋼軌A A點(diǎn)形成的靜摩擦阻止點(diǎn)形成的靜摩擦阻止M M產(chǎn)生動(dòng)輪對(duì)鋼軌作用力產(chǎn)生動(dòng)輪對(duì)鋼軌作用力FF鋼軌對(duì)輪的反作用力鋼軌對(duì)輪的反作用力F F5F F QAM6 按能量

9、傳遞順序分：按能量傳遞順序分： 按能量轉(zhuǎn)換過(guò)程限制關(guān)系分：按能量轉(zhuǎn)換過(guò)程限制關(guān)系分：牽引電機(jī)牽引力牽引電機(jī)牽引力粘著牽引力粘著牽引力柴油機(jī)牽引力柴油機(jī)牽引力電力機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車傳動(dòng)裝置牽引力傳動(dòng)裝置牽引力粘著牽引力粘著牽引力指示牽引力指示牽引力輪周牽引力輪周牽引力車鉤牽引力車鉤牽引力iFFFgF7F F QAMR 由力矩平衡條件：由力矩平衡條件： M=F R F =M /R M 動(dòng)輪扭矩 R 動(dòng)輪半徑 對(duì)整個(gè)機(jī)車：對(duì)整個(gè)機(jī)車： F=mF m 機(jī)車動(dòng)軸數(shù) 即輪周牽引力就是機(jī)車牽引力。即輪周牽引力就是機(jī)車牽引力。1、輪周牽引力、輪周牽引力F：鋼軌作用于機(jī)車動(dòng)輪踏面的力。鋼軌作用于機(jī)車動(dòng)輪踏面的力。 考

10、察某一動(dòng)軸：考察某一動(dòng)軸：82 2、車鉤牽引力、車鉤牽引力gFgFFW 就是機(jī)車牽引客、貨車輛的縱向力。它只是機(jī)車和車輛之就是機(jī)車牽引客、貨車輛的縱向力。它只是機(jī)車和車輛之間相互作用的內(nèi)力，不是使列車發(fā)生或加速的外力。間相互作用的內(nèi)力，不是使列車發(fā)生或加速的外力。W機(jī)車總阻力機(jī)車牽引力產(chǎn)生必須具備兩個(gè)條件：機(jī)車牽引力產(chǎn)生必須具備兩個(gè)條件：（1）機(jī)車動(dòng)輪上有動(dòng)力傳動(dòng)裝置傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)力矩。（2）動(dòng)輪與鋼軌接觸并存在摩擦作用。即車鉤牽引力總比輪周牽引力小。即車鉤牽引力總比輪周牽引力小。9 我國(guó)牽規(guī)規(guī)定，機(jī)車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)車牽引力的大小。由于動(dòng)輪直徑的變化會(huì)影

11、響牽引力的大小，規(guī)定機(jī)車牽引力按輪轂半磨耗狀態(tài)計(jì)算。101.2 輪軌間的摩擦與粘著輪軌間的摩擦與粘著一、輪軌間的摩擦一、輪軌間的摩擦 車輪與鋼軌的各個(gè)接觸點(diǎn)在它們接觸瞬間是沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，輪軌車輪與鋼軌的各個(gè)接觸點(diǎn)在它們接觸瞬間是沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，輪軌之間的縱向水平作用力就是物理學(xué)上說(shuō)的靜摩擦力，其之間的縱向水平作用力就是物理學(xué)上說(shuō)的靜摩擦力，其 “最大靜摩最大靜摩擦力擦力”是一個(gè)與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)的常量。它等于鋼軌對(duì)車輪的垂直力是一個(gè)與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)的常量。它等于鋼軌對(duì)車輪的垂直力N N與靜摩擦系數(shù)與靜摩擦系數(shù)的乘積。這是一種難以實(shí)現(xiàn)的理想狀態(tài)。否則，可的乘積。這是一種難以實(shí)現(xiàn)的理想狀態(tài)。否則，可能

