《列车牵引计算》课件.ppt

列车牵引计算,主讲教师：计利群,列车牵引计算教学重点、考核内容,列车牵引计算综合练习题,主要内容,列车牵引计算综合练习题答案,绪论,一、教学重点：,1、对列车运行有直接影响的三种力 （1）机车牵引力F （ 2）列车运行阻力W （3）列 车制动力B 2、列车在以下三种工况下，合力的计算。 （1）牵引运行（2）惰行（3）制动运行 3、列车牵引计算的计算内容。,4、列车牵引计算的用途。 5、列车牵引计算的计算标准。 6、列车牵引计算课程的性质和内容。 7、列车牵引计算规程的主要内容。 考核内容： 1、对列车运行有直接影响的三种力。 2、列车在三种工况下的合力计算。 3、列车牵引计算的计算内容。,自测题 一、填空题： 1、列车牵引计算是专门研究铁路列车在 的 作用下，沿轨道运行及其相关问题的 学科。它是 以 为基础，以科学实验和先进 为依据，分 析列车运行过程中的各种现象和原理，并以此解算 铁路运营和设计上的一些主要 问题和技术经济 问题。,2、列车牵引计算规程的主要内容：在一 定时期内，通过大量的试验，整理出一些简单、 实用的 、 和 做为计算的依据。,二、简答题： 1、列车牵引计算的计算内容有哪些？ 2、列车牵引计算的用途有哪些？,三、综合题： 对列车运行有直接影响的力有哪些？当列车运行在 （1）牵引运行（2）惰行（3）制动运行三种不同工 况时，其合力如何计算？,练习题答案 一、题空题： 1、外力 实用 力学 操纵经验 技术 2、曲线 公式 图表 二、简答题： 1、列车牵引计算主要有以下计算内容： （1）机车牵引质量。 （2）列车运行速度和运行时间。 （3）列车制动距离、制动限速、制动能力。 （4）机车能耗（煤、电、油耗）。,2、列车牵引计算的主要用途有： （1）铁路运输方面，每年修改列车运行图。 （2）机车运用方面，确定机车的最佳操纵方案， 使之节能。 （3）铁路选线设计方面，可确定铁路的通过能力 和运输能力，综合布置车站和机务段。 （4）通信信号方面，可合理布置行车信号机。 （5）运输经济方面，比较选择合理的列车运行方案。,三、综合题： 对列车运行有直接影响的力有以下三种力： （1）机车牵引力F （2）列车运行阻力W （3）列车制动力B。 列车运行在以下三种工况下其合力C计算如下： 牵引运行：C = FW 惰行：C = W 制动运行：C = （B+W）,第一章 机车牵引力 一、教学重点： 1、机车的轮周牵引力及其产生必须满足的三个条件。 2、机车的粘着牵引力及其计算公式。 3、机车车轮空转在什么情况下才能发生？ 4、内燃机车、电力机车的牵引力、牵引特性、 主要计算标准及不同速度下的牵引力取值。,5、内燃机车的牵引特性曲线。 6、内燃机车主要计算参数。 7、内燃机车牵引力的修正。 8、内燃机车的工作过程。 9、电力机车的工作原理。 二、考核内容： 1、机车牵引力、轮周牵引力、机车粘着牵引力。 2、内燃机车牵引力、牵引特性。 3、机车牵引力的计算标准及在不同速度下牵引力的 取值。,练习题,一、填空题： 1、机车牵引力就是指机车 。 2、轮轨之间的最大静摩擦力称为机车 。 3、机车牵引力（轮周牵引力）不得 机车粘着牵引 力，否则，车轮将发生 。 4、机车牵引特性曲线是反映了机车的 和 之间的 关系。在一定功率下，机车运行速度越低，机车牵 引力越 。 5、内燃机车在多机牵引和补机推送时，其牵引力 需 。,二、简答题： 1、机车产生轮周牵引力必须满足哪三个条件？ 2、简述内燃机车的工作过程。 3、简述电力机车的工作原理。,练习题答案 一、填空题： 1、轮周牵引力 2、粘着牵引力 3、大于 空转 4、牵引力 速度 大 5、修正,二、简答题： 1、机车产生轮周牵引力必须满足以下三个条件： （1）动轮需要在旋转力矩作用下产生旋转运动， 并与钢轨产生相对滑动趋势。 （2）动轮要有压于钢轨上的重量（轴重），以 产生动轮对钢轨的正压力。 （3）动轮对钢轨之间存在摩擦作用。,2、内燃机车工作过程为，首先柴油机把燃料的化学 能转变为柴油机的输出功，然后通过传动装置将柴 油机的输出功率传递给机车动轮，最后依靠轮轨之 间的粘着作用产生轮周牵引力。 3、电力机车的工作原理：电力机车上没有原动力， 须由外界提供电源，接触网的单相高压交流电经机 车 受电弓进入车内的主变压器降为低压交流电，再 经整流装置和平波电抗器滤波后向牵引电动机提供直 流电。