第三章++机车牵引力

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。

第一节机车牵引力一、机车牵引力的基本概念1、机车牵引力的定义机车牵引力是由动力传动装置产生的、与列车运行方向相同、驱动列车运行并可由司机根据需要调节的外力。

它是由机车动力装置发出的内力(不同类型机车的原动力装置不一样)，经传动装置传递，通过轮轨间的粘着而产生的由钢轨反作用于机车动轮周上的切线力。

二、机车牵引力的分类按照不同条件可以把机车牵引力作如下分类：1.按能量传递顺序的分类(1) 指示牵引力F i:假定原动机(内燃牵引时就是柴油机)所做的指示功毫无损失的传到动轮上所得到的机车牵引力。

指示牵引力是个假想的概念。

(2) 轮周牵引力F ：实际作用在轮周上的机车牵引力， F 。

(3) 车钩牵引力F g:除去机车阻力的消耗，实际作用在机车车钩上的牵引力。

在列车作等速运行时，车钩牵引力与轮周牵引力有如下关系F g =F -W(1—1) 式中W ――机车阻力。

我国《牵规》规定，机车牵引力以轮周牵引力为计算标准，即以轮周牵引力来衡量和表示机车牵引力的大小。

由于动轮直径的变化会影响轮周牵引力的大小，《牵规》规定，机车牵引力按轮箍半磨耗状态计算。

不论是设计还是试验资料，所提供的轮周牵引力和机车速度数据，必须换算到轮箍半磨耗状态。

机车轮箍半磨耗状态的动轮直径叫做计算动轮直径。

我国常速电力机车的动轮直径原形是1250mm，计算动轮直径是1200mm ;常速内燃机车的动轮直径原形是1050mm，计算动轮直径是1013mm。

动力分散式动车组的动轮直径与客车轮径相同，即915mm，计算动轮直径是880mm。

2•按能量转换过程的限制关系的分类任何机车都是把某种能量转化成牵引力所做外机械功的一种工具。

这种能量转换要经过若干互相制约的环节。

机车一般都有几个能量转换阶段，并相应地有几个变能部分。

电力机车的电能是由牵引变电所供给，可以认为它的容量是足够大的，电力机车牵引力的发挥不会受牵引变电所电能供给者的限制，进入机车的单相交流电经过变压整流后输入牵引电动机(交直传动电力机车)，将电能转变为带动轮对转动的机械功，然后借助于轮轨间的粘着转变为动轮周上的牵引力所做的机械功。

《机车车辆与列车牵引计算》自学指导书第一章列车牵引计算总论一、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B2．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3．轮轨间的摩擦与粘着，轮轨间实际运行情况4．产生牵引力的三个条件5．牵引力和制动力的粘着限制6.机车粘着系数与速度的关系。

二、练习题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．列车牵引计算主要解算铁路运营和设计上哪些主要的技术问题和技术经济问题。

3．对列车运行有直接影响的力有哪些？当列车运行在牵引、惰行、制动工况下时，其合力如何计算？4．从理论上看，如果在牵引工况下，轮轨间的纵向水平力超过了维持静摩擦的极限值，轮轨接触点发生（），机车动轮在强大力矩的作用下飞快转动，轮轨间的纵向水平作用力变成了（），在铁路术语中把这种状态称为（），这是一种应极力避免的不正常状态。

这种状态下，牵引力反而大大（），钢轨和车轮都将遭到剧烈磨耗。

5．机车产生轮周牵引力必须满足哪三个条件？三、答案1．外力实用力学操纵技术技术2．（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3．对列车运行有直接影响力有：机车牵引力F、列车运行阻力W、列车制动力B。

在三种工况下合力计算分别为：牵引：C＝F－W，惰行：C＝－W，制动：C＝-(B+W)。

4．相对滑动滑动摩擦力空转降低5. （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）（3）动轮和钢轨之间存在摩擦作用第二章牵引力特性及其计算标准一、教学重点1．机车的轮周牵引力和车钩牵引力2．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3．掌握计算速度、计算牵引力、计算起动牵引力3．内燃机车的牵引特性曲线4．内燃机车主要计算参数、牵引力的修正5．电力机车的牵引特性曲线6．各型机车的计算参数查表二、练习题1．机车牵引力在牵引计算中就是指（）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．机车牵引特性曲线反映了机车的（）和（）之间的关系。

1、机车牵引力的定义机车牵引力是由动力传动装置产生的、与列车运行方向相同、驱动列车运行并可由司机根据需要调节的外力。

它是由机车动力装置发出的内力（不同类型机车的原动力装置不一样），经传动装置传递，通过轮轨间的粘着而产生的由钢轨反作用于机车动轮周上的切线力。

二、机车牵引力的分类按照不同条件可以把机车牵引力作如下分类： 1．按能量传递顺序的分类 （1）指示牵引力iF ：假定原动机（内燃牵引时就是柴油机）所做的指示功毫无损失的传到动轮上所得到的机车牵引力。