12、實(shí)現(xiàn)的牽引力最大值就是輪軌間靜摩擦阻力的極限值。能實(shí)現(xiàn)的牽引力最大值就是輪軌間靜摩擦阻力的極限值。11 第二種與第一種相反。即輪軌間為動(dòng)摩擦，輪軌間縱向水平作用力第二種與第一種相反。即輪軌間為動(dòng)摩擦，輪軌間縱向水平作用力超過(guò)了維持靜摩擦的極限值超過(guò)了維持靜摩擦的極限值最大靜摩擦力最大靜摩擦力，輪軌接觸點(diǎn)發(fā)生相對(duì)，輪軌接觸點(diǎn)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)，輪軌間縱向水平作用力變成了滑動(dòng)摩擦力，其值比最滑動(dòng)，此時(shí)，輪軌間縱向水平作用力變成了滑動(dòng)摩擦力，其值比最大靜摩擦力小得多，機(jī)車運(yùn)行速度并不高，鐵路術(shù)語(yǔ)中把這種狀態(tài)大靜摩擦力小得多，機(jī)車運(yùn)行速度并不高，鐵路術(shù)語(yǔ)中把這種狀態(tài)稱為稱為“空轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)”。在這種狀態(tài)下，

13、牽引力反而大大降低，鋼軌和車輪。在這種狀態(tài)下，牽引力反而大大降低，鋼軌和車輪遭到劇烈磨耗。這是必須杜絕的事故狀態(tài)。此時(shí)輪軌間的動(dòng)摩擦阻遭到劇烈磨耗。這是必須杜絕的事故狀態(tài)。此時(shí)輪軌間的動(dòng)摩擦阻力就成為滑行時(shí)的摩擦力。力就成為滑行時(shí)的摩擦力。 實(shí)際上，車輪在鋼軌上滾動(dòng)時(shí)，輪軌接觸處既非靜止亦非滑動(dòng)，而是靜中有微動(dòng)或滾中有微滑的狀態(tài)，在運(yùn)行過(guò)程中，由于牽引力和慣性力不是作用在同一水平面內(nèi)，造成機(jī)車前后車輪作用于鋼軌的垂直載荷不均勻分配。所以，輪軌間縱向水平作用力的最大值實(shí)際與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，在鐵路術(shù)語(yǔ)中用“粘著粘著”來(lái)稱呼這種狀態(tài)。由于正壓力而保持動(dòng)輪與鋼軌接觸處相對(duì)靜止的現(xiàn)象稱為“粘著粘著”。在粘

14、著狀態(tài)下輪軌間縱向水平作用力的最大值（靜摩擦力）就稱為粘著力粘著力，而把粘著力與輪軌間垂直載荷之比稱為粘著系數(shù)粘著系數(shù)。輪軌間的摩擦與粘著輪軌間的摩擦與粘著二、輪軌間的粘著二、輪軌間的粘著 12 輪軌間的粘著與靜力學(xué)中的靜摩擦的物理性質(zhì)十分相似。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的切向力增大時(shí)，粘著力f隨之增大，并保持與切向力相等。當(dāng)切向力增大到某一數(shù)值時(shí)，粘著力f達(dá)到最大值。此后切向力如再繼續(xù)增大， f反而迅速減小。試驗(yàn)證明，粘著力f最大值fmax與動(dòng)輪對(duì)的正壓力Pi成正比，其比例常數(shù)稱為粘著系數(shù)粘著系數(shù)，用表示。即 fmax=Pfmax=Pi i 上式表明，在軸重一定的條件下，輪軌間的最大粘著力由輪軌間粘著系數(shù)

15、的大小決定。輪軌間的摩擦與粘著輪軌間的摩擦與粘著13 當(dāng)輪軌間出現(xiàn)最大粘著力時(shí)，若繼續(xù)加大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，一旦切向力大于最大粘著力時(shí)，輪軌間粘著狀態(tài)被破壞。動(dòng)輪與鋼軌的相對(duì)運(yùn)動(dòng)由純滾動(dòng)變?yōu)榧扔袧L動(dòng)也有滑動(dòng)。此時(shí)鋼軌對(duì)動(dòng)輪的反作用力由靜擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，其值迅速減??；并使動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速上升。這種因驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩過(guò)大，破壞粘著關(guān)系，使輪軌間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)的現(xiàn)象，稱為“空轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)”。動(dòng)輪出現(xiàn)空轉(zhuǎn)時(shí)，輪軌間只能依靠滑動(dòng)摩擦力傳遞切向力，傳遞切向力的能力大大削弱，同時(shí)造成動(dòng)輪踏面和軌面的擦傷。因此，牽引運(yùn)行應(yīng)盡量防止出現(xiàn)動(dòng)輪的空轉(zhuǎn)。輪軌間的摩擦與粘著輪軌間的摩擦與粘著14 粘著系數(shù)是由輪軌間的物理狀態(tài)確定的。加大每軸的正

