电力机车牵引计算
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。
机车牵引计算2
为了保证线路的通过能力，列车通过限坡的速度（计算速度）一般不宜低干30km/h。机车牵引列车以30km/h的均衡速度通过限坡并保证轮轨粘着的条件为:
牵引重量（t）
2000
3000
4000
5000
6000
7000
机车重量
（t）
60．2
93
120．4
150．5
180．6
210．7
牵引重量（t）
2000
3000
4000
5000
6000
7000
机车重量
（t）50km/h
61．4
92．1
122．8
153．5
184．2
214．9
机车重量
（t）30km/h
58
87
116
145
174
203
四．平直道最高运行速度对机车功率的要求：（160km/h）（快速货运）
牵引重量（t）
2000
柴油机装
机功率
（kw）
160km/h
6270
140km/h
4570
120km/h
3207东风8B满足
重载：最高速度120km/h
牵引重量
（t）
4000
5000
6000
7000
柴油机装机功率
Kw（120km/h）
5900
7249
8699
10148
柴油机装机功率
Kw（100km/h）
3968
4871
5848
一．新牵引规定：
机车速度
0
20
30
40
50
60
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。
铁路机车运用与检修指标计算
铁路机车运用与检修指标计算铁路机车运用与检修指标计算第37条机车运用工作量指标及计算方法。
(一)机车走行公里:为运用机车实际走行或换算走行的公里。
1. 机车总走行公里:为沿线走行公里及换计走行公里之和。
2.本务机走行公里:为牵引列车的本务机车走行公里3.沿线走行公里:为本务、单机(含有动力附挂)、重联和补机走行公里之和。
4.辅助走行公里:为单机(含有动力附挂)、重联、补机及各种换算走行公里之和。
5.换算走行公里:为按机车台小时换算的走行公里。
调车工作每小时作业时间换算20公里;其他工作每小时换算5公里;有动力停留每小时换算4公里(内燃、电力运用机车的段内停留均按有动力停留统计)。
(二)牵引总重吨公里:为机车牵引列车(包括单机牵引车辆)完成的工作量。
计算方法:机车牵引总重吨公里=机车牵引总重×实际走行公里注:双机合并牵引及挂有补机、重联机车时,按附件二“重联、补机机车牵引能力比例表”分劈:3台机车牵引列车时不考虑机型,其总重吨公里本务机车按40%,其余两台各按30%分劈。
4台及以上机车牵引列车时,不分机型,平均分劈。
(三)机车自重吨公里:是指机车沿线走行产生的自重吨公里。
机车自重根据附件三“机车重量、长度及功率表”确定。
计算方法:机车自重吨公里=机车重量×沿线走行公里(四)通过总重吨公里:是指沿线上通过的总重吨公里。
计算方法:通过总重吨公里=机车自重吨公里+牵引总重吨公里(五)机车专调时间:指机车担当专用调车工作产生的调车时间,是根据司机报单记载的每次由实际工作开始至实际工作完了的时间。
包括专调机车在编组站、区段站以及运输方案规定的专调站调车时间和月间计划指定利用列车的本务机车在列车始发站及终到站兼作调车工作的实际作业时间。
(六)车辆公里:为车辆运行的公里。
计算方法:车辆公里=机车牵引车辆辆数×实际走行公里(七)载重吨公里:为机车牵引列车完成的货物运输量(包括单机牵引车辆完成的货物运输量)。
机车牵引力
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。
24
后台机车去0.98→逆向取0.90； 后面补机取0.95→逆向取0.85。
三、牵引力使用系数 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
Fy Fj y (y 0.9)
17
三、蒸汽机车牵引特性
1、蒸汽机车牵引力受哪些影响
粘着牵引力、锅炉牵引力、汽机牵引力
2、 蒸 汽
300 0.65
280
260 0.6 240
机
220 0.5
