SS1电力机车的牵引计算
机车牵引计算总结
机车牵引计算总结1. 引言机车牵引力是机车运行的关键参数之一，对于确保列车正常运行和保证运输效率具有重要意义。
机车牵引力的计算是评估机车性能和选取合适机车的重要依据。
本文将对机车牵引力的计算方法进行总结和分析，并探讨其在实际运输中的应用。
2. 机车牵引力的定义机车牵引力是指机车能够提供给列车的拉力，通过牵引力的传递，机车能够实现列车的加速和运动。
牵引力的计算需要考虑列车重量、运行速度、坡度、弯道等多个因素的影响。
3. 牵引力的计算方法3.1 牵引力和列车重量的关系机车牵引力与列车重量成正比，牵引力可以用下面的公式计算：F = m * a其中，F代表牵引力，m代表列车总重量，a代表牵引加速度。
在实际计算中，还需要考虑列车的摩擦系数等因素。
3.2 牵引力与速度的关系随着列车速度的增加，牵引力逐渐减小。
这是因为随着速度的增加，列车的空气阻力也会增大。
牵引力和速度的关系可以通过下面的公式计算：F = F0 - c * v其中，F0代表静态牵引力，c代表速度相关的系数，v代表列车的速度。
3.3 牵引力与坡度的关系坡度对牵引力的影响也很大。
在上坡行驶时，列车需要克服重力的阻力，牵引力要大于阻力，才能保证列车正常运行。
牵引力和坡度的关系可以通过下面的公式计算：F = m * g * sin(θ)其中，m代表列车总重量，g代表重力加速度，θ代表坡度角度。
3.4 牵引力与弯道的关系在行驶过程中，列车经过弯道时，牵引力的方向还需要克服向心力的阻力。
牵引力和弯道的关系可以通过下面的公式计算：F = m * v^2 / r其中，m代表列车总重量，v代表列车速度，r代表弯道的半径。
4. 计算方法的应用机车牵引力的计算方法对于实际运输中的机车选择和运行控制都具有重要意义。
通过准确计算牵引力，可以评估机车的性能，选择合适的机车类型；可以为列车调度和运行提供科学依据，确保列车安全运行和提高运输效率。
5. 结论本文对机车牵引力的计算方法进行了总结和分析，并探讨了其在实际运输中的应用。
电力牵引与电气计算、牵引变电所容量
整理课件
14
i
能耗的计算
利用i=f(t)曲线计算列车电流及能耗。
将时间[0,τ]区间划分为n个间隔，
每一等份为Δt(分钟)，则每个时刻 τ 0 1 2 3 ………… ……
t
都有对应的取流(i)的数值， τ=nΔt
电流平均值：
I
1n n 1 k0 ik
平均电压U=25kV
列 车列用车电能平耗均为功：率：PUInnU1kn0ik
2.列车取电平均电流为：
Ig
60A tg U
It
tg
交直型电力机车：
25kV,50Hz 机车牵引 降压
全波 整流 直流
~
变压器
整流电路
牵引电机
实现这一转变过程的是机车主电路，以SS1 为例。
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5
SS1型电力机车主电路
25kV
机车主变压器
700kW
平波电抗器
整流机组
直流牵引电机，串励机 4200kW
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6
电力机车的工作过程
牵机引车变主电变所压输器出 将的 高高 压压 交交 流流 电电 送变为到低接压触交网流以后电，再由经机车过整受电 弓流和器接组触整线流接后变触为而引直入流，机车供， 机给车牵电引流电经动主机断 ，路 牵器 引、 电高 动压 机电 流得互电感旋器转，到其机 转车 轴变 输压 出器 的高 机压 绕械组功，率再通经过过齿低轮压传电动流装互置感传器、 车送体给轮、对接，地轮电对刷作、用轮于轴轨、道车，轮 到轨轨道道以，大然小后相经 等轨 、道 方、 向大 相地 反等 流的回力牵作引用变于电轮所 对。 ，从而形成 牵引力，牵引列车运行。
整理课件
17
当采用近期运量计算时：
韶山1型电力机车
韶山1型电力机车 （SS1）
