列車牽引計算課程設計

1、課 程 設 計 課程名稱 機車車輛方向課程設計 題目名稱 SS4列車牽引計算 學 院 _ 專 業(yè) 班 級_ 學 號_ _ 學生姓名_ _ 指導教師_ 2014年 6 月19 日目 錄摘 要10 引言11.設計任務12.機車基本參數(shù)12.1計算牽引質量12.2校驗并確定區(qū)間牽引質量12.3列車換算制動率的計算13 合力圖13.1 機車各種工況的曲線13.2繪制合力曲線14計算制動距離和運行時間14.1計算列車制動的距離14.2運行時間1結束語1參考文獻1摘 要 本次課程設計主要進行了列車的計算牽引質量，校驗了區(qū)段牽引質量，以及制動率。利用matlab畫出了機車各工況的單位合力曲線。對化簡的線路縱

2、斷面進行了運行時間計算及制動距離的計算。手繪出了繪制列車運行速度線和列車運行時間線。關鍵詞：列車；牽引；制動；計算0 引言提高列車牽引質量和運行速度，保證鐵路行車安全和盡量節(jié)約機車能耗，是擴大鐵路運輸能力提高鐵路工作效益的重要內容。為此，必須講究科學管理和經濟操縱，提高運輸管理和列車操縱水平；很好的研究列車的牽引質量，運行速度，制動距離及機車能耗等與哪些因素有關，怎樣在保證行車安全和節(jié)能的條件下“多拉快跑”；同時，要讓鐵路運輸管理工作人員及其后備軍都有這方面的知識，即會分析也會計算。列車牽引計算正是這方面必須有的，故進行本次課程設計。1.設計任務SS4型電力機車牽引70輛貨車，均為滾動軸承（牽

3、引質量5000t），其中標記載重50t，裝有GK型制動機的重車48輛，空車5輛；標記載重25t，裝有120型制動機的重車12輛；標記載重25t，裝有120型制動機空車5輛。車輛按高磷閘瓦計算，列車管受空氣壓力為500KPa。制動初速度為104Km/h。SS4型電力機車電功率6400KW，軸式為2（BoBo），軸重23t。機車單位阻力（N/KN）1.1求解（1）計算牽引質量，校驗并確定區(qū)段牽引質量；計算列車換算制動率等。（2）繪制合力表，繪制合力曲線。（3）化簡線路縱斷面的運行時間及制動距離等。（4）繪制列車運行速度線和列車運行時間線。（5）便知點算程序計算，并計算及繪圖，編程語言不限。2.機車

4、基本參數(shù)額度工作電壓 單相交流50Hz 25kV；傳動方式 交直流電傳動；軸 式 2（BoBo）；機 車 重 量 292 t；軸 重 23t；持 續(xù) 功 率 23200kW；最高運行速度 100 km/h ；持 續(xù) 速 度 51.5 km/h；起動牽引力 628kN；持 續(xù) 牽 引 力 450kN；電制動方式 加饋電阻制動 電制動功率 5300kW ；電制動力 382kN（1050km/h）；傳動方式 雙邊斜齒減速傳動；傳 動 比 88/21；2.1計算牽引質量1）按限制坡度計算限制坡度指的是某區(qū)或區(qū)段內對牽引質量起限作用的坡道，區(qū)間或區(qū)段內坡道最大而又很長的上坡道，列車進入這個坡道后由于坡道

5、阻力很大，速度將連續(xù)下降，直至機車計算速度，列車仍未駛出這個坡道，此時，機車速度仍繼續(xù)下降，則表明牽引重量太大，因為列車以低于的速度運行是不合理的，甚至有可能招致“坡停事故”。若列車能保持勻速運行出坡，則表明牽引重量正合理，此時作用于列車上的合力為零。計算牽引質量 其中計算牽引力，KN機車計算重量 t 取184t牽引使用系數(shù) 取0.9 計算速度下的機車，車輛單位基本阻力N/KN限制坡道的加算坡度千分數(shù) 取5.5牽引質量，t重力加速度（取9.81 ）由于車輛均為滾動軸承查【1】=0.92+0.0048+0.000125 （N/KN）查表=51.5Km/h =431.6KN帶入數(shù)據(jù)有 =4.08N

6、/KN =1.50 N/KN則 =5404.8t2.2校驗并確定區(qū)間牽引質量由于題目已經知道牽引質量G=5000t,現(xiàn)只需要對其進行校驗，按啟動地段坡度驗算牽引質量。查【3】根據(jù)題意及電力機車牽引的滾動軸承貨物列車演算公式得其中：機車計算啟動牽引力，KN 機車牽引使用系數(shù) 取0.9 啟動地點加算坡度千分數(shù)取5.5機車單位啟動基本阻力電力機車取5N/KN車輛單位啟動基本阻力 滾動軸承貨車取3.5 N/KN查【2】 =649.8KN代入數(shù)據(jù)可得：=6409.2t5000t故按限制坡道計算出的牽引質量在能夠可靠啟動2.3列車換算制動率的計算查【4】 標記載重50t裝有GK型制動機的重車每輛車換算閘瓦

7、動力為250KN。標記載重50t裝有GK型制動機的空車每輛車換算閘瓦動力為160KN。標記載重25t裝120型制動機的重車每輛車換算閘瓦動力為160KN。標記載重25t裝有120型制動機的重車每輛車換算閘瓦動力為140KN。SS4型重力機車每臺換算閘瓦動力640KN。列車換算制動率總和為：KN列車總重力為=(184+5000) X9.81=50855KN則列車換算制動率為：3 合力圖 合力圖是表示機車各種工況下作用在列車上的單位合力與速度的關系的坐標圖。3.1 機車各種工況的曲線由于列車在不同工況有不同的合力組成形式，所以合力曲線圖亦由牽引運行，惰力運行，空氣制動運行和制動力運行四種曲線組成。

