第六章车辆的牵引性能和动力性能
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工程机械底盘理论课件--牵引性能参数的合理匹配
但是当Mc增至一定程度后，发动机偏离调速特性的程度愈大。于 是，在某一负载程度下可获得最大的平均输出功率。这一最佳负 载程度下的发动机扭矩Mepmax和最大平均输出功率Pemax可以用最佳 扭矩负载系数kz0和最佳功率输出系数kpo来表示：
Mepmax=KzoMeH Pmax=KPoPeH
当发动机的负载程度达到这一最佳值时，发动机的平均输出 功率将随着负载程度的增大而下降，负载程度达到某一极限时， 发动机将不稳定工作。从图中还可以看到，当发动机具有最大输 出功率时，发动机的平均输出比油耗也接近它的最佳值。
第一节 牵引性能
行走机构的牵引效率ηx可以由滚动效率ηf与滑转效率ηδ的 乘积来表示，——履带式行走机构的牵引效率是ηfηδ和ηr三者 的乘积。由于履带驱动段效率，ηr可近似地认为是一常量，所以 为简化讨论起见未予计入，但这并不影响问题讨论的实质。亦即：
x
f
F F Ff
(1 )
（6-3）
Q ＝ f (F KP, v)
第一节 牵引性能
由于在行走机构与地面相互作用中，有效牵引力FKP与实际 行驶速度v之间存在着某种制约关系，即FKP的增大将伴随着v的 下降。因此，在滑转曲线上总可以找到某一工况点，当机器在这 一工况下工作时，牵引力和实际速度两方面因素作用的综合结果 可使机器的生产率达到最大值。这一工况称为行走机构的最大生 产率工况。
第一节 牵引性能
为了实现上述两项要求，最简单的方法是适当地配置发动 机的最大输出功率在行走机构滑转曲线上的位置。正确地配置 这一位置不仅能保证发动机在作业过程中不会强制熄火，而且 还可以利用行走机构的滑转来保护发动机不致于过分超载，从 而保证发动机经常处在调速区段上工作。对于工作阻力急剧变 化的铲土运输机械来说，这一点对发动机动力性和经济性得到 充分的发挥将产生积极的影响。因此，正确地配置发动机的最 大输出功率在行走机构滑转曲线上的位置将是解决牵引性能参 数合理匹配的一个重要问题。
Mepmax=KzoMeH Pmax=KPoPeH
当发动机的负载程度达到这一最佳值时，发动机的平均输出 功率将随着负载程度的增大而下降，负载程度达到某一极限时， 发动机将不稳定工作。从图中还可以看到，当发动机具有最大输 出功率时，发动机的平均输出比油耗也接近它的最佳值。
第一节 牵引性能
行走机构的牵引效率ηx可以由滚动效率ηf与滑转效率ηδ的 乘积来表示，——履带式行走机构的牵引效率是ηfηδ和ηr三者 的乘积。由于履带驱动段效率，ηr可近似地认为是一常量，所以 为简化讨论起见未予计入，但这并不影响问题讨论的实质。亦即：
x
f
F F Ff
(1 )
（6-3）
Q ＝ f (F KP, v)
第一节 牵引性能
由于在行走机构与地面相互作用中，有效牵引力FKP与实际 行驶速度v之间存在着某种制约关系，即FKP的增大将伴随着v的 下降。因此，在滑转曲线上总可以找到某一工况点，当机器在这 一工况下工作时，牵引力和实际速度两方面因素作用的综合结果 可使机器的生产率达到最大值。这一工况称为行走机构的最大生 产率工况。
第一节 牵引性能
为了实现上述两项要求，最简单的方法是适当地配置发动 机的最大输出功率在行走机构滑转曲线上的位置。正确地配置 这一位置不仅能保证发动机在作业过程中不会强制熄火，而且 还可以利用行走机构的滑转来保护发动机不致于过分超载，从 而保证发动机经常处在调速区段上工作。对于工作阻力急剧变 化的铲土运输机械来说，这一点对发动机动力性和经济性得到 充分的发挥将产生积极的影响。因此，正确地配置发动机的最 大输出功率在行走机构滑转曲线上的位置将是解决牵引性能参 数合理匹配的一个重要问题。
第六章 汽车列车(1-2节)
a．满足在运行路线的最大坡道上能用头档起步
m Ft1max
t1
(af
imax
g
j)g
简化
m t1max
Ft 1 max (imax K ) g
Ft1max—稳定行驶时汽车列车头档的最大驱动力，N； a—起步附加阻力系数，其数值取决于运行条件如大气温度和路面状况，