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 电流制 单相工频交流 工作电压/kV 额定值 25 最高值 29 最低值 19 轴式 Co-Co 轴重/t 23 机车整备质量/t 138(+3/-1)% 轨距/mm 1435 动轮直径(新/半磨耗)/mm 1250/1200 机车功率/kW 小时制 4200 持续制 3780 机车牵引力/kN 小时制 343.2 持续制 301.1 粘着值 362.8 起动值 487.4 机车速度/km· h(-1) 小时制 42 • • • • • • • • • • • • • • • • • 持续制 43 粘着值 41.2 最大值 90 电制动方式 一级电阻制动 制动功率/kW 3500 车体底架长度/mm l9400 车体宽度/mm 3106 落弓时最高点距轨面高度/mm 4740 车钩中心线间距离/mm 20368 车钩中心距轨面高度/mm 880土10 转向架固定轴距/mm 4600 空气制动机型 EL-14改进、JZ-7、DK-l 基础制动 8英寸x3· 5单缸制动器 空气压缩机能力/m(3)· min(-1) 2x2.3 主风缸容量/m(3) 1.224 砂箱总容量/m(3) 0.8 机车通过最小曲线半径(5km/h时)/m 125
韶山1型电力机车 （SS1）
Electric locomotive Shaoshan type 1 (SS1)
韶山1型电力机车 （SS1）
• 韶山1型电力机车是中国铁路使用的第一代国产干 线客、货两用电力机车。由株洲电力机车厂制造。 韶山1型电力机车以毛泽东的故乡韶山命名。自韶 山1型开始了以“韶山”命名的电力机车的生产历 史。 • 韶山1型电力机车（车型代号SS1）是中国铁路第 一代(有级调压、交直传动)电力机车。是由1958 年试制成功的第一台引燃管6Y1型电力机车(仿制 20世纪50年代苏联H60机车)逐步演变而来，但其 三大件(引燃管、调压开关、牵引电机)可靠性较 差，而经历了三次重大技术改造。
列车牵引计算
列车牵引计算列车牵引计算（calculation of railway train traction）分析计算铁路列车运行参数及相关问题的学科，用以解算列车质量、运行速度、运行时间、制动以及能源消耗等有关问题。
它以力学和试验为基础而重在应用。
列车牵引计算不仅是运输组织的依据，也是机车运用、动力选择、铁路选线、铁路设计、经济评估以及信号机布置等的基础，是铁路重要的专业基础学科之一。
铁路列车是一个有相当长度的、非均质的、近似弹一粘性接的复合系统、并与轨道及周围空气（电力牵引时还与接触网）形成耦合，所以列车运行是一种复杂的、综合的、多自由度的运动。
但在列车牵引计算中一般都简化为质点或近似均质刚体在纵向力的作用下沿着线路纵断面平行运动，再经修正求解。
这种工程计算方式可以满足列车稳态运行（指各车轴之间相对移极小的状态）时的精度要求而被广泛采用。
列车在轨道上运行时，存在不同方向和不同大小的外力和内力作用。
列车牵引计算主要研究直接影响列车运行的作用力，即与列车运行方向平行的纵向外力与外力的分力，包括可由司机控制的牵引力与制动力以及司机不能控制的阻力。
牵引力与列车运行方向相反，是阻止列车运行的外力。
列车牵引运行时，作用于列车的合力是牵引力减去阻力，通常称为加速力；列车惰行时，只有阻力构成减速力；而列车制动时，制动力加上阻力产生更大的减速力。
牵引力由动力与传动装置引起并与列车运行方向相同的外力。
牵引动力（机车或动力车）将电能（电力牵引时）或燃料的化学能（热力牵引时）转变为使动轮旋转的内力矩，最终通过轮轨粘着关系形成轮周牵引力的外机械功（非轮轨接触式的磁悬浮列车、气垫列车等除外），在每一层的转换中都有不同份额的能量损失。
总的能量损失越小，机车（或动力车）的效率就越高。
轮周牵引力减去机车阻力后就是直接牵引车列的车钩牵引力。
中国采用轮周牵引力为列车牵引计算的标准。
理想牵引特性曲线图牵引动力最高负荷时的理想牵引特性曲线主体是一条恒功率线，也就是轮周牵引力F 与运行速度υ呈等轴双曲线关系，即F·υ＝常数（见图），但低速段受粘着条件限制（称为粘着牵引力）或起动电流或扭器转矩限制，高速时受最高速度（即构造速度）的限制，见上图中阴影线。
和谐电一机车牵引力计算
和谐电一机车牵引力计算一、引言和谐电一机车是中国铁路的重要机车型号之一，用于牵引和运输列车。
计算机车的牵引力是非常重要的，可以帮助我们了解机车的动力性能，以及在不同条件下的工作能力。
本文将通过简单的牵引力计算公式，对和谐电一机车的牵引力进行分析和计算。
