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。

列车牵引计算规程一、列车重量的计算列车的重量是计算牵引力的基础，它包括列车本身的重量以及运载的货物或乘客的重量。

列车本身的重量可以通过车辆的技术参数和称重测量得出，而货物或乘客的重量可以通过实际装载量或人数进行估计。

在估算货物或乘客重量时，需要考虑到货物的重心位置、乘客的分布等因素。

二、坡度对牵引力的影响坡度是指铁路线路上的纵向坡度，它对列车的牵引力有直接影响。

如果列车行驶在升坡上，需要消耗额外的牵引力以克服重力的作用；如果列车行驶在降坡上，可以利用重力的作用减少所需的牵引力。

坡度对牵引力的影响可以通过斜率的计算得出，斜率等于坡度的正切值。

三、速度对牵引力的影响速度是指列车行驶的速度，它对牵引力有影响。

高速行驶时，列车的阻力增加，因此所需的牵引力也增加；低速行驶时，列车的阻力较小，所需的牵引力也相对较小。

根据列车的运行速度范围，可以确定不同速度下的牵引力要求。

四、其他因素的考虑除了列车的重量、坡度和速度，牵引力的计算还需要考虑其他因素。

例如，列车的接触面积对摩擦力的影响，列车车辆的空气动力学特性对阻力的影响等。

这些因素可以通过实验测试和数学模型来确定。

五、牵引力的计算方法根据列车的重量、坡度、速度和其他因素，可以使用不同的计算方法来确定所需的牵引力。

常用的计算方法包括牵引力公式法、动力学法和实测法。

牵引力公式法是基于理论公式来计算牵引力；动力学法是通过模拟列车的运行过程来确定牵引力；实测法是通过在实际列车上进行测量来确定牵引力。

六、牵引力的动态调整列车的牵引力需要根据实际情况进行动态调整。

例如，在起动时需要提供较大的牵引力，而在运行过程中需要根据速度的变化进行相应的调整。

动态调整牵引力可以通过列车的控制系统来实现，例如牵引控制系统和制动系统。

七、安全性考虑牵引力的计算和调整需要考虑列车的安全性。

例如，在计算牵引力时需要考虑列车车辆和轨道的最大运行速度，以确保列车在牵引力的控制范围内运行；在调整牵引力时需要遵守列车的设计限制，以确保列车的牵引力不超过设计极限。

列车牵引计算规程1.背景和目的2.牵引力计算方法2.1静态牵引力计算静态牵引力是指列车在启动、爬坡等低速运行过程中所需的牵引力。

计算静态牵引力时需要考虑列车质量、坡度和摩擦系数等参数。

常用的计算方法是使用离散点法，根据列车质量分布、摩擦系数和坡度等信息，计算出列车在每一个点位所需的牵引力，并将其相加得到总的静态牵引力。

2.2动态牵引力计算动态牵引力是指列车在高速运行过程中所需的牵引力。

计算动态牵引力时需要考虑列车质量、速度、风阻和曲线半径等参数。

常用的计算方法是使用牵引力-速度曲线法，根据列车速度和曲线半径等信息，计算出不同速度下列车所需的牵引力，并以曲线的形式表示。

通过拟合曲线可以获得动态牵引力的计算函数，从而实现实时计算。

3.牵引力调整和优化根据列车的运行状态和运营要求，需要进行牵引力的调整和优化。

常见的调整和优化方法有：3.1道路牵引因素调整根据不同的道路条件，可以调整列车的牵引力。

例如，在起点站进行调整，减小列车的启动阻力；在坡道上进行调整，增加列车的牵引力等。

3.2列车组态和密度调整列车的组态和密度也会影响牵引力的需求。

合理配置列车的组态和密度，可以降低列车的牵引力需求，提高运行效率。

例如，通过增加机车数量、增加车厢级联，可以减轻每辆车的牵引负荷。

3.3牵引力跟踪和控制通过牵引力的跟踪和控制，可以实时监测列车的牵引力需求，并调整牵引系统的输出功率来满足需求。

通过牵引力的跟踪和控制，可以实现列车牵引力的最优化。

4.监测和评估对列车牵引力进行监测和评估可以及时发现潜在问题，并采取相应的措施。

常见的监测和评估方法有：4.1牵引力测点设置在关键位置设置牵引力测点，定期对牵引力进行测量，并与理论计算值进行比对，以发现偏差和异常。

4.2牵引力模拟使用牵引力模拟软件，模拟列车在不同条件下的牵引力需求，评估牵引系统的性能，并进行调整和优化。

4.3牵引力数据分析通过对历史牵引力数据的分析，可以发现列车运行中的规律和潜在问题，并进行相应的改进。

物理牛二火车车厢牵引力（原创实用版）目录一、引言二、火车车厢牵引力的计算方法1.匀速行驶时的牵引力计算2.非匀速行驶时的牵引力计算三、火车车厢间作用力的分析1.并排体模型2.第 50 节车厢对第 51 节车厢的作用力计算四、结论正文一、引言在物理学中，火车车厢牵引力的计算是一个经典问题。