据试验，夏天取1.5~2.5，冬天取2.5~5.0；
(2) 燃油经济性
经济性是推动半挂汽车列车发展的一个重要因素。 汽车列车完成单 位运输工作量的燃油消耗量Qt(L/t·km)以下式表示：
Qt
Q mq
Q-汽车列车每单位行程的燃油消
耗量(L/km)；
mq-汽车列车的最大装载质量t
Qst
燃油消耗比量表示汽车 列车每吨总质量的百公
里油耗量L/(100t.km)）
因而，可得到在满足路面附着条件下时汽车列车的最大总质量mt4为：
mt 4
m
汽车列车最大总质量的最后确定：
在确定汽车列车合理的最大总质量时，要充分满足 汽车列车能正常行驶的要求。
依据最大行驶速度、最大爬坡度、加速时间要求 下所限制的总质量，与上面四个步骤求得的最小值相比， 取较小者即得到汽车列车的最大总质量。
牵引汽车是指专门或主要用于牵引挂车的汽车。它 与挂车组合实现列车的运输作业。
一、牵引汽车的分类 牵引汽车可按结构和用途等进行分类。按用途不同
可分为全挂牵引汽车和半挂牵引汽车。
全挂牵引汽车是指专门或主要用于牵引全挂车的汽车。既 能载货，又能牵引。使用牵引杆和牵引钩。
半挂牵引汽车是指专门用于牵引半挂车的汽车。只能牵引
汽车列车利用剩余牵引力的合理拖挂，影响到汽车列车的 动力性、运输生产率、平均车速和燃油消耗等。
m Ft1max
t1
(af
imax
g
j)g
简化
m t1max
Ft 1 max (imax K ) g
Ft1max—稳定行驶时汽车列车头档的最大驱动力，N； a—起步附加阻力系数，其数值取决于运行条件如大气温度和路面状况，
据试验，夏天取1.5~2.5，冬天取2.5~5.0；
(2) 燃油经济性
经济性是推动半挂汽车列车发展的一个重要因素。 汽车列车完成单 位运输工作量的燃油消耗量Qt(L/t·km)以下式表示：
Qt
Q mq
Q-汽车列车每单位行程的燃油消
耗量(L/km)；
mq-汽车列车的最大装载质量t
Qst
燃油消耗比量表示汽车 列车每吨总质量的百公
里油耗量L/(100t.km)）
因而，可得到在满足路面附着条件下时汽车列车的最大总质量mt4为：
mt 4
m
汽车列车最大总质量的最后确定：
在确定汽车列车合理的最大总质量时，要充分满足 汽车列车能正常行驶的要求。
依据最大行驶速度、最大爬坡度、加速时间要求 下所限制的总质量，与上面四个步骤求得的最小值相比， 取较小者即得到汽车列车的最大总质量。
牵引汽车是指专门或主要用于牵引挂车的汽车。它 与挂车组合实现列车的运输作业。
一、牵引汽车的分类 牵引汽车可按结构和用途等进行分类。按用途不同
可分为全挂牵引汽车和半挂牵引汽车。
全挂牵引汽车是指专门或主要用于牵引全挂车的汽车。既 能载货，又能牵引。使用牵引杆和牵引钩。
半挂牵引汽车是指专门用于牵引半挂车的汽车。只能牵引
汽车列车利用剩余牵引力的合理拖挂，影响到汽车列车的 动力性、运输生产率、平均车速和燃油消耗等。
牵引性能参数的合理匹配
二、发动机最大输出功率在滑转曲 线上的配置
行走机构的牵引效率
η
X
η
f
η
F
F Ff
1
ห้องสมุดไป่ตู้
式中：F—牵引元件输出的牵引力；
Ff—行走机构的滚动阻力。
生产率
连续作业机器的生产率 循环作业机器的生产率
连续作业机器的生产率
Q 1000
FK vT Kb
η
X (m3
/ h)
式中：Kb—切削比阻力(N/m2)。
循环作业机器的生产率
3600 k
Q
l1
t0
η X FK vT FKP
令α＝3600K，β＝ l1
PP' K
α Q β t0
η X FKP
参看图6－4
§6-2牵引性能参数合理匹配的条件
连续作业机器 FkpPemax=FH=Fx 式中：FkpPemax－发动机的最大平均输出功率 所
§6-1牵引性能
牵引性能参数是指机器总体参数中，直接影响机 器牵引性能的发动机、传动系、行走机构、工作 装置的基本参数。由于牵引性能是车辆的基本性 能，这些参数的确定往也就决定了所设计机器的 基本性能指标。
只有正确地选择发动机、传动系、行走机构、工 作装的参数，并保证它们之间具有合理的匹配， 才能充分发挥各总成本身的性能，从而使机器获 得较高的技术经济指标。