二、牵引力的定义牵引力是指机车对列车施加的推力，用于克服列车行驶中的阻力，并保持列车的运动。
牵引力的大小直接影响列车的运行速度和加速度，也是判断机车性能好坏的重要指标之一。
三、牵引力计算公式牵引力的大小可以通过以下公式进行计算：F = （Mm × A）+ Q + Fr其中，F表示机车的牵引力，Mm表示机车的质量，A表示列车的加速度，Q表示列车的阻力，Fr表示其他附加阻力，例如弯道、爬坡等。
四、重要参数的确定1.机车质量（Mm）：和谐电一机车的整车质量为133吨（133000千克）。
2.列车加速度（A）：列车的加速度取决于机车的动力性能以及列车的负载情况，不同情况下列车的加速度会有所不同。
比如，当列车启动时，加速度会比较大；而当列车在高速运行时，加速度会逐渐减小。
通常情况下，我们可以估算列车的平均加速度为1 m/s²。
3.列车阻力（Q）：列车阻力包括空气阻力、摩擦阻力、轮轨阻力等多个方面。
这些阻力通常情况下可以通过列车速度和牵引力的平方关系进行估算。
具体值可以参考相关的铁路工程手册。
假设列车的阻力为1600牛顿。
4.其他附加阻力（Fr）：其他附加阻力通常是指弯道、爬坡等因素对牵引力的影响。
这些阻力的大小也可以通过相关参数进行估算。
五、牵引力计算示例以和谐电一机车为例，假设列车处于平坦直线轨道上，不受其他附加阻力影响。
1.根据公式，质量Mm = 133000千克，加速度A = 1 m/s²，阻力Q = 1600牛顿，其他附加阻力Fr为0。
2.将以上数值代入公式，计算牵引力F：F = （133000千克× 1 m/s²）+ 1600牛顿+ 0F = 133000牛顿+ 1600牛顿F = 134600牛顿六、结论和讨论根据以上计算，和谐电一机车的牵引力约为134600牛顿。
第四节 牵引计算.
R-曲线半径（m）；
-曲线单位附加阻力
第六章 铁路设计概述
如果用圆曲线长度kr（m）与曲线转角（°）
来表示半径，则
当列车长度大于曲线长度时：
第六章 铁路设计概述
如果列车位于几个曲线上，可按照下式计算
单位曲线附加阻力：
—位于列车下面的几个曲线的转角总和。
第六章 铁路设计概述
3.隧道空气附加阻力
列车在隧道内运行时，由于空气受隧道空间
第六章 铁路设计概述
1.SS1型电力机车
牵引力运行时：
惰力运行时：
第六章 铁路设计概述
2.DF4型内燃机车（客、货）
牵引力运行时：
惰力运行时：
第六章 铁路设计概述
2.前进型蒸汽机车
牵引力运行时：
惰力运行时：
第六章 铁路设计概述
4.车辆的单位基本阻力
因客车车辆与货车车辆外形、尺寸、轴荷载
等不同，故应分别计算。
由于我国尚未进行更加充分的试验，故液力
传动内燃机车的计算黏着系数还没有通用公式。
就整个机车来说，机车的轮周牵引力不能大于机
车所能产生的黏着牵引力，称为黏着牵引力限制。
第六章 铁路设计概述
(三)电力机车牵引力
从教材图6-5可以看出，电力机车的内部产生
的牵引力F’的大小，受牵引电动机功率大小的限
制。表现在动轮轮周上牵引电动机的功率有两种，
（二）按照起动条件检算牵引质量
按照上述方式求得的牵引质量还要进行启动
检查。列车在站内、进站信号机前或者区间出岔
处等有可能停车的处所，为了保证牵引的重量在
停车后能够启动，须做起动检算。起动牵引重量 Gq应大于或者等于计算的牵引质量G，即 时才能起动。
SS1电力机车的牵引计算
对于牵引计算的研究，国内相对落后于国外，我国的《牵规》是针对标准轨距铁路列车的运行过程而制定的，作为一项标准，主要就是有关我们铁路交通运输，运营过程中出现的诸多问题的数据等。经过长时间的研究关于列车的运行模型我们可以看到再有自动字眼的像运行，控制中得到了还是普遍存在的。国内牵引计算仿真系统研究的发展可以分为两个阶段，分别是单质点和多质点两种。
在国内，较为常见的牵引计算仿真系统有如下：
GTMSS系统：作为北交和香港理工共同合力研究的系统，主要是运用于牵引计算和模拟，在下如今的铁路事业中不论是城际还是别的都有所应用。该系统可以解决较多问题，如下：运行的模拟，时分图的绘制和此前的检测，除此之外对于能源方面也有一定的解决，改善和保护作用。