16、壓力，即軸重，可以提高每軸牽引力，但軸重受到鋼軌、路基、橋梁等限制。動(dòng)力分散型的城市軌道交通車輛，動(dòng)軸數(shù)較多，很容易達(dá)到整列車所需的牽引力，因而軸重較小，這對(duì)保護(hù)輪軌的正常作用是有利的。 輪軌間的摩擦與粘著輪軌間的摩擦與粘著151.2 粘著牽引力粘著牽引力 粘著狀態(tài)下輪軌間切向摩擦力最大值稱為“粘著力粘著力”，粘著牽引力是受輪軌間粘著力限制的機(jī)車牽引力。在機(jī)車牽引特性圖中以帶有陰影的曲線表示。把它與車輪鋼軌間垂直載荷之比稱為“粘著系數(shù)粘著系數(shù)”。 機(jī)車粘著牽引力的計(jì)算公式為： （KN)KN) 在列車運(yùn)行中，由于制動(dòng)力和慣性力不是作用在同一水平面內(nèi)，從而造成機(jī)車車輛前后車輪作用于鋼軌的垂直載荷不

17、均勻分配，即“軸重轉(zhuǎn)移”因此，各個(gè)車輪對(duì)鋼軌的法向反力不相等。便于計(jì)算，假定輪軌間垂直載荷在運(yùn)行中固定不變，認(rèn)為粘著力的變化是由于粘著系數(shù)的變化引起的。這樣，粘著力與列車速度的關(guān)系就被簡(jiǎn)化成粘著系數(shù)與列車速度的關(guān)系。它也就成了假定值，稱為“計(jì)算粘著系數(shù)計(jì)算粘著系數(shù)”。一、牽引力的定義一、牽引力的定義 ()fjjFPPg161.2 粘著粘著牽引力牽引力二、牽引力的限制二、牽引力的限制 FM， M F, FF靜 輪軌相對(duì)滑動(dòng) 動(dòng)輪空轉(zhuǎn) 喪失牽引力FM靜2動(dòng)靜F受輪軌粘著力（相當(dāng)于輪軌最大受輪軌粘著力（相當(dāng)于輪軌最大靜摩擦力）的限制，靜摩擦力）的限制， 即即FFQ17三、機(jī)車粘著牽引力的計(jì)算三、機(jī)車

18、粘著牽引力的計(jì)算計(jì)算粘著牽引力 KN ；機(jī)車粘著質(zhì)量 t ； 重力加速度 （9.81m/s2）； 計(jì)算粘著系數(shù)。受輪軌粘著牽引力限制允許機(jī)車發(fā)揮的最大牽引力。受輪軌粘著牽引力限制允許機(jī)車發(fā)揮的最大牽引力。jFPg(KN)jFPPgjPKNF181 1、影響粘著系數(shù)的因素、影響粘著系數(shù)的因素 主要有兩個(gè)：主要有兩個(gè)：一個(gè)是車輪和鋼軌的表面狀況； 一個(gè)是列車運(yùn)行速度。 輪軌間表面狀況包括：干濕情況、臟污程度、是否有銹、是否撒砂以及砂的數(shù)量和品質(zhì)等等。輪軌的濕度、臟污程度又與天氣、環(huán)境污染狀況和制動(dòng)裝置形式(有無(wú)踏面或軌面清掃設(shè)備)等因素有關(guān)。 列車運(yùn)行速度對(duì)粘著系數(shù)的影響主要是：隨著牽引過(guò)程中列車