行走机构额定滑转率决定的额定牵引力FH应相等。亦即： FkppeH=FH ３、铲土过程末尾的平均最大工作阻力Fx应等于机器的额
定牵引力FH。此条件可用下式表示： Fx=FH
参图6－5利用牵引特性来评价参 数匹配的合理性
第六章 CRH2 型动车组牵引传动系统
第六章 CRH2 型动车组牵引传动系统第一节概述一、CRH2 牵引传动系统基本组成CRH2 动车组牵引传动系统主要由受电弓（包括高压电器设备）、牵引变压器、四象限变流器、牵引逆变器和牵引电机组成。
1．高压电器设备高压电器主要作用是完成从接触网到牵引变压器的供电。
主要包括：受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、接地保护开关等。
CRH2 动车组采用 DSA250 型受电弓。
该受电弓为单臂型结构，额定电压/电流为 25kV/1000A，接触压力 70±5N,弓头宽度约 1950mm，具有自动降弓功能，适应接触网高度为 5300～6500mm，列车运行速度 250km/h。
CRH2 动车组采用 CB201C-G3 型主断路器。
主断路器为真空型，额定开断容量为 100MVA，额定电流 AC200A，额定断路电流 3400A，额定开断时间小于 0.06s，采用电磁控制空气操作。
CRH2 动车组采用 LA204 或 LA205 型避雷器。
额定电压为 AC42kV （RMS），动作电压为 AC57kV 以下（V1mA，DC），限制电压为107kV。
由氧化锌（ZnO）为主的金属氧化物组成,是非线性高电阻体的无间隙避雷器。
CRH2 动车组采用 TH-2 型高压电流互感器。
变流比为 200/5A，用于检测牵引变压器原边电流值。
CRH2 动车组 SH2052C 型接地保护开关。
额定瞬时电流为6000A（15 周），电磁控制空气操作，具有安全连锁。
2．牵引变压器 CRH2 动车组采用的是 TM210 型牵引变压器，一个基本动力单元 1 个，全列共计 2 个。
采用壳式结构、车体下吊挂、油循环强迫风冷方式。
具有 1 个原边绕组（25kV,3060kVA）、 2 个牵引绕组（1500V，2×1285kVA），一个辅助绕组（400V，490kVA）。
3．牵引变流器 CRH2 动车组采用的是 CI11 型牵引变流器，一个基本动力单元 2 个，全列共计 4 个。
牵引性能
牵引性能牵引平衡、牵引特性匹配问题、动力特性太原科技大学连晋毅工程机械运行的两种工况牵引工况：工作阻力大，要求机械发挥大的牵引力。
运输工况：无工作阻力，行驶阻力小，要求机械具有高的速度性能、加速性能、运行稳定性和机动性。
牵引工况下的工作能力和燃料消耗量称为机械的牵引性能和牵引工况下的燃料经济性。
要求机械在低挡工作时保证发动机的功率高效地转换为牵引功率，并发挥出必要的牵引力，同时消耗的燃料尽可能少。
基本术语•滚动半径、动力半径•理论行驶速度、实际行驶速度•滑移率、滑转率π2S r g=驱动轮中心到切线牵引力的垂直距离ｒｄ。
kd k g T r r v ωω⋅≈⋅=0kg r v ω⋅=vv v T y-=δTT v vv -=δr d =d/2+H/B(1-λ)B•滚动阻力、行驶阻力、坡度阻力、空气阻力、作业阻力•牵引力、切线牵引力、有效牵引力、额定牵引力、附着力dKK r M P =ϕϕϕG P ⋅=ϕϕϕG f P K )(m ax +=2f K P P P -=fK f f K f KP P P P P P P P P -=+-=-=)(211a ）轮式机械fK P P P -=fK KP P P P P -==b ）履带机械•牵引系数、附着系数、功率利用系数、牵引效率、滑转效率eKP KPN N =ηδηδδδ-==-='-'=1TT K K T K PK PKv v v P v P v P N N N牵引力平衡和牵引功率平衡一、驱动力的确定•机械直接传动的车辆驱动力的确定•液力机械传动车辆驱动力的确定二、牵引力平衡和牵引功率平衡•牵引力平衡方程•牵引功率平衡方程铲土运输机械的阻力•两种典型工况：牵引工况、运输工况•滚动阻力•坡度阻力•惯性阻力•空气阻力•作业阻力F x道路阻力rKLrmKmrJGgriJeGgηηηδ2221 