,牵引电动机将电能转变为机械能，通过齿轮 传递给机车动轮，使动轮得到产生牵引力所必须 的旋转力矩，最后通过轮轨间的粘着作用产生 机车牵引力。,第二章：列车运行阻力,一、 教学重点： 1、列车基本阻力的组成和计算。 2、列车附加阻力及各种附加阻力的计算。 3、列车运行阻力的计算。 4、列车起动时阻力的计算。 5、列车基本阻力由五种阻力因素构成。,6、加算附加阻力和加算坡度的实际意义。 7、机车和车辆在起动时其单位阻力的取值。 8、对空车、重车混编的列车，其单位基本阻力的 计算公式。 9、对滚动、滑动轴承货车混编的列车，其单位 基本阻力的计算公式。 二、 考核内容： 1、列车基本阻力和附加阻力的计算。 2、列车运行阻力和列车起动阻力的计算,练习题 一、填空题 1、列车运行阻力可分为 阻力和 阻力。 2、列车附加阻力可分为 阻力、 阻力和 阻力。 3、列车在6坡道上上坡运行时，则列车的单位坡道附 加阻力为 。 4、列车在2坡道上下坡运行时，则列车的单位坡道附 加阻力为 。 5、在计算列车的基本阻力时，当货车装载货物不足标 记载重50%的车辆按 计算；当达到标记载重50% 的车辆按 计算。,二、简答题： 1、列车基本阻力是由哪些阻力因素组成？ 2、列车附加阻力有哪些？如何计算各类单 位附加阻力？ 3、写出机车单位阻力、车辆单位阻力和列 车单位阻力的计算公式？ 4、列车在运行时，列车全阻力计算公式。,三、计算题： 1、某列车行驶在非平直的线路上，该线路 曲线半径R = 1200m，长Li = 480m，坡度为 3下坡，列车长Lc = 240m。求该线路的加 算坡度 ij 和加算附加单位阻力j 。,练习题答案 一、填空题： 1、基本 附加 2、坡道附加 曲线附加 隧道空气附加 3、6 N/KN 4、-2 N/KN 5、空车 重车,二、简答题： 1、列车基本阻力主要由以下五种阻力因素组成： （1）轴承摩擦阻力。 （2）车轮与钢轨间的滚动摩擦阻力。 （3）车轮与钢轨间的滑动摩擦阻力。 （4）冲击和振动阻力。 （5）空气阻力。,2、列车的附加阻力有坡道附加阻力，曲线附加 阻力和隧道空气附加阻力。 单位坡道附加阻力 ：W i = i （N/KN） 单位曲线附加阻力： Wr = （N/KN） 单位隧道空气附加阻力： Ws = 0.13 Ls （N/KN） （隧道内无限制坡道） Ws = 0.0001 LsVs2 （N/KN） （隧道内有限制坡道）,3 、机车单位阻力： w = W/ Pg (N/KN) 车辆单位阻力： w = W/ Gg (N/KN) 列车单位阻力： w =W /(P+G)g =(W+ W)/(P+G)g (N/KN) 4、列车运行时，列车全阻力： W= w 0 P + w 0G + w j(P+G)g (N),三、计算题： 1、解：加算坡度： ij = i+ w r+ w = i + 600/R + 0.013 Ls = -3 + 600/1200 + 0 = -2.5 加算附加单位阻力： w j = ij = -2.5 (N/KN),第三章 列车制动力,一、教学重点： 1、制动力的产生和限制。 2、列车制动力的换算法及其计算公式。 3、列车制动力的解算。 4、闸瓦“抱死”车轮现象的发生，怎样防止。 5、列车制动力的换算原则。 6、列车紧急制动和常用制动。,7、列车制动力的实算法。 8、机车、车辆换算闸瓦压力的查表。 9、换算制动率在不同制动情况下如何取值。 10、闸瓦摩擦系数受哪些因素影响。 二、考核内容： 1、列车制动受轮轨粘着力的限制。 2、列车制动力的换算方法。 3、列车制动力和列车单位制动力的解算。,练习题 一、填空题： 1、列车制动力是由制动装置引起的与列车运行方 向 的外力，它的大小可由司机控制，其作用是 列车速度或使列车 。 2、轮对的制动力不得 轮轨间的粘着力，否则， 就会发生闸瓦和车轮 现象。 3、目前，我国机车、车辆上多数使用 闸瓦。 4、列车制动一般分为 制动和 制动。 5、列车制动力是由列车中各制动轮对产生的制动 力的 。,二、简答题： 1、简述列车车轮与闸瓦发生“抱死”现象的原 因，如何防止？ 2、闸瓦摩擦系数的大小与哪些因素有关？ 3、什么叫换算制动率？常用制动时，其是否 与紧急制动时相同？ 