UMTTCS系统：UMTTCS系统是基于以多质点列车模型的，在前面所叙述的GTMSS系统的基础之上，通过研究开发获得了自己的牵引电算软件，当然次系统除了在UMTTCS系统解决的问题之外，主要致力于时分和能耗，根据牵引计算的自然顺序设计出来的。
4.2影响牵引计算关键问题..................................................................................16
4.2.1限速对于列车在运行中影响...............................................................16
1.2 国内外研究现状
国外的系统起步相对较早，在成果方面，其国外也是硕果累累。由于列车牵引计算的一些基础性的知识是很多学科和实际应用中的主要基石，对其发展有着不可忽视的影响，因此作为基石的他在各个领域的应用中都不多深化，不多发展，在我们今天的自动控制上，其发展是十分显著的。对于列车牵引计算与操纵仿真领域，国外比较成熟的系统有日本的UTRAS系统、北美的TPC（Train Performance Calculator）系统RAILSIM系统、欧洲的Trainstar系统等。可见国外对于牵引计算的研究，更多地应用于列车的自动控制和列车自动驾驶的研究中[2]。
机车牵引计算
电机车牵引车辆计算（一）一、原始数据：1、设计生产率：设计生产率是根据班生产率，并考虑到运输不均衡系数而确定的。
矿用电机车的运输不均衡系数采用1.25。
2、加权平均运距：计算公式：L=（A1L1+ A2L2＋·····）/（A1+A2+·····）（Km）A1，A2－装车站班生产率，t/班；L1，L2装车站至井底车场运距。
3、线路平均坡度：计算公式：ip＝1000（H2-H1）/L0=（i1L1+i2L2+·····+i n L n）/（L1＋L2＋·····＋L n）‰式中：i1、i2、in—各段线路的坡度，‰； L1、L2、Ln—各段线路的长度，m；L0—运输线路长度，m；H2—线路终点的标高，m；H1—线路起点的标高，m。
二、选择电机车的粘着质量：我矿原设计年产120万吨，经过扩能技改将达到年产300万吨。
矿井的发展需要多种机车运输才能达到要求。
为此，矿井地面采用XK8－6/110两台、CTY8－6/130一台备用；井下采用XK10－6/550六台、CTY5－6/84十台。
牵引MGC1.1－6矿车运输，矿车自重为610kg，牵引矸石车时，最大载重量为1800kg。
运输线路平均坡度为3‰。
三、列车组成计算：列车组成计算必须满足以下三个条件：1、按照电机车的粘着质量计算。
2、按牵引电动机的允许温升计算。
3、按列车的制动条件计算。
从以上三个条件的计算结果中选取最小者，作为列车组成计算的依据。
（一）按电机车的粘着质量计算重车组质量：F=1000(P+Q Z)［(ωz+ip)g＋1.075a］(N)式中F-重列车上坡启动时电机车所需给出的牵引力N；P－电机车质量t；Q Z－重车组质量t；ωz－重车组启动时的阻力系数，取0.0120；ip－运输线路平均坡度，取3‰g－重力加速度，取9.8m/s2；a－启动时的加速度，一般取0.03－0.05m/s2，计算时取0.04。
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0.25 0.54 0.82 0.97 1.26 1.61 2.4 2.82 3.43 4.1 4.53 4.87 5.39 5.7 6.04 7.13 7.4 8 8.45 8.63 8.93 9.24 9.47 9.62 9.76 9.88 9.98 9.99
运行距离 △S S 21.68 21.68 73.61 95.29 70.32 165.61 75.11 240.72 173.03 413.75 266.57 680.32 710.1 1390.32 420 1810.32 650 2460 740 3200 500 3700 400 4100 610 4710 380 5090 400 5490 400 5590 300 5890 410 6600 560 7160 228 7388 312 7700 310 8010 121 8131 120 8251 85 8336 53 8389 27 8416 7.38 8423.38