车 200
牵
180 0.4 160
引
140 0.3
特 120
950
65
35
40
40
20
10 20 30
21
四、最大牵引力的取值
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。
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：
15
6、内燃机车牵引特性曲
图1-3 DF4(货)型电传动内燃机车的牵引特性
16
项目 P Vjmin
Fmax Dj Fq
Wq
电机车运输牵引计算
电机车运输牵引计算1、按电机车牵引能力计算矿车组的矿车数量：()0010001110p g n q q W i a g ψ⎡⎤=-⎢⎥+±+⎣⎦式中：n ——重列车中矿车数，辆；P ——电机车粘着重量，t;q 0——单矿车自重，t ；q ——单矿车载重，t ；ψ——电机车粘着系数，撒沙启动ψ=0.24；0W ——重列车启动基本比阻；i ——轨道坡度比阻，千分值整数；a ——列车启动加速度，取0.04m/s 2;g ——kgf 换算为N 时，g 取9.82、电机车台数计算：一个煤矿确定了每台电机车的牵引矿车组矿车数量后，应投入多少台电机车运输的计算方法：'2()111.33()S S s x s k K Q Q N L T nqT V V ⎡⎤+=++⎢⎥⎣⎦式中：s N ——每班应使用电机车数，台；K ——运输不均衡系数，一般情况下取1.25，综采时取1.35；S Q ——每班应运煤量，t ； 'S Q ——每班应运矸石每班应运煤量，t ；n ——矿车组中矿车数，辆；q ——每个矿车的装载量，t ；s T ——每班运输时间，取＞1小时；L ——加权平均运输距离，并扩大30%，km ； 2V ——重列车平均运行速度，km/n ；V ——空列车平均运行速度，km/n ；xT ——每循环休止时间，取0.42小时。
电机车在籍总台数：N= N s +0.25N s式中：N ——在籍电机车总台数N s ———应使用电机车台数0.25N s ——检修备用电机车台数。
3、矿车数量计算：对于老矿井或改扩建矿井，可用矿车周转率或矿车摆布法计算，其中摆布法计算公式：12A Z K K q式中：Z ——矿车数量A ——每班运输量（煤和矸）q ——每辆矿车装载量K 1、K 2——检修和备用系数，取1.14、无极绳运输能力核定：4601635010QV P a k-⨯⨯=• （万t/a ） 式中：P ——无极绳运输年运量，万t/a ；Q ——每组矿车组运量，t/钩；V ——无极绳绳速，m/min ；K ——无极绳运输不均衡系数，取1.25；a ——挂钩钩距；a=2L N式中：L ——无极绳运输距离，m ；N ——运行钩数，把；160×350——核算能力时以每年生产350天，每天运输工作16小时计算。
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]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一．客运机车
1．借助SS8型电力机车阻力公式
机车运行单位基本阻力：
列车阻力中难以确定的是列车基本运行阻力。
列车基本运行阻力主要来源于机械阻力和空气阻力,基本运行阻力与速度之间的关系可用下式表示
2W A Bv Cv =++
公式中，前两项是机械阻力（小部分为空气阻力），后一项是空气阻力
阻力的实际组成看,后两项阻力占极大部分,压差阻力仅占空气阻力较小部 分,影响较小。
现在我们暂且用这些公式进行估算,最后确定机车的功率。
以电力机车SS 8作为计算
/
20 1.020.00350.000426v v ω=++
V ＝200时的/
0ω＝18.76N/KN
V ＝220时的/
0ω＝22.4084N/KN
V ＝200时的//
0ω＝9.89N/KN
V ＝220时的//
0ω＝11.5408N/KN
2．列车牵引功率计算
八轴轴机车质量168t;根据我国的具体情况铁路旅客列车大都为20节，总重量为1100t 。
列车回转系数 γ=0·06。
a 的取值在0.03～0.05之间（列车牵引计算）