19、速度的增大，沖擊振動(dòng)以及伴隨而來(lái)的縱向和橫向的少量滑動(dòng)都逐漸增加，因而粘著力和粘著系數(shù)也逐漸減小，其減小的程度與機(jī)車車輛動(dòng)力性能、軌道的情況等有關(guān)。 其次，線路對(duì)粘著系數(shù)也有影響，鋼軌愈軟或道渣的下沉量愈大，粘著系數(shù)愈?。讳撥壊黄交蛑本€地段兩側(cè)鋼軌頂不在同一水平，動(dòng)輪所處位置的軌面狀態(tài)不同，曲線半徑愈小，都會(huì)使粘著系數(shù)減小。另外，空轉(zhuǎn)必然導(dǎo)致動(dòng)車的粘著系數(shù)減小。四、計(jì)算粘著系數(shù)與改善粘著的方法四、計(jì)算粘著系數(shù)與改善粘著的方法 192 2、計(jì)算粘著系數(shù)、計(jì)算粘著系數(shù) j j的計(jì)算式：的計(jì)算式：12 0.2410088.866 0.1894448 0.280.0006 506jjjvKvGvv國(guó)產(chǎn)

20、電力機(jī)車型電力機(jī)車型電力機(jī)車5.9 0.248752072ND 0.24280011jjvv國(guó)產(chǎn)電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車型電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車20（1 1）修正輪軌表面接觸條件，改善表面不清潔狀態(tài)，（2 2）設(shè)法改善列車的懸掛系統(tǒng)，以減輕輪對(duì)減載帶來(lái)的 不利影響。3 3、改善粘著的方法、改善粘著的方法清掃閘瓦閘瓦釬螺 桿套 茼活塞環(huán)閘瓦吊桿214、j 的修正(0.670.00055 )600rjRR產(chǎn)生原因：修正公式：電力機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車(0.8050.000355 )550rjRR小半徑曲線上粘著系數(shù)修正：小半徑曲線上粘著系數(shù)修正： 長(zhǎng)隧道粘著系數(shù)修正（長(zhǎng)隧道粘著系數(shù)修正（L1000m） ： 由試驗(yàn)確定五、粘著

21、牽引力曲線五、粘著牽引力曲線 根據(jù)各型機(jī)車不同速度下的粘著牽引力，在坐標(biāo)圖中會(huì)出粘著牽引根據(jù)各型機(jī)車不同速度下的粘著牽引力，在坐標(biāo)圖中會(huì)出粘著牽引力與速度的關(guān)系曲線。力與速度的關(guān)系曲線。 22( (一一) )空轉(zhuǎn)的產(chǎn)生空轉(zhuǎn)的產(chǎn)生 當(dāng)動(dòng)輪對(duì)的牽引力大于最大粘著力時(shí)，輪對(duì)就發(fā)生空轉(zhuǎn)?？辙D(zhuǎn)時(shí)輪對(duì)的轉(zhuǎn)速迅速上升，如果任其擴(kuò)展往往可能在數(shù)秒或略長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)超出構(gòu)造速度。這樣不僅使動(dòng)車的牽引力下降，而且由于高速空轉(zhuǎn)使輪對(duì)的踏面嚴(yán)重擦傷，若帶有輪箍結(jié)構(gòu)形式的輪對(duì)，那么會(huì)導(dǎo)致輪箍因過(guò)熱而松動(dòng)脫落，同時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組也可能因離心力過(guò)大而飛散“掃膛”，引起重大事故，因此必須對(duì)空轉(zhuǎn)進(jìn)行保護(hù)。六、空轉(zhuǎn)的產(chǎn)生與防止六

22、、空轉(zhuǎn)的產(chǎn)生與防止23(二) 空轉(zhuǎn)的防止1 1、主電路防空轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)、主電路防空轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)(1)牽引電動(dòng)機(jī)全并聯(lián)結(jié)構(gòu) 兩臺(tái)串勵(lì)牽引電動(dòng)機(jī)串聯(lián)連接時(shí)，在恒電壓下如果一臺(tái)電動(dòng)空轉(zhuǎn)，由于串聯(lián)電路中兩臺(tái)電機(jī)勵(lì)磁電流相等，結(jié)果使空轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的端電壓升高，空轉(zhuǎn)的速度進(jìn)一步加大。但在電動(dòng)機(jī)并聯(lián)連接的電路里就不會(huì)發(fā)生這種電壓轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，從而加強(qiáng)了防空轉(zhuǎn)性能。24(2)采用機(jī)械特性硬的牽引電動(dòng)機(jī) 機(jī)械特性硬的牽引電動(dòng)機(jī)，負(fù)載大幅度變化時(shí)轉(zhuǎn)速變化很小，也就是說(shuō)如果電機(jī)轉(zhuǎn)速略有上升，就會(huì)使轉(zhuǎn)矩大幅度下降，因而具有良好的防空轉(zhuǎn)性能。例如，鼠籠式牽引電動(dòng)機(jī)的動(dòng)車不會(huì)產(chǎn)生持續(xù)空轉(zhuǎn)。2 2傳動(dòng)系統(tǒng)防空轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)防空轉(zhuǎn)設(shè)計(jì) (1)