牵引 43.55→50
2
8
580
3
12.5
400
4
11.3
1160
5 6
12.1 12.5
1140 200
50→52.89 0.09 52.89→60 0.13 60→60.82 0.01 60.82→70 0.25 70→71.74 0.05 71.74→73.120.04 73.12→80 0.2 80→83.86 0.13 83.86→76 0.39 76→86 0.3 86→78 0.4 78→82.7 0.14 82.7→88 0.17 88→81 0.36 81→89.58 0.27 89.58→86.950.13 86.95→82.6 0.22 82.6→88 0.17 0.4 0.25
7
11.3
1850
惰行 88→80 牵引 80→88
功能实现
2.数据统计
B2 C-D的相关数据总结表
坡段序号 坡度千分数 坡段长度 工况
牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 惰行 惰行 牵引 牵引 牵引 惰行 惰行 惰行 惰行 制动 制动 制动 制动 制动
1
1.5
680.32
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
12 13 14
8.9 4.8 7.7 5.1 11.1 7.3 9.8 5.2 6.6 5.8
12 10.2 12.1
710 420 650 740 500 400 610 380 400 400
710 560 540
15
10.8
310
速度间隔
0→10 10→20 20→26 26→31.07 31.07→40 40→49.83 49.83→56.75 56.75→62.25 62.25→64.95 64.95→66.84 66.84→69.25 69.25→69.65 69.65→72.14 72.14→73.15 73.15→67.2 67.2→65.8 65.8→67.45 67.45→72.73 72.73→76.34 76.34→72 72→65.5 65.5→57.88 57.88→50 50→40 40→30 30→20 பைடு நூலகம்0→10 10→0
建立相关计算界面
输入模块
建立数据库
手动输入
结 果
软件运行
显示运行结果 结果对比分析
一.绪论
预期能解决的问题:
(1)数据管理、牵引计算处理和相关界面。 (2)主要目的：VB软件编程计算出所需的力，距离，时间，能耗等数据 。 (3)Excel表格记录 (4)速度时分图
二.基础理论
1.列车牵引力（定义，形成，黏着牵引力） 2.列车运行阻力（基本，附加） 公式
五.总结整理
1.取得的主要成果如下：
(1)基本数据的VB简单展示。 (2)试凑法，速度时分图的数据。 (3)运用VB软件编写程序，设计出了可以通过给定量的输入求各项基础数据。 (4)列车能耗。 (5)绘制出了A-B、C-D、E-F的速度运行时分图。
2.需进一步研究的问题：
(1)没有实现全自动计算的功能，其中还是需要人工操作（工况，速度间隔）。 (2)速度时分图由软件计算出具体数据再编程画出的。
SS1电力机车的牵引计算
POWERPOINT OF GRADUATION TEPLY
目录
论文绪论
基础理论
功能设计
功能实现
总结整理
一.绪论
1.列车牵引计算的含义和用途
2.国内外研究现状
3.研究意义和目的
4.设计路线
5.预期解决的问题
一.绪论
查阅资料， 熟悉列车牵引计算的具体流程 运用VB软件编程
演示完毕 感谢各位老师
POWERPOINT OF GRADUATION TEPLY
16
2.5
413.06
运动时分 △t T 0.25 0.29 0.28 0.29 0.29 0.35 0.79 0.42 0.61 0.67 0.43 0.24 0.52 0.31 0.34 1.09 0.27 0.6 0.45 0.18 0.3 0.31 0.23 0.15 0.14 0.12 0.1 0.01
功能实现
2.数据统计
