机车牵引力.课件.ppt

1、第一章第一章 机车牵引力机车牵引力1.4 机车牵引力的计算标准和取值规定机车牵引力的计算标准和取值规定1.1 概述概述 机车牵引力的概念、形成及分类机车牵引力的概念、形成及分类1.2 黏着牵引力黏着牵引力 牵引力的限制、牵引力的限制、 粘着牵引力的概念及计算、粘着牵引力的概念及计算、 计算粘着系数及修正计算粘着系数及修正1.3 机车牵引特性机车牵引特性 电力机车、内燃机车、蒸汽机车牵引特性电力机车、内燃机车、蒸汽机车牵引特性11.1 概述概述由动力传动装置由动力传动装置产生产生的、与列车运行的、与列车运行方向方向相同、相同、驱动列驱动列车运行车运行并可由司机根据需要并可由司机根据需要调节调节的

2、的外力外力。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矩M M的作用的作用轴荷重轴荷重Q Q压在钢轨压在钢轨A A点形成的静摩擦阻止点形成的静摩擦阻止M M产生动轮产生动轮对钢轨作用力对钢轨作用力FF钢轨对轮的反作用力钢轨对轮的反作用力F F2F F QAM3 按能量传递顺序分：按能量传递顺序分： 按能量转换过程限制关系分：按能量转换过程限制关系分：牵引电机牵引力牵引电机牵引力黏着牵引力黏着牵引力柴油机牵引力柴油机牵引力电力机车内燃机车传动装置牵引力传动装置牵引力黏着牵引力黏着牵引力指示牵引力指示牵引力轮周牵引力轮周牵引力

3、车钩牵引力车钩牵引力iFFFgF4F F QAMR 由力矩平衡条件：由力矩平衡条件： M=F R F =M /R M 动轮扭矩 R 动轮半径 对整个机车：对整个机车： F=mF m 机车动轴数 1、轮周牵引力、轮周牵引力F：钢轨作用于机车动轮踏面的力。钢轨作用于机车动轮踏面的力。 考察某一动轴：考察某一动轴：2、车钩牵引力、车钩牵引力gFgFFWW机车总阻力51.2 黏着黏着牵引力牵引力一、牵引力的限制一、牵引力的限制 FM， 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（相当于轮轨最大受轮轨粘着力（相当于轮轨最大静摩擦力）的限制，静摩擦力）的限制， 即即FF

4、Q6二、机车粘着牵引力的概念及计算二、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。受轮轨黏着牵引力限制允许机车发挥的最大牵引力。jFPg(KN)jFPPgjPKNF71、计算黏着系数j的计算式：12 0.2410088.866 0.1894448 0.280.0006 506jjjvKvGvv国产电力机车型电力机车型电力机车三、计算黏着系数三、计算黏着系数 5.9 0.248752072ND 0.24280011jjvv国产电传动内燃机车型电传动内燃机车30 100jv前

5、进型、建设型蒸汽机车82、j 的修正(0.670.00055 )600rjRR三、计算黏着系数三、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：小半径曲线上黏着系数修正： 长隧道黏着系数修正（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。力与速度的关系曲线。 91.3 机车牵引特性机车牵引特性一、电力机车牵引特性一、电力机车牵引特性 1 1、牵

6、引电动机的电流特性、牵引电动机的电流特性在一定电压下牵引电动机电流在一定电压下牵引电动机电流Id与运行速度与运行速度v的关系的关系 。()deddddedUC nI RIUC nR 100060100060cddcdenvDUCvIRCCD短时电流短时电流（最大电流、粘着电流525Q）、小时电流小时电流（500Q）、持续电流持续电流（450Q） 2 2、机车牵引力特性、机车牵引力特性 指机车牵引力指机车牵引力F与牵引电机电流与牵引电机电流Id的关系，可以由电机的关系，可以由电机的电磁转矩公式和牵引力转矩的关系导出：的电磁转矩公式和牵引力转矩的关系导出： 322101000dcdmdcmMmCD

7、DFI 3 3、机车牵引特性曲线、机车牵引特性曲线指表示机车轮周牵引力指表示机车轮周牵引力F与运行速度与运行速度v之间的关系的特性曲线。之间的关系的特性曲线。 机车轮周功率机车轮周功率N u机车功率机车功率机车标称功率机车标称功率Nb 1000136003.6FvNFv(0.97 0.98)bNNu机车牵引特性曲线机车牵引特性曲线（1 1）理想牵引力曲线理想牵引力曲线要求：在牵引工况下，机车要求：在牵引工况下，机车恒功率恒功率输出输出。 即 N=F N=F V V曲线受曲线受F F 与与V Vg g的限制，的限制， V Vg g为机车构造速度为机车构造速度VgFVV1125 01 5 01 0

8、 02 5 02 0 03 5 03 0 04 0 05 0 04 5 02 04 06 08 01 0 0591 31 72 12 52 93 3 - I3 3 - I I3 3 - I I I4 5 0 A ( 持 续 制 )3 3 m5 2 5 A ( 持 续 制 )图 1 - 7 S S 1 型 电 力 机 车 牵 引 特 性（2） 机车实际的牵引力特性曲线131、柴油机牵引力柴油机牵引力二、内燃机车牵引特性二、内燃机车牵引特性 受柴油机功率（或能力）限制的机车牵引力受柴油机功率（或能力）限制的机车牵引力柴油机牵引力。柴油机牵引力。 2 2、柴油机牵引力的计算、柴油机牵引力的计算 柴油