1∑++=牵引工况的牵引力平衡方程：F K =F f ＋F i ＋F j ＋F x 运输工况的牵引力平衡方程：F K =F f ＋F i ＋F j ＋F w 有效牵引力F KP =F K －(F i ＋F j ＋F f )牵引力平衡驱动力的确定•机械直接传动的车辆驱动力的确定等速稳定运转的工况不稳定工况•液力机械传动车辆驱动力的确定自由扭矩应是涡轮输出轴的扭矩M2变矩器所消耗的功率等速稳定运转的工况•r K —驱动轮动力半径；•ηr —履带驱动段效率(ηr =0.96～0.97) ；•i m —传动系总传动比(自发动机至驱动轮)；•ηm —传动系总效率；•M ec －发动机自由扭矩。
地铁车辆的动力学特性与稳定性研究
地铁车辆的动力学特性与稳定性研究地铁交通作为一种高效、便捷的城市公共交通方式，广泛应用于现代城市。
在地铁系统的运行中，车辆的动力学特性与稳定性对于保障运行的安全、舒适至关重要。
本文将对地铁车辆的动力学特性与稳定性进行探讨，以期提供一定的理论参考和技术支持。
一、地铁车辆的动力学特性研究地铁车辆的动力学特性研究对于保障列车的运行平稳、高效具有重要意义。
在地铁系统中，车辆的加速、制动、启动和停车等过程都需要考虑到动力学因素。
为了深入研究地铁车辆的动力学特性，我们可以从以下几个方面展开研究：1. 车辆的牵引性能：牵引性能是地铁车辆动力学特性的重要指标之一。
通过研究车辆在不同速度下的牵引力、牵引力曲线和牵引力调整系统等，可以了解车辆在实际运行中牵引性能的表现，从而提高车辆的牵引能力和运行效率。
2. 车辆的制动性能：制动性能是地铁车辆动力学特性研究的另一个关键指标。
通过研究车辆的制动力、制动力曲线和制动系统参数等，可以评估车辆的制动性能，确保车辆在紧急情况下能够安全、及时地停车。
3. 车辆的速度-时间曲线：车辆的速度-时间曲线是车辆动力学特性的直观表现形式。
通过研究车辆在各种运行条件下的速度-时间曲线，可以了解车辆的加速、减速过程，并根据实际需求进行优化调整，以提高车辆的运行效率和舒适性。
二、地铁车辆的稳定性研究地铁车辆的稳定性是指车辆在运行过程中的稳定性能，其关系到乘客的舒适度和列车的安全运行。
为了深入研究地铁车辆的稳定性，我们可以从以下几个方面展开研究：1. 车辆的横向稳定性：地铁车辆在曲线行驶等横向情况下需要具备良好的稳定性。
通过研究车辆的横向加速度、转向动力等参数，可以评估车辆在横向运行中的稳定性，并提出相应的改善措施。
2. 车辆的纵向稳定性：地铁车辆在起动、制动和紧急制动等纵向运行过程中需要具备稳定性。
通过研究车辆的纵向加速度、制动距离和制动灵敏度等参数，可以评估车辆在纵向运行中的稳定性，并提出相应的改善措施。
汽车的主要技术参数和性能指标
及质量限值》以及国家标准GB7258-2004《机动车 运行安全技术条件》均对各种车辆车高有限值规定。 极限最高值为4.2m，此值与道路桥梁通过高度有关。
21
4、轴距 指通过车辆同一侧相邻两车轮的中点，并且垂直于
车辆纵向平面的两垂直线之间的距离。 即汽车两轴中心之间的距离。
22
汽车轴距长，空间容易布置，气派，稳定性 较好，但通过能力差。
轮胎的负荷大致相等。 国家标准GB1589-2004《道路车辆外廓尺寸、
轴荷及质量限值》以及国家标准GB72582004《机动车运行安全技术条件》均对各种 车辆的轴荷有最大限值规定。
9
（二）尺寸参数（汽车主要结构参数） 1、车长 指垂直于车辆纵向对称平面，并分别抵靠
在汽车前、后最外端突出部位的两垂直面 之间的距离。
阻力正常行驶。 ——这些都取决于汽车动力性能的好坏。
38
汽车动力性可从下面三方面指标进行评价： 1、汽车的最高车速
指汽车满载时在坚硬良好水平路面上（水泥混凝土路面或 者沥青混凝土路面）所能达到的最高行驶速度。 每款车都有自己的最高安全车速和超负荷运行下的非安全 的最高车速。
39
2、汽车的加速能力 指汽车的原地起步加速时间和超车加速时间。
掉的燃油量，单位L/100km。我国及欧洲常用。 2、汽车在一定的使用条件下，每加仑燃油行驶的
里程数（mile/gal ）。美国常用。
46
耗油量参数：是指汽车行驶百千米消耗的 燃油量，以升为计量单位。