4、写出列车在紧急制动和常用制动时的制动 力和单位制动力的计算公式。,练习题答案 一、填空题: 1、相反 调节 停车 2、大于 “抱死”滑行 3、中磷铸铁 4、紧急 常用 5、总和,二、简答题： 1、列车在低速制动时，其制动力受到轮轨间 粘着力的限制，当制动力超过粘着力时，车轮 在钢轨上不能滚动而滑动，即发生车轮与闸瓦 “抱死”现象。此现象易发生在列车低速和载重 不足时，因此可做以下防止措施： （1）在列车低速制动时，不要施加过大的闸 瓦压力。 （2）尽可能达到标准载重量。,2、闸瓦的摩擦系数大小与下列因素有关： （1）制动初速度 （2）列车运行速度 （3）闸瓦压力 （4）闸瓦材质 3、列车换算制动率是指列车换算闸瓦总压力 与列车重力之比。常用制动时列车换算制动 率等于紧急制动时列车换算制动率乘以常用 制动系数。因此，二者是不相同的。,4、列车在紧急制动时： 列车制动力：B = 1000h (Kh+ Kh) （N） 列车单位制动力： b = B / (P+G)g = 1000h (Kh+Kh) / (P+G)g (N/KN) 或 b = 1000hh （N/KN） 列车在常用制动时： B = 1000hc (Kh+Kh) （N） b= 1000hc (Kh+Kh) / (P+G)g （N/KN） 或b = 1000hhc （N/KN）,第四章 列车运行方程式及运行时间解算,一、教学重点： 1、列车在各种工况下，单位合力的计算。 2、从列车的单位合力曲线上能分析出列车的 运行状态。 3、解算列车运行时间和运行距离的公式。 4、有加算坡道时，单位合力曲线的分析。 5、列车单位合力曲线的绘制。 6、列车运行方程式的应用。,7、列车运行时间和运行距离的解算。 8、列车单位合力曲线的分析过程。 9、列车的均衡速度。 10、列车运动方程的推导过程。 二、考核内容： 1、列车在各种工况下，单位合力的计算。 2、解析列车单位曲线，判断列车的运行状态。 3、列车运行时间和运行距离的解算。,练习题 一、填空题： 1、列车单位合力曲线是由牵引运行、 和 三种曲线组成。 2、作用于列车上的合力的大小和方向，决定 着列车的运动状态。在某种工况下，当合力 零时，列车加速运行；当合力 零时， 列车减速运行；当合力 零时，列车匀速运行。 3、加算坡道阻力与列车运行速度 。,4、列车运行时间的长短取决于列车运行 和作用 在列车上 的大小。 5、在某工况下，当列车所受单位合力为零时对应 的运行速度，为列车的 速度。列车将 运行。 二、简答题： 1、在计算列车单位合力曲线计算表时，必须给出 哪几个条件？ 2、在计算和绘制单位合力曲线时，为什么先不考 虑附加阻力？ 3、写出列车运行时间和运行距离的解算公式。 4、从列车的单位合力曲线上，能解读出什么？,练习题答案 一、填空题： 1、隋力运行 制动运行 2、大于 小于 等于 3、无关 4、速度 单位合力 5、均衡 匀速,二、简答题： 1、在计算单位合力曲线计算表时，必须给出以下 几个条件： （1）机车类型、数量及编挂情况。 （2）牵引质量及列车编组情况。 （3）列车制动能力h 。 2、列车附加阻力就是指列车的加算坡道阻力，在 列车运行中，加算坡道阻力与列车运行速度无关， 只随加算坡道的坡度而变，因此，在计算列车单位 曲线表时，只考虑基本阻力，不考虑附加阻力。,3、列车过行时间： t = (V2-V1) / 2Cp (min) 列车运行距离： S = 4.17 ( V22 - V12 ) / Cp (m) 4、从列车的单位合力曲线图上可以清楚地 读出列车在不同工况下和某速度时的单位 合力的大小，以及能分析出列车在该时的 加速、减速或匀速的状态，还能看到列车 的均衡速度。,第五章 列车制动问题解算,一、教学重点： 1、制动距离、制动空走距离和制动有效距离，三者 关系。 2、在紧急制动时，制动距离的限值为800m。 3、列车在有加算坡道线路上下坡运行时，列车紧急 制动限速（最大制动初速度）。 4、列车制动距离的计算。,5、在不同的线路条件下，列车制动能力、列车 运行速度、列车制动距离这三者之间的相互关系。 6、制动空走时间，制动有效时间。 7、列车制动距离的解算过程。 8、列车制动空走时间和制动空走距离的计算公式。 9、紧急制动限速的解算。 二、考核内容： 1、列车制动距离的解算。 