0ω=11.0652N/KN(8轴200k/h) 0ω=12.98067N/KN(8轴220k/h)
0ω=10.8016N/KN(6轴200k/h) 0ω=12.6577N/KN(6轴220k/h)
电力机车所需的功率：（kw ）表1
在文献《浅析200km/h速度等级客运机车的功率选择》借用《牵规》中SS8的阻力基本公式和《高速试验列车技术条件》估算了200km/h电力机车的功率，作者认为在高速时由于列车有减阻措施，计算结果前者偏大后者偏低。
当速度为200km/h时，按《高速试验列车技术条件》计算比《牵规》计算的结果小12％左右，考虑到两种方法结果的偏差，本文在此以《牵规》计算结果减小5%作为电
较合理。
机车牵引功率选择时,需考虑列车最高运行速度时剩余加速度的大小和列车达1·1vmax速度时,仍需具有一定的剩余加速度(参照《牵规》暂定0·02m/s2)。
根据计算电力机车所需功率，现有最大的单轴功率为1600kw，6轴机车只有当剩余加速度为0.04时才刚好满足要求，并且还不能满足1.1v时剩余加速度为0.02的要求。
如果要使用6轴机车则必需减小列车的编组。
所以选择8轴机车单轴功率为1500 kw /1600 kw、总功率为12000 kw /12800 kw比较合适。
3．剩余加速度计算
8轴机车牵引1100t列车的剩余加速度
果可知:
8轴机车牵引方案总功率为12800kw牵引1100t时,速度200km/h时,剩余加速度能到达0.052,同时但能满足1·1vmax时,仍具有0.02加速度的要求；总功率为12000kw速度为200km/h时，剩余加速度能到达0.042，在速度为1·1vmax时,剩余加速度为0.011略显不足。
4．机车的坡道起动条件
欧洲高速运输的满载列车,需满足在牵引力下降25%和35‰坡道上以0·05 m/s2加速度启动达到60km/h。
考虑到我国高速和快速客运专线的线路坡度通常不大于12‰,困难区段不大于20‰。
文中仅对12‰和20‰坡道进行分析比较计算。
分析机车牵引1100t,在12‰和20‰坡道, 75%牵引力时的启动加速度。
根据《我国200km/h客运机车的动轴数分析》计算的结果，8轴机车具有很好的坡道启动加速性能，并且优于6轴机车。
速度为60时的单位阻力：
/ 0(60)
ω＝2.7636 //
0(60)
ω＝2.5232
20‰坡道时的启动加速度
二．货运机车
现在我国铁路主要政策和铁路跨越式发展的需要，干线普通货运列车的速度应该式120km/h 。
对于货运电力机车来说，现在需要货运专线（如大秦运媒）上的单节列车列车编组在10000t 左右，采用组合式的列车编组要突破到20000t 。
作用平原和丘陵地区铁路货物列车编组都在4000～5000t 。
为了满足货运的需求有必要对机车的功率做必要的计算。
现分别以6轴、8轴电力机车，轴重都为23t ，计算电力机车所需功率。
最高速度为120km/h 。
2．1重载时，列车在平直道上达到最高运行速度的总功率
/
//
009.813600P G N V ωωη+≥⨯ (6)
式中
N ——所求的电力机车的总功率（kw ）
P ——机车粘着重量，当列车重量为5000t 以下时取150t
η——电力机车利用系数，取0.9
2．2限坡通过能力对机车功率的要求
牵引编组10000t 级的货物列车，一般用主货运干线上，比如在大秦线上限制坡道为6‰，列车以40km/h 的速度通过限破道，所需的功率
/
//
00()()9.813600i i P G N V ωωωωη
+++≥⨯
交流传动机车牵引电机采用三相异步交流电机，机车的轴功率相对于直流机车可以提高很多，SSJ3型货运电力机车的轴功率达到1200kw ，但是继续提升轴功率，由于货物列车的速度较低，机车功率的发挥受到限制。
对SSJ3交流传动电力机车的型式和沈大线货运电力机车牵引5000t 运行表明，交流传动货运电力机车轴功率定在1200kw 是合理的。
所以如果6轴机车的轴功率定在1200kw ，则总功率不能满足要求。
轴功率定位1200kw 的八轴机车牵引10000t 的货物在平直道上和限破道上都能满足要求。