在我国这些指标是汽车制造厂根据国家规 定的实验标准通过样车测试出来的。它包 括等速油耗和道路循环油耗。
44
不同类型的汽车对上述三项指标要求各有不 同：
轿车与客车偏重于最高车速和加速能力，载 重汽车和越野汽车对最大爬坡度要求较严。
21
4、轴距 指通过车辆同一侧相邻两车轮的中点，并且垂直于
车辆纵向平面的两垂直线之间的距离。 即汽车两轴中心之间的距离。
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汽车轴距长，空间容易布置，气派，稳定性 较好，但通过能力差。
轮胎的负荷大致相等。 国家标准GB1589-2004《道路车辆外廓尺寸、
轴荷及质量限值》以及国家标准GB72582004《机动车运行安全技术条件》均对各种 车辆的轴荷有最大限值规定。
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（二）尺寸参数（汽车主要结构参数） 1、车长 指垂直于车辆纵向对称平面，并分别抵靠
在汽车前、后最外端突出部位的两垂直面 之间的距离。
阻力正常行驶。 ——这些都取决于汽车动力性能的好坏。
38
汽车动力性可从下面三方面指标进行评价： 1、汽车的最高车速
指汽车满载时在坚硬良好水平路面上（水泥混凝土路面或 者沥青混凝土路面）所能达到的最高行驶速度。 每款车都有自己的最高安全车速和超负荷运行下的非安全 的最高车速。
39
2、汽车的加速能力 指汽车的原地起步加速时间和超车加速时间。
掉的燃油量，单位L/100km。我国及欧洲常用。 2、汽车在一定的使用条件下，每加仑燃油行驶的
里程数（mile/gal ）。美国常用。
46
耗油量参数：是指汽车行驶百千米消耗的 燃油量，以升为计量单位。
在我国这些指标是汽车制造厂根据国家规 定的实验标准通过样车测试出来的。它包 括等速油耗和道路循环油耗。
44
不同类型的汽车对上述三项指标要求各有不 同：
轿车与客车偏重于最高车速和加速能力，载 重汽车和越野汽车对最大爬坡度要求较严。
车辆动力性能
车辆动力性能车辆动力性能是指汽车在运行过程中所具备的动力表现，包括加速性能、最高速度、爬坡能力等。
它是衡量一辆汽车性能优劣的重要指标之一。
本文将从不同角度介绍车辆动力性能及其影响因素。
一、加速性能车辆的加速性能是指汽车从静止状态开始加速到一定速度所需要的时间。
加速性能直接关系到车辆的快速启动和迅捷超车能力。
加速性能好的汽车通常能够较快地达到目标车速，对于驾驶者来说具有更高的安全性和驾驶乐趣。
加速性能受到多个因素的影响，包括动力系统、车辆重量、轮胎附着力以及传动系统等。
动力系统是决定加速性能的关键，通常使用的燃油发动机、电动机或混合动力系统不同，其加速性能也会有所差异。
同时，车辆重量越轻，轮胎附着力越大，加速性能也会更好。
传动系统的设计和调校也会对加速性能产生影响，例如使用效率高的变速器能够提升加速性能。
二、最高速度最高速度是指汽车在理想条件下所能达到的最高车速。
最高速度直接反映了车辆动力性能的强弱，高速行驶时能够更快地超车和适应特定道路情况，提高驾驶的灵活性和安全性。
最高速度主要由动力系统、空气动力学设计和车辆重量等因素决定。
动力系统的输出功率和扭矩越大，车辆的最高速度也会相应提高。
同时，车身的空气动力学设计也会对最高速度产生一定影响，减小风阻能够提高车辆的最高速度。
此外，车辆的重量对最高速度也有一定影响，较轻的车辆在相同动力输出下更容易达到更高的最高速度。
三、爬坡能力汽车的爬坡能力是指车辆在垂直方向上克服重力和摩擦力，成功爬上坡道的能力。
爬坡能力主要受到动力系统、车辆重量、轮胎附着力以及坡道坡度等因素影响。
较强的爬坡能力可以提高驾驶者在登山公路和复杂路况下的驾驶体验和安全性。
动力系统的输出功率和扭矩是影响爬坡能力的关键因素，较大的输出能力可以为车辆提供更多的动力，更轻松地爬坡。
在爬坡过程中，车辆重量对于保持稳定性和提供牢固的抓地力也至关重要。
此外，轮胎的附着力越大，爬坡能力也会提高。
坡道的坡度越大，对爬坡能力的要求也越高。
车辆的牵引性能、动力性能和燃料经济性ppt
发动机的功率 的分配