23、 采用單電機(jī)轉(zhuǎn)向架傳動(dòng)系統(tǒng)。 (2) 機(jī)械走行部分采用低位牽引，以及采用合適的懸掛系統(tǒng)等措施。25 機(jī)車的牽引特性是指牽引力隨速度變化的曲線。機(jī)車牽引列車運(yùn)行是由于它具有相當(dāng)大的牽引力，用來(lái)克服列車起動(dòng)時(shí)和運(yùn)行中所受的阻力。機(jī)車牽引力(F)和運(yùn)行速度(V)的乘積就是機(jī)車的功率(P)，即 FV=P， 常用“千瓦”做單位。 任何一種機(jī)車，它的最大功率是一定的，叫做標(biāo)稱功率，例如，DF4B型內(nèi)燃機(jī)車的標(biāo)稱功率為1985千瓦。 機(jī)車在牽引列車時(shí)，所受到的阻力是經(jīng)常變化的。當(dāng)阻力增大時(shí)機(jī)車就要發(fā)揮出更大的牽引力來(lái)克服它；反之，當(dāng)阻力減小時(shí)，牽引力就可以小一點(diǎn)。為了充分利用機(jī)車的功率，要求機(jī)車在各種不同運(yùn)

24、行阻力的情況下，都能具有恒功率輸出性能。這就要使FV=常數(shù)?？梢?，牽引力和速度之間應(yīng)當(dāng)成反比關(guān)系：當(dāng)速度小時(shí)，牽引力大：速度大時(shí)，牽引力小。1.3 機(jī)車牽引特性機(jī)車牽引特性一、機(jī)車牽引特性的概念一、機(jī)車牽引特性的概念 26 把對(duì)F和V的這種要求表示在坐標(biāo)上，應(yīng)該是一條雙曲線，如圖2-3-9所示。這條曲線叫做機(jī)車?yán)硐霠恳阅芮€，無(wú)論任何一種機(jī)車的牽引性能，都應(yīng)與它相符合。27 當(dāng)然，曲線的兩端不能無(wú)限延長(zhǎng)。左端，牽引力不能超過(guò)輪軌之間的粘著力，否則車輪會(huì)空轉(zhuǎn)；右端，速度也不能超過(guò)機(jī)車構(gòu)造速度所能允許的范圍。 電力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車是由牽引電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪驅(qū)動(dòng)的，所以機(jī)車牽引力和速度取決于牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)

25、矩和轉(zhuǎn)速，從而也就決定了機(jī)車的牽引特性。 串勵(lì)牽引電動(dòng)機(jī)的速率與轉(zhuǎn)矩關(guān)系如圖2-3-lO所示。它所具有的工作特性最適合于機(jī)車牽引的要求。即機(jī)車上坡或負(fù)載增加時(shí)，牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩較大，而轉(zhuǎn)速較低；反之，則轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速上升。28二、電力機(jī)車牽引特性二、電力機(jī)車牽引特性 1 1、牽引電動(dòng)機(jī)的電流特性、牽引電動(dòng)機(jī)的電流特性在一定電壓下牽引電動(dòng)機(jī)電流在一定電壓下牽引電動(dòng)機(jī)電流Id與運(yùn)行速度與運(yùn)行速度v的關(guān)系的關(guān)系 。()deddddedUC nI RIUC nR 100060100060cddcdenvDUCvIRCCD短時(shí)電流短時(shí)電流（最大電流、粘著電流525Q）、小時(shí)電流小時(shí)電流（500Q）、持續(xù)電