B3 E-F的相关数据总结表 坡段序 坡度千分数 坡段长度 工况 号 牵引 牵引 牵引 1 0 881 牵引 牵引 牵引 2 2.3 510 惰行 惰行 3 10.6 758 牵引 4 0.2 690 惰行 5 8.6 350 牵引 6 9 300 牵引 7 10.9 550 牵引 牵引 8 7.5 650 牵引 牵引 9 9.5 1398 牵引 惰行 牵引 10 6.5 800 牵引 11 3.6 300 牵引 12 2 200 牵引 13 0 290 牵引 14 2.4 760 牵引 惰行 15 12.4 851 牵引 牵引 16 4.6 803 速度间隔 0→10 10→20 20→30 30→40 40→50 50→57.55 57.55→65.9 65.9→66.51 66.51→68.39 68.39→71.88 71.88→74.13 74.13→75.43 75.33→80.08 80.08→81.48 81.48→83.22 83.22→85.97 85.97→87.55 87.55→77.54 77.54→78.14 78.14→79.21 79.21→79.73 79.73→80.51 80.51→82.34 82.34→93.96 93.66→71.82 71.82→81 81→81.7 运动时分 △t T 0.24 0.24 0.27 0.51 0.28 0.79 0.29 1.08 0.32 1.4 0.28 1.68 0.49 2.17 0.21 2.38 0.46 2.84 0.59 3.43 0.28 3.71 0.24 3.95 0.42 4.37 0.23 4.6 0.25 4.85 0.36 5.21 0.18 5.39 0.42 5.81 0.26 6.07 0.34 6.41 0.28 6.69 0.14 6.83 0.22 7.05 0.54 7.59 0.58 8.17 0.45 8.66 0.04 8.79 运行距离 △S S 20.25 20.25 68.18 88 118.43 206 173.19 380 245.39 625 255.42 881 510.6 1391 232.2 1625 523.48 2149 690.22 2839 349.72 3189 301.48 3489 550.06 4039 305.83 4346 344.16 4689 519.53 5209 268.8 5478 591.53 6069 344.27 6414 454.6 6869 299.6 7169 199.2 7369 291.68 7659 760.84 8419 760.67 9270 572.13 9842 53.49 9895
3.列车制动力
三.功能设计
列车牵引计算系统
图3.1 总体设计结构图
三.功能设计
计算模拟输出界面及功能设计
图3.3 系统主界面
四.功能实现
1.计算界面展示 2.数据统计 3.速度时分图
四.功能实现
2.数据统计
坡段序号 坡度千分数 坡段长度 1 2.5 610
B1 A-B的相关数据总结表
工况 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 牵引 惰行 牵引 惰行 牵引 牵引 惰行 牵引 惰行 惰行 牵引 速度间隔 0→10 10→20 20→30 30→40 40→43.55 运动时分 △t 0.21 0.23 0.24 0.25 0.09 0.19 T 0.21 0.44 0.68 0.93 1.02 1.21 1.3 1.43 1.44 1.69 1.74 1.78 1.98 2.11 2.5 2.8 3.2 3.34 3.51 3.87 4.14 4.27 4.49 4.66 5.06 5.31 运行距离 △S S 17.61 17 58.32 76 100.67 177 146.47 324 65.06 389 145.53 534 76.47 165.53 21.94 27.4 63 56 243 156.89 521 405 547 187 242 507 391 200 310 243 564 350 611 777 799 1073 1136 1192 1435 1590 2111 2515 3062 3250 3491 3998 4390 4590 4900 5143 5707 6057