驱动辅助装置的功率驱动辅助装置的扭矩； 输出轴上的发动机的扭矩和功率输出轴上
的发动机功率； 发动机自由扭矩和自由功率 。
特权福利
特权说明
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二、加 速 性 能
加速度曲线 参看图5-10
时间-速度曲线
参看图5-12
行程-速度曲线
参看图5-13
三、爬 坡 能 力
机器的爬坡能力 受限于： 1、发动机动力； 2、地面条件； 3、机器的稳定性。
特权福利
特权说明
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地面附着性能 牵引力点高度 配重选择和分布 轮胎状态 牵引力负荷稳定性 环境条件及仪器的标定情况
试验时需要测定的物理量
有效牵引力Fkp 试验车实际行驶距离L 通过这一距离所用的时间t 相应的燃料消耗量Gkp 左、右驱动轮的转速nKL，nKR 发动机的转速ne。
牵引试验用的测仪器和连接线路框形示意图
VIP有效期内享有搜索结果页以及文档阅读页免广告特权，清爽阅读没有阻碍。
机车车辆与列车牵引课程机车车辆部分复习思考题
《机车车辆与列车牵引》课程机车车辆部分复习思考题第一章铁道车辆的基本知识1.铁道车辆的基本特点有哪些?2.铁道车辆主要有哪些部分组成?3.常用的货车车种有哪些?4.铁道车辆标记有哪些?5.车辆标识的目的和意义是什么?6.车辆的主要技术参数有哪些?7.什么叫铁路限界?设置铁路限界的目的何在?第二章车辆转向架结构与原理1.转向架的作用是什么?2.什么叫三大件式货车转向架?它主要由哪几部分组成?3.什么叫控制型转向架?4.客车转向架与货车转向架有什么不同?第三章铁道车辆车体1.铁道车辆的承载方式主要有哪几种?并请以具体车型说明。
2.长大货物车有哪些?第四章内燃机车1.内燃机车以什么作为动力装置?2.内燃机车的传动装置有哪几种?3.电力传动根据电机型式的不同可以分为哪几种类型?4.内燃机车由哪些部分组成?5.内燃机车有哪5个个室?6.掌握怎样用轴列示表示机车转向架的结构形式。
7.机车为什么要设置传动装置?8.机车转向架与货车转向架有什么区别?9.机车转向架由哪几部分组成?第五章电力机车1.电力牵引的特点和优越性有哪些?2.按电流制不同,电力机车分为哪几种类型?3.了解电力机车工作原理。
第六章制动装置1.列车设置制动系统的目的是什么?2.自动空气制动机的特点是什么?3.什么叫电空制动机?4.制动的类型有哪些?第七章车钩缓冲装置1.车钩缓冲装置的功用是什么?2.车钩缓冲装置包括哪几部分?安装在什么位置?3.什么叫解钩装置?解钩装置有哪些形式?4.什么叫车钩的三态作用?第一章1.铁道车辆的基本特点(1)自导向-特殊的轮轨结构;(2)低运行阻力-除坡道、弯道、空气对车辆的阻力外,运行阻力主要来自走行机构中的轴与轴承以及车轮与轨面的小摩擦阻力;(3)成列运行-由于以上两个特点决定它可以编组、连挂;(4)严格的外形尺寸限制。
2.铁道车辆的组成部分1、车体:容纳运输对象,安装和连接其他四个部分。
2、走行部:即转向架,承受来自车体和线路的荷载,缓和作用力。
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机器作等速运行时，有效牵引力FKP的一般表达式为： (6-19) (6-20)
FKP = FK－f·G
机器在不稳定工况下运动时，对于机械直接传动的车辆， 需要考虑运动质量惯性力的影响，此时牵引平衡方程为：
FK = Ff + Fi +Fj＋Fx
式中：Fj为惯性阻力，可按下式计算：
2 G d im J e 2 m r v g d rK t
工程机械底盘理论
第六章
车辆的牵引性能和动 力性能
牵引力平衡和牵引功率平衡 牵引特性 试验牵引特性 动力特性
第一节 第二节 第三节 第四节
一般来说，施工机械的工作过程有两种典型工况：牵引工 况和运输工况。机器在牵引工况下工作时，需要克服由铲土而 产生的巨大工作阻力，因而要求机器能发挥强大的牵引力。当 机器在运输工况下工作时，需要克服的仅是数值不大的行驶阻 力，此时主要要求机器在越野条件下能具有高的速度性能：加
FK F
