列车牵引与制动(绪论)解析.ppt

李占株 中南大学交通运输工程学院 电话QQ: 597073736 课程教学计划 绪论 机车牵引力及其计算 列车制动总论 机车车辆主型制动机构造与原理 列车运行阻力及其计算 列车制动力计算 列车制动问题解算 高速重载列车制动新技术 第二部分 实践与实验(4学时) 通过在企业现场的学习和实践，学生能够分析列车运行过程中的各种现象和原理，并能够解决铁路运营和设计上的一些主要技术问题和技术经济问题，了解司机室司机操作牵引与制动手柄的位置与功能 。 学生通过实验，能够加深理解和巩固在课堂中所学的有关104型空气制动机和闸瓦间隙自动调整器以及120型空气制动机的理论知识，能够掌握有关实验的基本操作和基本技能，提高开拓创新能力，为将来从事设计与生产打下良好的基础。 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牵引力的大小，规定机车牵引力按轮毂半磨耗状态计算。 轮轨间的摩擦与粘着 实际上，车轮在钢轨上滚动时，轮轨接触处既非静止亦非滑动，而 是静中有微动或滚中有微滑的状态，在运行过程中，由于牵引力和惯性 力不是作用在同一水平面内，造成机车前后车轮作用于钢轨的垂直载荷 不均匀分配。所以，轮轨间纵向水平作用力的最大值实际与运动状态有 关，在铁路术语中用“粘着”来称呼这种状态。由于正压力而保持动轮与 钢轨接触处相对静止的现象称为“粘着”。在粘着状态下轮轨间纵向水平 作用力的最大值（静摩擦力）就称为粘着力，而把粘着力与轮轨间垂直 载荷之比称为粘着系数。 轮轨间的摩擦与粘着 轮轨间的粘着与静力学中的静摩擦的物理性质十分相似。驱动转矩 产生的切向力增大时，粘着力f随之增大，并保持与切向力相等。当切 向力增大到某一数值时，粘着力f达到最大值。此后切向力如再继续增 大， f反而迅速减小。试验证明，粘着力f最大值fmax与动轮对的正压 力Pi成正比，其比例常数称为粘着系数，用μ表示。即 fmax=μPi 上式表明，在轴重一定的条件下，轮轨间的最大粘着力由轮轨间粘 着系数的大小决定。 轮轨间的摩擦与粘着 当轮轨间出现最大粘着力时，若继续加大驱动转矩，一旦切向力大 于最大粘着力时，轮轨间粘着状态被破坏。动轮与钢轨的相对运动由纯 滚动变为既有滚动也有滑动。此时钢轨对动轮的反作用力由静擦力变为 滑动摩擦力，其值迅速减小；并使动轮的转速上升。这种因驱动转矩过 大，破坏粘着关系，使轮轨间出现相对滑动的现象，称为“空转”。动轮 出现空转时，轮轨间只能依靠滑动摩擦力传递切向力，传递切向力的能 力大大削弱，同时造成动轮踏面和轨面的擦伤。因此，牵引运行应尽量 防止出现动轮的空转。 轮轨间的摩擦与粘着 粘着系数是由轮轨间的物理状态确定的。加大每轴的正压力，即 轴重，可以提高每轴牵引力，但轴重受到钢轨、路基、桥梁等限制。 动力分散型的城市轨道交通车辆，动轴数较多，很容易达到整列车所 需的牵引力，因而轴重较小，这对保护轮轨的正常作用是有利的。 §1.2 粘着牵引力 粘着状态下轮轨间切向摩擦力最大值称为“粘着力”，粘着牵引力是 受轮轨间粘着力限制的机车牵引力。在机车牵引特性图中以带有阴影的 曲线表示。把它与车轮钢轨间垂直载荷之比称为“粘着系数”。 机车粘着牵引力的计算公式为： （KN) 在列车运行中，由于制动力和惯性力不是作用在同一水平面内，从 而造成机车车辆前后车轮作用于钢轨的垂直载荷不均匀分配，即“轴重 转移”因此，各个车轮对钢轨的法向反力不相等。便于计算，假定轮轨 间垂直载荷在运行中固定不变，认为粘着力的变化是由于粘着系数的变 化引起的。这样，粘着力与列车速度的关系就被简化成粘着系数与列车 速度的关系。它也就成了假定值，称为“计算粘着系数”。 1、影响粘着系数的因素 主要有两个：一个是车轮和钢轨的表面状况； 一个是列车运行速度。 轮轨间表面状况包括：干湿情况、脏污程度、是否有锈、是否撒砂 以及砂的数量和品质等等。轮轨的湿度、脏污程度又与天气、环境污染 状况和制动装置形式(有无踏面或轨面清扫设备)等因素有关。 列车运行速度对粘着系数的影响主要是：随着牵引过程中列车速度 的增大，冲击振动以及伴随而来的纵向和横向的少量滑动都逐渐增加， 因而粘着力和粘着系数也逐渐减小，其减小的程度与机车车辆动力性 能、轨道的情况等有关。 其次，线路对粘着系数也有影响，钢轨愈软或道渣的下沉量愈大， 粘着系数愈小；钢轨不平或直线地段