指示牵引力是个假想的概念。

（2）轮周牵引力F ：实际作用在轮周上的机车牵引力，F <iF 。

（3）车钩牵引力gF ：除去机车阻力的消耗，实际作用在机车车钩上的牵引力。

在列车作等速运行时，车钩牵引力与轮周牵引力有如下关系W F F g '-= （1—1）式中 W '——机车阻力。

我国《牵规》规定，机车牵引力以轮周牵引力为计算标准，即以轮周牵引力来衡量和表示机车牵引力的大小。

由于动轮直径的变化会影响轮周牵引力的大小，《牵规》规定，机车牵引力按轮箍半磨耗状态计算。

不论是设计还是试验资料，所提供的轮周牵引力和机车速度数据，必须换算到轮箍半磨耗状态。

机车轮箍半磨耗状态的动轮直径叫做计算动轮直径。

我国常速电力机车的动轮直径原形是1250mm ，计算动轮直径是1200mm ；常速内燃机车的动轮直径原形是1050mm ，计算动轮直径是1013mm 。

动力分散式动车组的动轮直径与客车轮径相同，即915mm ，计算动轮直径是880mm 。

2．按能量转换过程的限制关系的分类任何机车都是把某种能量转化成牵引力所做外机械功的一种工具。

这种能量转换要经过若干互相制约的环节。

机车一般都有几个能量转换阶段，并相应地有几个变能部分。

电力机车的电能是由牵引变电所供给，可以认为它的容量是足够大的，电力机车牵引力的发挥不会受牵引变电所电能供给者的限制，进入机车的单相交流电经过变压整流后输入牵引电动机（交直传动电力机车），将电能转变为带动轮对转动的机械功，然后借助于轮轨间的粘着转变为动轮周上的牵引力所做的机械功。

机车牵引力分
机车牵引力是指机车产生的用于牵引列车前进的力，可分为以下几种：
1. 黏着力：机车通过车轮与轨道之间的摩擦力产生的牵引力，是机车牵引力的主要组成部分。

黏着力的大小与车轮和轨道之间的摩擦系数、车轮压力、列车速度等因素有关。

2. 电磁牵引力：电力机车或电动汽车通过电动机产生的牵引力，是一种非接触式的牵引力。

电磁牵引力的大小与电动机的功率、电流、电压等因素有关。

3. 蒸汽牵引力：蒸汽机车通过蒸汽机产生的牵引力，是一种接触式的牵引力。

蒸汽牵引力的大小与蒸汽机的功率、蒸汽压力、蒸汽流量等因素有关。

4. 内燃牵引力：内燃机车通过内燃机产生的牵引力，是一种接触式的牵引力。

内燃牵引力的大小与内燃机的功率、扭矩、转速等因素有关。

总之，机车牵引力是机车产生的用于牵引列车前进的力，可分为黏着力、电磁牵引力、蒸汽牵引力和内燃牵引力等几种类型。

不同类型的牵引力适用于不同类型的机车和列车，其大小和特性也有所不同。

1、机车牵引力计算——由：机车持续粘着牵引力=机车粘重×许用粘着系数得 f= G1μg=45T×0.254×9.8=112KN其中：f---机车持续粘着牵引力(KN)G1—机车粘重（kg）；μ--许用粘着系数(交流机车：取0.2—0.33)；此处取0.254g----重力加速度（9.8 m/s2）。

机车牵引重量、牵引力和坡度等的关系如下所示：G2=[F/（μ1+μ2）]- G1其中：G1—机车粘重（kg）；G2—牵引重量(kg)；μ--许用粘着系数(交流机车：取0.2—0.4,取0.26)；μ1--坡道阻力系数（x‰=x/1000）；此处取60‰μ2 -列车运行阻力综合系数，包括滚动阻力系数、轴承摩擦阻力系数、同轴车轮直径差引起的滑动摩擦阻力系数、车轮轮缘在直道或弯道时与钢轨摩擦的阻力系数、车辆振动或摇晃引起的能耗及空气阻力、轴对安装平行度误差引起的差滑阻力系数、曲线离心力引起的侧滑阻力系数等等（取0.006---0.012，取0.008）。

a—列车平均加速度（m/s2，取0.005）。

g----重力加速度（9.8 m/s2）。

故45T机车牵引重量表：G2=F/（g*μ1+g*μ2）-G1持续牵引力（Kn）重力加速度（m/s2）综合阻力系数粘重（T）牵引重量（T）坡度1129.80.008451383.57142900.018589.920634910‰0.028363.163265320‰0.038255.751879730‰0.042227.108843534‰0.043220.780730935‰2、机车制动距离计算机车编组制动距离的计算比较复杂，和轨面情况、机车粘重、牵引重量、机车速度、坡度、驾驶员技能水平等密切相关。

在3.5%轨道上45T电机车满载时的理论制动距离计算：（G1+G2）a= (G1+G2)g(μ1+μ2)+4Fμ3其中：a-----机车加速度(m/s2)G1=45T—机车粘重（kg）；（牵引重量=4台 18方渣土车+1台8方砂浆车+2 G2=195.6T—牵引重量(kg)；台15T管片车，即G2=4×10.3+4×18×2+1×5.8+2×2.3=195.6T）F=85—机车单轮制动力（KN）μ1 -坡道阻力系数（x‰=x/1000，上坡为正下坡为负，此处取-0.035）；μ2 -列车运行阻力综合系数（取0.008）μ3 -闸瓦与车轮之间摩擦系数（取0.24）g----重力加速度（9.8 m/s2）。