现在来考察在稳定行驶的牵引工况下，作用在车辆上的外 部阻力，这些外部阻力包括以下各项： 1.滚动阻力Ff
Ff = f G cosa
(6-15)
式中：a— 运动表面对水平面的倾角； G —机器重量。
2.坡道阻力Fi
Fi =±Gsina
(6-16)
式中正号表示上坡，负号表示下坡。
3.工作阻力Fx
对于推土机而言，MPTO = 0。对于装载机而言，可取MPTO = (0.20～0.40)MeH。 在车辆等速稳定行驶的工况下，驱动力矩MK可按下式计算：
MK ＝ M2 im η
m
(6-13)
M2 — 涡轮输出扭矩；
im — 机械传动部分的总传动比(自变矩器输出轴至驱动轮)； η
m
— 机械传动部分的总效率。
Pr = PK(1－η r) = Pecη m(1－η r)
履带上的理论切线牵引功率P’PK可按下式计算： P’PK ＝PK－Pr ＝PK η r= Pecη Mη
r
当切线牵引力FK 和车辆的理论速度vT为已知时，则P`PK亦 可直接按FK与vT计算：
P’PK ＝FKvT
5) 履带滑转引起的功率损失 6) 消耗在克服滚动阻力上的功率 7) 消耗在克服坡道阻力上的功率 8) 消耗在克服工作阻力上的功率，即有效牵引功率
MBa = (0.03～0.05) MeH (ne ÷neH)
式中：MeH— 发动机的额定转矩； neH— 发动机的额定转速； ne— 发动机转速。
对于轮式装载机，驱动工作机构消耗的转矩MPTO可按发动机额
定转矩的20％～40%来考虑。 在等速稳定运转的工况下，驱动轮上的力矩MK可按下式计算：
MK = Mec imηm
用通常能保证机器具有足够大的牵引力以克服临时增大的切削
阻力。因此，利用机器在减速时的惯性来增大牵引力的问题， 在这种场合，没有太大实用意义，故本文不再多作讨论。
二、牵引力平衡和牵引功率平衡
工业车辆的牵引力平衡和功率平衡表明了当机器工作时它的 切线牵引力和发动机的有效功率是怎样分配、消耗和被利用的。 机器的牵引力平衡方程和牵引功率平衡方程是计算牵引力和牵引 功率的基本方程。 (一) 牵引力平衡方程 我们知道，在等速行驶工况下车辆牵引力平衡方程为：
速性能、运行稳定性和机动性。但是，对于运行速度较低的铲
土运输机械来说，最主要的工况乃是牵引工况。
机器的牵引性能和牵引工况下的燃料经济性是指机器在牵引工
况下的工作能力和燃料消耗的多少。为了有效地完成牵引工况，
必须使机器在低档工作时保证发动机的功率高效率地转换成作 业用的牵引功率，并发挥出必要的牵引力，同时所消耗的燃料 则应尽可能的低。 车辆的牵引性能和燃料经济性通常是用机器的牵引特性来评价
对履带推土机,这种辅助装置主要是操纵主离合器、转向离 合器和工作装置用的工作油泵和润滑油泵。在推土机作业时，操 纵系统只有短暂性的工作，因此辅助装置的消耗可按液压系统的 空载回路(阻力)消耗来计算。此时，转矩的损失可近似地认为与 发动机转速成正比。当发动机在额定转速工作时，这种损失约占
发动机额定转矩的3％～5％，亦即：
(二) 牵引功率平衡方程—牵引功率和牵引效率的计算 1.机械传动 当机械传动的车辆在等速牵引工况下工作时，发动机的有 效功率Pe将按以下各部分分配。（共八部分，不展开介绍）
1)驱动辅助装置消耗的功率PBa 这部分功率主要消耗在克服操纵和润滑系统油泵的空载回 路阻力中，它可按下列公式计算：
PBa = MBanc=(0.03～0.05)PeH
PPTO =(0.20～0.40) PeH
输入变速器的功率，亦即发动机的自由功率Pec为：
Pec = Pe－(PBa+ PPTO)
3)传动系中的功率损失Pm
Pm = Pec（ 1－η m）
式中：η m— 传动系总效率。 驱动轮上的驱动功率PK则可按下式计算：
PK = Pec－Pm= Pecη
m
4)履带驱动段上的功率损失Pr
传动系的总效率则可按下式计算： η m=(η
1
m1)(η
2
m2)
(6-6)
式中： η 1— 圆柱齿轮的传动效率(η 1 =0.985)； η 2— 圆锥齿轮的传动效率(η 2 =0.97)； m1— 传动系中圆柱齿轮的对数； m2— 传动系中圆锥齿轮的对数。 根据式(2-3)和式(6-4)，切线牵引力FK可按下式计算：