9、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。、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 3、内燃机车传动装置牵引力、内燃机车传动装置牵引力柴油机装车功率柴油机装车功率Ne亦称柴油机最高运用功率，由机车生产厂家标定。亦称柴油机最高运用功率，由机车生产厂家标定。柴油机的柴油机的(0.80 0.84)beNNzld10003cos1000ffdcffcU INU IN 直流发电机交流发电机zld0

10、.00363cos0.0036ffdcffcU IFvU IFv 直流发电机交流发电机0.0036dddcU IFmv 14 在高海拔、高温、长大隧道条件下，在高海拔、高温、长大隧道条件下，F F需修正：需修正： P P 海拔修正系数海拔修正系数 h h 温度修正系数温度修正系数 s s 隧道修正系数隧道修正系数5 5、内燃机车牵引力的修正、内燃机车牵引力的修正 xphsFF 多机牵引与补机的多机牵引与补机的F F修正修正 重联操纵重联操纵 取全值取全值 多机牵引：多机牵引： 分别操纵分别操纵 第二台后取第二台后取0.980.98 补机：补机： 尾部机车取尾部机车取0.950.9515图1-3

11、 DF4(货)型电传动内燃机车的牵引特性6 6、内燃机车牵引特性曲、内燃机车牵引特性曲 16图1-4 DF11(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KhehLjWqcVsWOV数 值5N/KN23.0m500kN2.56+0.037V+0.000042V*V210.6g/kw*h4.643100.0Km/h301.4kN1013mm395.4KN24.0km/h135.0t508010090607021.530402010152.994.174.583.3124.5107.3327.3248.4192.0331.2352.8F1

12、71、蒸汽机车牵引力受哪些影响蒸汽机车牵引力受哪些影响三、蒸汽机车牵引特性三、蒸汽机车牵引特性 粘着牵引力、锅炉牵引力、汽机牵引力粘着牵引力、锅炉牵引力、汽机牵引力 2 2、蒸蒸汽汽机机车车牵牵引引特特性性曲曲 6 04 08 01 0 01 2 01 4 01 6 01 8 02 0 02 2 02 4 03 0 02 8 02 6 01 02 03 05 06 07 08 00 . 20 . 40 . 50 . 60 . 6 50 . 32 02 53 03 54 09 56 5图 1 - 9 Q J 型 蒸 汽 机 车 牵 引 特 性2 018一、计算标准一、计算标准1.4 1.4 机车

13、牵引力的计算标准和取值规定机车牵引力的计算标准和取值规定1 1、持续电流、持续电流IcIc、持续速度、持续速度vc与持续牵引力与持续牵引力Fc持续电流持续电流保证牵引电机长时间安全工作的电流。保证牵引电机长时间安全工作的电流。持续速度持续速度电力机车在最高级位的满磁场，内燃机车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）找到实现持续电流的速度。（可以长期运行的最低速度）持续牵引力持续牵引力在牵引特性曲线上，持续速度所对应点在牵引特性曲线上，持续速度所

14、对应点的牵引力。（一般小于黏着牵引力）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；的列车通过区间限制坡道时，允许使用的最小速度；Fj 牵引牵引重量重量G G由由V Vj j为条件得出，对应为条件得出，对应G G和和V Vj j的牵引力的牵引力F F，即，即为计算牵引力为计算牵引力F Fj j。NF VFV与 成反比3 3、机车计算起动牵引力、机车计算起动牵引力FqFq2、 机车计算速度机车计算速度V Vj j与计算牵引力与计算牵引力F Fj j 在起动条件下机车所

15、能发挥的最大牵引力，用以计算起动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。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。在粘着牵引力与起动电流所决定的牵引力中取小者。20后台机车去后台机车去0.980.98逆向取逆向取0.900.90；后面补机取后面补机取0.950.95逆向取逆向取0.850.85。二、多机牵引是牵引力取值的规定二、多机牵引是牵引力取值的规定 使用系数的目的：使用系数的目的：为了在运用中对机车功率使用留有余

16、地，避免由于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，于良好的技术状态，牵规牵规规定实际使用的最大牵引规定实际使用的最大牵引力乘以使用系数，即力乘以使用系数，即三、牵引力使用系数三、牵引力使用系数yjyFF(0.9)y21四、最大牵引力的取值四、最大牵引力的取值电力机车和电传动内燃机车：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：内燃机车：按最高手柄位（最高柴

17、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最大牵引力是指机车牵引特性的“外包线外包线”所表示的牵引力。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。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。225 01 5 01 0 02 5 02 0 03 5 03 0 04 0 05 0 04 5 02 04 06 08 01 0 0591 31 72 12 52 93 3 - I3 3 - I I3 3 - I I I4 5 0 A ( 持 续 制 )3 3 m5 2 5 A ( 持 续 制 )图 1 - 7 S S 1 型 电 力 机 车 牵 引 特 性231.1.列车牵引计算中研究力的原则是什么？列车牵引计算中研究力的原则是什么？2.2.我国牵引计算用的哪种牵引力？车钩牵引力与轮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？周牵引力之间是什么关系？3.3.黏着牵引力的概念。黏着牵引力的概念。4.4.东风东风4B4B内燃机车在曲线半径为内燃机车在曲线半径为500m500m和和950m950m上运行上运行在在v=22km/hv=22km/h时的黏着牵引力。时的黏着牵引力。习题一：习题一：24