2第二章-铁路能力.ppt

第二章 铁路能力 第一节 概述 第二节 列车上的各种作用力 第三节 牵引质量计算及检查 第四节 单位合理曲线图及其应用 第五节 铁路通过能力和输送能力 第一节、 概述 牵引计算是研究列车在各种外力作用下沿轨道运行时的各种实际问题。包括研究作用在列车上的各种力；研究在这些力的相互作用下列车的运行情况；研究解决一些实际问题，包括牵引质量、列车运行速度、运行时间、制动问题等。 牵引质量系指机车牵引的列车质量，也称牵引吨数。一般按列车在限制坡道上以机车计算速度作等速运行为条件确定牵引质量；快速线上，有时按列车在平直道上以最高速度运行并保有一定的加速度余量的条件确定牵引质量。 第二节、列车上的各种作用力 ?列车纵向力分析是确定牵引质量的基础。 作用于列车上的纵向力有： 机车牵引力, F（N）,f（N/t） 列车运行阻力, W, W’，W’’ ,w 列车制动力, B, b （一）机车牵引力 1．机车牵引的形成　　机车牵引力是由机车动力装置传给机车动轮以旋转力矩，通过动轮与钢轨的相互作用而产生。力的作用方向与列车运动方向相同，力的大小可由司机根据需要控制。 　　 图2－1为电力机车（或电传动内燃机车）的传动部分示意图。机车动轴上装有牵引电动机，通过齿轮传动装置将转矩传给动轴。图2－2表示蒸汽机车的传动部分示意图。机车锅炉产生的蒸汽输入汽缸，汽缸活塞受到蒸汽压力，通过传动机构使动轮获得产生牵引力所必须的旋转力矩。 （二）列车运行阻力 1．概述 　　列车运行阻力(列车阻力)：列车运行时，作用在列车上的阻止列车运行且不受人力操纵的外力。列车阻力W＝机车阻力W?＋车辆阻力W?。 　单位阻力：单位机车或车辆质量所受的阻力，单位为N/t。它乘以机车或车辆质量（t），即得机车或车辆所受总阻力（N）。 　　根据阻力的性质，将阻力分为以下三类： （1）基本阻力：列车在空旷地段沿平直轨道运行时所遇到的阻力。在列车运行中总是存在的。 （2） 附加阻力：列车在线路上运行时受到的额外阻力，包括坡道阻力、曲线阻力、隧道阻力等。附加阻力则随列车运行的线路平、纵断面情况而定。阻力方向与列车运行方向相反。但坡道阻力则是列车在上坡时与列车运行方向相反；在下坡道时，与列车运行方向相同。 （3）起动阻力：列车起动时的阻力。 2．基本阻力 　　(1) 构成基本阻力的因素 基本阻力构成：轴颈与轴承间的摩擦阻力、车轮与钢轨的滚动摩擦阻力、车轮在钢轨上的滑动摩擦阻力、轨道不平顺与车轮踏面等引起的冲击和振动阻力以及空气阻力构成。 影响因素：轴承类型、轴颈与轴承所承受的单位压力、润滑油性质、轮对转速、轴重、轮轨材料性质、车轮半径、线路质量、车轮踏面形状和误差以及列车外形与尺寸等。单位基本阻力?0的形式为： 表示方法： 难于用理论公式计算，一般采用试验公式计算： w0＝a＋bV＋cV2（N/t） 式中 常数a、b、c由试验确定，由表2-2查表。 V为列车运行速度（km/h）。 注:我国的基本阻力公式是在运行速度不小于10km/h、外温不低于－10℃、风速不大于5m/s的条件下试验得出的。 ②列车平均单位曲线阻力 设列车长度为Ll，曲线长度为Ly，则a. 当Ll ? Ly时， wr =600g／R（N/t） 或 wr =10.5ag／Ly（N/t） b. 当Ll ＞ Ly时， wr =10.5ag／Ll （N/t） c. 当曲线位于多个曲线上时， (3) 隧道空气附加阻力 列车在隧道内运行时，作用于列车上的空气阻力远较空旷地段为大，增加的空气阻力称为隧道附加空气阻力。 产生原因：空气受隧道约束，不能向四周扩散，前面空气压力增大，尾部空气稀薄，空气与列车表面及隧道表面产生摩擦。 主要影响因素：行车速度、列车长度、列车迎风面积、隧道长度、隧道净空面积、列车及隧道表面粗糙度等。 计算方法：由试验公式确定，以ws表示。 (4) 附加阻力换算坡度及加算坡度 ① 附加阻力