26、流持續(xù)電流（450Q） 292 2、機(jī)車牽引力特性、機(jī)車牽引力特性 指機(jī)車牽引力指機(jī)車牽引力F與牽引電機(jī)電流與牽引電機(jī)電流Id的關(guān)系，可以由電機(jī)的關(guān)系，可以由電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式和牽引力轉(zhuǎn)矩的關(guān)系導(dǎo)出：的電磁轉(zhuǎn)矩公式和牽引力轉(zhuǎn)矩的關(guān)系導(dǎo)出： 322101000dcdmdcmMmCDDFI 3 3、機(jī)車牽引特性曲線、機(jī)車牽引特性曲線指表示機(jī)車輪周牽引力指表示機(jī)車輪周牽引力F與運(yùn)行速度與運(yùn)行速度v之間的關(guān)系的特性曲線。之間的關(guān)系的特性曲線。 機(jī)車輪周功率機(jī)車輪周功率N u機(jī)車功率機(jī)車功率機(jī)車標(biāo)稱功率機(jī)車標(biāo)稱功率Nb 1000136003.6FvNFv(0.97 0.98)bNNu機(jī)車牽引特性曲線機(jī)車

27、牽引特性曲線30（1 1）理想牽引力曲線理想牽引力曲線要求：在牽引工況下，機(jī)車要求：在牽引工況下，機(jī)車恒功率恒功率輸出輸出。 即 N=F N=F V V曲線受曲線受F F 與與V Vg g的限制，的限制， V Vg g為機(jī)車構(gòu)造速度為機(jī)車構(gòu)造速度VgFVV13150150100250200350300400500450204060801005 9 131721252933-I33-II33-III450A(持 續(xù) 制 )33m525A(持 續(xù) 制 )圖 1-7 SS1型 電 力 機(jī) 車 牽 引 特 性（2） 機(jī)車實(shí)際的牽引力特性曲線321、柴油機(jī)牽引力柴油機(jī)牽引力三、內(nèi)燃機(jī)車牽引特性三、內(nèi)燃機(jī)

28、車牽引特性 受柴油機(jī)功率（或能力）限制的機(jī)車牽引力受柴油機(jī)功率（或能力）限制的機(jī)車牽引力柴油機(jī)牽引力。柴油機(jī)牽引力。 2 2、柴油機(jī)牽引力的計(jì)算、柴油機(jī)牽引力的計(jì)算 柴油機(jī)牽引力可以根據(jù)每分鐘汽缸中燃?xì)馑鞯墓?，扣除機(jī)械摩擦損失及自身消耗柴油機(jī)牽引力可以根據(jù)每分鐘汽缸中燃?xì)馑鞯墓?，扣除機(jī)械摩擦損失及自身消耗、機(jī)車輔助裝置消耗和傳動(dòng)損失后，與同一時(shí)間內(nèi)輪周牽引力所作的功相等而求得。、機(jī)車輔助裝置消耗和傳動(dòng)損失后，與同一時(shí)間內(nèi)輪周牽引力所作的功相等而求得。 3 3、內(nèi)燃機(jī)車傳動(dòng)裝置牽引力、內(nèi)燃機(jī)車傳動(dòng)裝置牽引力柴油機(jī)裝車功率柴油機(jī)裝車功率Ne亦稱柴油機(jī)最高運(yùn)用功率，由機(jī)車生產(chǎn)廠家標(biāo)定。亦稱柴油機(jī)

29、最高運(yùn)用功率，由機(jī)車生產(chǎn)廠家標(biāo)定。柴油機(jī)的柴油機(jī)的(0.80 0.84)beNNzld10003cos1000ffdcffcU INU IN 直流發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)zld0.00363cos0.0036ffdcffcU IFvU IFv 直流發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)0.0036dddcU IFmv 33 在高海拔、高溫、長(zhǎng)大隧道條件下，在高海拔、高溫、長(zhǎng)大隧道條件下，F(xiàn) F需修正：需修正： P P 海拔修正系數(shù)海拔修正系數(shù) h h 溫度修正系數(shù)溫度修正系數(shù) s s 隧道修正系數(shù)隧道修正系數(shù)5 5、內(nèi)燃機(jī)車牽引力的修正、內(nèi)燃機(jī)車牽引力的修正 xphsFF 多機(jī)牽引與補(bǔ)機(jī)的多機(jī)牽引與補(bǔ)機(jī)的F F修正修正 重