2、列车紧急制动时，制动距离的限值和制动 限速。,练习题 一、填空题： 1、列车制动距离是自司机施行制动开始到列车 为止，所运行的距离。 2、列车的制动距离是 距离和 距离之和。 3、我国普通列车紧急制动距离的限值为 米。 4、列车制动时间是 时间和 时间之和。 5、列车在长大下坡线路上施行紧急制动时，其最 高允许速度必须有所限制，该速度称为列 车 或称 。 6、列车换算制动率的大小，表示列车 的大小。,二、简答题： 1、什么是制动有效距离？ 2、为什么列车运行在下坡线路上施行紧急 制动时，要限制其最大制动速度？ 3、列车紧急制动时，其制动距离指什么？ 写出其计算公式。,练习题答案 一、填空题： 1、完全停车 2、制动空走 制动有效 3、800 4、制动空走 制动有效 5、紧急制动限速 最大制动初速度 6、制动能力,二、简答题 1、在制动有效时间内，列车由制动初速度V0开始减速 至V=0，此时间内列车所运行的距离称为制动有效距离。 2、我国规定列车在紧急制动时的制动距离不得超过800 米，一般情况下，列车在平道或上坡道上运行时，其制 动距离均不会超过此限值，但在下坡运行时，由于坡道 附加阻力变成了坡道下滑力，使列车制动距离就比平道 时的制动距离要长，为了保证列车能在规定的制动距离 （800米）内停车，所以对列车下坡道的最高允许速度 必须有所限制。,3、列车紧急制动时其制动距离等于制动空走 距离和制动有效距离之和。 Sz = Sk + Se = V0t k / 3.6 +4.17 (v12 - v22) / 1000hh + w 0 + ij ,第六章 牵引质量,一、教学重点： 1、限制坡道的确定。 2、牵引质量的计算（用等速运行计算法）。 3、牵引质量的校验。 4、列车的计算速度。 5、用功能闯坡计算法确定列车牵引质量。,6、内燃机车通过长度1000米以上的隧道时，其速 度不得低于机车的计算速度+5 km/h 或(Vj+5 km/g)。 7、列车在长大下坡道时，其牵引辆数受制动机充 风和空走时间的限制。 8、列车长度受区段内车站到发线有效长度的限制。 考核内容： 1、限制坡道的确定 2、牵引质量的解算。,练习题 一、填空题： 1、列车 和列车运行速度是铁路运输工作 中最重要的指标。对于一定功率的机车，在线 路条件不变的情况下，若要列车运行速度快则 牵引质量要相应地 ；若要增加列车牵引质 量，则列车运行速度要相应地 ；因此，最 有利的牵引质量和运行速度的确定，需要进行 和 等方面的分析比较。 2、计算牵引质量的区段中，最困难的上坡道， 称为 。,3、牵引质量是按列车在限制坡道上运行时， 最后能以 匀速过顶为标准来计算的。 4、列车动能闯坡的首先条件是列车运行到 坡前要有较大的 。 5、列车牵引质量的计算方法，常用有二种： 计算法和 计算法。,二、简答题： 1、在线路的某一区段，限制坡道是如何确定的？ 2、说明动力坡道和动力限制坡道的区别。 3、如何用等速运行计算法确定牵引质量？ 4、牵引质量的校验受哪些条件的限制？若不符 合，应采取什么措施？,练习题答案 一、填空题： 1、牵引质量、减少 降低 技术 经济 2、限制坡道 3、机车计算速度 4、动能（或速度） 5、等速运行 动能闯坡,二、简答题： 1、计算牵引质量的区段中最困难的上坡道，称为 限制坡道，限制坡道不一定是区段中坡度最大的上 坡道，而是以列车是否能以不低于机车计算速度匀 速过坡顶来确定的，若不能匀速过顶，则该坡道为 计算牵引质量的限制坡道。 2、当列车能以不低于计算速度的速度匀速闯过坡 道顶部，则该坡道为动力坡道；不能以计算速度匀 速闯过坡顶的坡道，为动力限制坡道。,3、等速运行计算法是以列车驶入限制坡道以后，速度降 至机车的最低计算速度，但列车仍能以该速度作等速运 行通过限制坡道为计算依据，其计算公式 G = Fj P(w 0+ ix) g10-3/( w 0+ ix) g10-3 (t),4、列车计算出的牵引质量还需要校验是否受以 下各主要条件的限制： （1）起动条件的限制。 （2）长大下坡道的牵引辆数受制动机充风和空 走时间的限制。 （3）列车长度受区段内车站到发线有效长的限 制。 （4）内燃机车通过隧道最低运行速度的限制。 如果列车牵引质量不符合上述各项条件限制，则 应采取一定的技术措施或者降低牵引质量。,谢谢观看！,