当火车在平直轨道上匀速行驶时，如何计算每一节车厢的牵引力？当火车在非匀速行驶时，又如何计算每一节车厢的牵引力？本文将针对这些问题进行详细解答。

二、火车车厢牵引力的计算方法1.匀速行驶时的牵引力计算当火车在平直轨道上匀速行驶时，整列车的牵引力可以通过以下公式计算：F = (N - μmg) / n其中，F 为整列车的牵引力，N 为整列车所受的阻力，μ为摩擦系数，m 为整列车的质量，g 为重力加速度，n 为火车车厢的数量。

而每一节车厢的牵引力可以通过以下公式计算：F_i = F / n其中，F_i 为第 i 节车厢的牵引力。

2.非匀速行驶时的牵引力计算当火车在非匀速行驶时，整列车的牵引力可以通过以下公式计算：F = (N - μmg) / n + (m_i * a_i) / n其中，F 为整列车的牵引力，N 为整列车所受的阻力，μ为摩擦系数，m 为整列车的质量，g 为重力加速度，n 为火车车厢的数量；m_i 为第 i 节车厢的质量，a_i 为第 i 节车厢的加速度。

而每一节车厢的牵引力可以通过以下公式计算：F_i = (N - μmg) / n + (m_i * a_i) / n其中，F_i 为第 i 节车厢的牵引力。

三、火车车厢间作用力的分析1.并排体模型在分析火车车厢间的作用力时，可以采用并排体模型。

假设有两节车厢 A 和 B，它们之间的作用力为 F_AB。

根据牛顿第三定律，F_AB 的大小相等、方向相反，作用在车厢 A 和车厢 B 上。

2.第 50 节车厢对第 51 节车厢的作用力计算根据并排体模型，第 50 节车厢对第 51 节车厢的作用力 F_50_51 可以通过以下公式计算：F_50_51 = F_51_50其中，F_50_51 为第 50 节车厢对第 51 节车厢的作用力，F_51_50 为第 51 节车厢对第 50 节车厢的作用力。

列车牵引计算范文引言列车牵引计算是列车运行中的一项重要工作，其目的是确定列车所需的牵引力，保证列车能够顺利运行。

在牵引计算中，需要考虑列车的重量、行车线路的斜坡、阻力及曲线半径等因素。

本文将对牵引计算的基本原理和步骤进行分析和探讨。

一、列车牵引计算的基本原理1.1牵引力的定义列车的牵引力是指牵引车辆所能产生的购物力。

它的大小与列车的质量、速度、行车线路的坡度、风阻、摩擦力和曲线半径等因素有关。

1.2牵引力计算的基本公式列车的牵引力F可以通过以下公式计算得到：F=Fg+Ff+Fr+Fa其中，Fg是重力产生的牵引力；Ff是风阻产生的牵引力；Fr是曲线阻力产生的牵引力；Fa是其他阻力产生的牵引力。

二、列车牵引计算的步骤2.1列车的重力产生的牵引力计算列车的重力产生的牵引力Fg可以通过以下公式计算得到：Fg = m * g * sinθ其中，m是列车的质量，g是重力加速度，θ是行车线路的坡度。

2.2列车风阻产生的牵引力计算列车的风阻产生的牵引力Ff可以通过以下公式计算得到：Ff=0.5*ρ*S*Cd*v^2其中，ρ是空气密度，S是列车的正投影面积，Cd是阻力系数，v是列车的速度。

2.3列车曲线阻力产生的牵引力计算列车的曲线阻力产生的牵引力Fr可以通过以下公式计算得到：Fr = m * v^2 / (R * g * cosθ)其中，R是曲线半径，θ是行车线路的坡度。

2.4列车其他阻力产生的牵引力计算列车的其他阻力产生的牵引力Fa包括轮轴阻力、轴承阻力等，可以通过经验公式或试验方法进行计算。

2.5牵引力总和计算将各项牵引力相加，即可得到列车所需的总牵引力。

三、应用实例以一个20节车厢组成的货车为例，所载重量为1000吨，行车线路有10‰的上坡，速度为20m/s，段曲线的半径为1000m。

已知空气密度为1.2 kg/m³，列车的正投影面积为100m²，阻力系数为0.3、则根据上述计算方法，我们可以得到：重力产生的牵引力Fg = 1000 × 9.8 × sin(10°) ≈ 1700kN风阻产生的牵引力Ff=0.5×1.2×100×0.3×20²≈720N曲线阻力产生的牵引力Fr = 1000 × 20² / (1000 × 9.8 ×cos(10°)) ≈ 430kN其他阻力产生的牵引力Fa根据实际情况进行计算，假设为300kN。