30、聯(lián)操縱重聯(lián)操縱 取全值取全值 多機(jī)牽引：多機(jī)牽引： 分別操縱分別操縱 第二臺(tái)后取第二臺(tái)后取0.980.98 補(bǔ)機(jī)：補(bǔ)機(jī)： 尾部機(jī)車取尾部機(jī)車取0.950.9534圖 1-3 DF4(貨 )型 電 傳 動(dòng) 內(nèi) 燃 機(jī) 車 的 牽 引 特 性6 6、內(nèi)燃機(jī)車牽引特性曲、內(nèi)燃機(jī)車牽引特性曲 35圖1-4 DF11(貨)型電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車的牽引特性nc=1350r/min牽引計(jì)算主要數(shù)據(jù)FmaxDjFqVjminP項(xiàng)目KhehLjWqcVsWOV數(shù) 值5N/KN23.0m500kN2.56+0.037V+0.000042V*V210.6g/kw*h4.643100.0Km/h301.4kN1013mm3

31、95.4KN24.0km/h135.0t508010090607021.530402010152.994.174.583.3124.5107.3327.3248.4192.0331.2352.8F36一、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)一、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)1.4 1.4 機(jī)車牽引力的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和取值規(guī)定機(jī)車牽引力的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和取值規(guī)定1 1、持續(xù)電流、持續(xù)電流IcIc、持續(xù)速度、持續(xù)速度vc與持續(xù)牽引力與持續(xù)牽引力Fc持續(xù)電流持續(xù)電流保證牽引電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間安全工作的電流。保證牽引電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間安全工作的電流。持續(xù)速度持續(xù)速度電力機(jī)車在最高級(jí)位的滿磁場(chǎng)，內(nèi)燃機(jī)車電力機(jī)車在最高級(jí)位的滿磁場(chǎng)，內(nèi)燃機(jī)車在最高手柄位或最高柴油機(jī)轉(zhuǎn)速那條牽引特性曲

32、線上，可以在最高手柄位或最高柴油機(jī)轉(zhuǎn)速那條牽引特性曲線上，可以找到實(shí)現(xiàn)持續(xù)電流的速度。（可以長(zhǎng)期運(yùn)行的最低速度）找到實(shí)現(xiàn)持續(xù)電流的速度。（可以長(zhǎng)期運(yùn)行的最低速度）持續(xù)牽引力持續(xù)牽引力在牽引特性曲線上，持續(xù)速度所對(duì)應(yīng)點(diǎn)在牽引特性曲線上，持續(xù)速度所對(duì)應(yīng)點(diǎn)的牽引力。（一般小于粘著牽引力）的牽引力。（一般小于粘著牽引力）37Vj 由最佳牽引重量決定的速度，即機(jī)車牽引重量確定由最佳牽引重量決定的速度，即機(jī)車牽引重量確定的列車通過(guò)區(qū)間限制坡道時(shí)，允許使用的最小速度；的列車通過(guò)區(qū)間限制坡道時(shí)，允許使用的最小速度；Fj 牽引牽引重量重量G G由由V Vj j為條件得出，對(duì)應(yīng)為條件得出，對(duì)應(yīng)G G和和V Vj j的牽引力的牽引力F F，即，即為計(jì)算牽引力為計(jì)算牽引力F Fj j。NF VFV與 成反比3 3、機(jī)車計(jì)算起動(dòng)牽引力、機(jī)車計(jì)算起動(dòng)牽引力FqFq2、 機(jī)車計(jì)算速度機(jī)車計(jì)算速度V Vj j與計(jì)算牽引力與計(jì)算牽引力F Fj j 在起動(dòng)條件下機(jī)車所能發(fā)揮的最大牽引力，用以計(jì)算起動(dòng)在起動(dòng)條件下機(jī)車所能發(fā)揮的最大牽引力，用以計(jì)算起動(dòng)牽引質(zhì)量。牽引質(zhì)量。 列車啟動(dòng)時(shí)，所要求的牽引力。一般，起動(dòng)牽引力Fq由速度為2.5Km/h