2.液力机械传动 对于液力机械传动的车辆，发动机有效功率的分配和消耗略 有不同。此时除机械传动的各项损失外，还需增加液力传动中的 功率损失。在这种场合下，车辆的功率平衡方程可列如下：
Pe＝PBa＋PPTO＋PTe+Pm＋Pr＋Pδ +Pf＋Pi＋Px
(6-51)
式中：PTe — 液力传动部分(变矩器)的功率损失； Pm — 机械传动部分的功率损失。 在公式(6-51)中，需要注意的是，辅助装置消耗的功率PBa不 仅包括各油泵回路的空载阻力耗损，而且还应包括带工作负荷的 变矩器冷却油泵所消耗的功率，此时 PBa可按下式计算：
工作阻力Fx 即作用在工作装置上的铲掘阻力。
这样，作用在车辆上的外部阻力的总和∑F即等于： ∑F= Ff + Fi + Fx 于是，车辆的牵引平衡方程具有以下形式：
(6-17)
FK = Ff + Fi + Fx FKP = FK－G(fcosa±sina）
当机器在水平地面上作等速行驶时，
(6-18)
im和η m仍可按式 (6-6)进行计算，只是ne和ω e应用相应的n2 和ω 2来代替。需要注意的是，如果采用动力换档变速器，其功率 损失不仅有齿轮的啮合损失，但主要的损失还是各离合器中的回 转损失。对于此种损失尚无精确的计算办法，在实用计算中，动 力换档变速器的转矩损失可按30～50N·m来考虑(对于10～20t级 的机器)，并将其在变速器的输出转矩中扣除。 切线牵引力FK可按下式计算：
MBa ＝(0.03～0.05)MeH (ne ÷neH) +MBaT
式中：MBaT — 变矩器油泵所消耗的扭矩。
(6-11)
MBaT可按下式计算
MBaT = 2 N m bm
pqT
(6-12)
式中：p — 油泵工作压力(MPa)； qT — 油泵理论排量(ml/r)； η bm — 油泵机械效率， η bm = 0.85～0.88。
式中：PeH — 发动机的额定功率。
ne n eH
2
如用η
Ba表示驱动辅助装置的效率，则
Ba
Pe PBa = Pe
式中：Pe — 发动机有效功率。
2)驱动功率输出轴所需的功率PPTO 这部分功率计算需视车辆所带工作装置的类型决定。对于推 土机可认为在推土时，工作装置等操纵系统基本上是不工作的， 此时PPTO = 0。 对于装载机可取：
的。本章着重讨论工业车辆的牵引特性及其计算与绘制方法。
第一节 牵引力平衡和牵引功率平衡
如前所述，推动履带车辆前进的驱动力是地面作用在履带上的 切线牵引力。产生这一切线牵引力的原动力是由发动机传至驱 动轮上的驱动力矩，而驱动力矩本身又需依靠履带与土壤之间
的附着作用才能得以充分发挥。因此，车辆的切线牵引力可按
FK
r M K
rK
M eciM m r rK
(6-7)
式中：rK— 驱动轮动力半径； η r— 履带驱动段效率(η
r
= 0.96～0.97)。
当工作阻力突然减小或增大时，机器处于减速或加速的不 稳定过程。此时由于发动机飞轮、传动系以及整车质量惯性力 的作用，驱动力矩和切线牵引力都会发生变化。尤其是在减速 过程中，此种惯性力可用来增大车辆的驱动力，以克服铲掘阻 力的短时增大(即所谓冲击铲掘)。此点对机械传动的工业拖拉 机是有实用意义的。 在不稳定工况下，履带车辆的切线牵引力F”K可按下式计算：
设MBa和MPTO分别为消耗在驱动辅助装置和功率输出轴上的 发动机转矩，PBa和PPTO分别为消耗在驱动辅助装置和功率输出
轴上的发动机功率，则输入变速器的发动机自由转矩Mec和自
由功率Pec可按下式计算：
M ec M e M Ba M PTO Pec Pe PBa PPTO
算的原始依据应是涡轮输出轴的转矩M2。需要注意的是：当
计算变矩器的输出特性时，在发动机的有效功率中必须扣除 由发动机直接驱动的功率输出轴(例如装载机的驱动工作机构
的油泵)和辅助装置所消耗的功率。
和机械直接传动的情况不同，在液力机械传动中，辅助装置 的消耗不仅包括主离合器、转向等油泵的空载消耗，而且还有变 矩器冷却油泵的消耗，该油泵是按照工作负荷运转的。辅助装置 的扭矩消耗MBa按下式计算：
(6-4)
式中：im— 传动系总传动比(自发动机至驱动轮)； ηm— 传动系总效率。