8、1）首先計算出合力計算表第一部分：牽引工況速度由0開始每隔10km/h取一速度帶入計算表，=0和=10km/h必須列入，然后每隔10km/h直到機車最大速度=120km/h并列出有關的關鍵點，進行有關各項計算。第一欄：機車牽引力，從HXD3型電力機車計算數(shù)據(jù)表中查出不同速度下的最大牽引力。第二欄：繪制最大合力曲線時的牽引力 第三欄：機車運行時的單位基本阻力，在阻力計算中，1600m 這說明，列車速度尚未到60km/h就已經行駛到第一段終點。至于列車駛至該段終點時的速度應用試湊法，假定列車駛至該段終點時的速度為53.0km/h，于是： =105.4（m） =7.26（s） 列車在第一段所行駛的累

9、計距離為：S1=47.54+149.01+226.25+42.02+250.83+145.55+358.64+175.31+97.56+105.4=1597.4（m）比該段長度小2.6m，作為允許誤差，認為最后這個假定是正確的，試湊已完成。而列車行駛完第一段所需時分為： =34.2+35.73+33.42+5.15+27.05+13.65+29.66+13+6.92+7.26=206.05s（2）列車在第二段運行所需的時間 列車以速度53km/h駛入第二段，該坡段=2，單位合力曲線圖速度坐標軸應上移2N/kN，此時對應的單位合力仍為正值，列車將繼續(xù)加速，分別取速度間隔5360、6070km/h

10、進行計算，得： =930（m）=59.21（s）=2402.88（m）=132.98（s）檢查列車速度達到70km/h 時，列車所行駛的距離： S2=930+2402.88=3332.88m2050m算出的距離比坡段長度超出1282.88m，實際上列車駛至第二段終點的速度應低于70 km/h 。終點速度的確定仍用試湊法，假定列車駛至第二段終點速度為65.31km/h ，代入計算，于是得： =1105.46（m） =63.47（s）此時，列車在第二段所行駛的累計距離為： S2=930+1105.46=2035.46（m）比該段長度只小14.54m，也作為允許誤差，認為試湊已成功。 列車駛完第二段

11、所需的時間： =59.21+63.47=122.68（s）（3）列車在第三段運行所需的時間列車以65.31km/h 速度駛入=-2的第三段時，單位合力曲線圖速度坐標軸應下移2N/kN，此時對應的單位合力仍為正值，列車將繼續(xù)加速，分別取速度間隔65.3170、7073.2、73.280 km/h、8090km/h 進行計算可得： =445.94（m）=23.71（s） =345.41（m）=17.35（s）=919.84（m）=43.20（s）=2065.35（m）=87.40（s）此時，列車在第三段所行駛的累計距離為：S3=445.94+345.41+919.84+2065.36=3776.5

12、3(m)2150m算出的距離比坡段長度超出1626.53m，實際上列車駛至第三段終點的速度應低于90 km/h 。終點速度的確定仍用試湊法，假定列車駛至第三段終點速度為82.5 km/h ，代入計算，于是得：=433.26（m）=19.18（s）此時，列車在第三段所行駛的累計距離為：S3=445.94+345.41+919.84+433.26=2144.45（m）比該段長度只小5.55m，也作為允許誤差，認為試湊已成功。 列車駛完第三段所需的時間 =19.18+23.71+17.35+43.20=103.44（s）(4) 列車在第四段運行所需的時間列車以82.5 km/h 速度駛入=5.5的第

13、三段時，單位合力曲線圖速度坐標軸應上移5.5N/kN，分別取速度間隔82.590km/h，c=1.91-5.5=-3.59 N/KN,此時單位合力為負值，取82.580、8073.2km/h進行計算可得： =471.88（m）=20.89（s） =1931（m）=91.64（s）此時，列車在第四段所行駛的累計距離為：S4=471.88+1931=2402.88（m）=91.64+20.89=112.53（s）(5) 列車在第五段運行所需的時間列車以71.6 km/h 速度駛入=-6的第五段時，單位合力曲線圖速度坐標軸應下移6N/kN，此時對應的單位合力仍為正值，列車將繼續(xù)加速，取71.6103

14、.78km/h進行計算可得： =3050（m）=125.13（s）S5=3050mt5=125.13s（6）列車在第六段運行所需的時間 由于第六段坡度為 1 且長度為3100m，列車以104km/h速度駛入=-1的第六段。此段列車開始時以104km/h勻速運動1330m，所用時間為12.79s。剩余1770m為惰性階段，取104100km/h進行計算可得：=1765.5（m）=62.23（s）此時，列車在第六段所行駛的累計距離為： S6=1765.5+1330=3095.5（m） =12.79+62.23=75.02（s）比該段長度只小4.5m，也作為允許誤差，認為試湊已成功。（7）列車在第七

15、段運行所需的時間 由上邊已經算出的制動距離可知：空走距離為1650-1295=355（m）=591.87355m改取 =355m=12.86s時為有效制動階段=3.77=26.21sS7=1650 t7=12.86+26.21=39.07s坡度千分數(shù)段數(shù)運行距離（m）運行時間（s）011597.4206.05222035.46122.68-232144.45103.445.542402.88112.53-653050125.13-163095.575.0207165039.07程序設計牽引工況時編制程序如下：clcv=0:10:100 f=554 554 517 497 484.8 476.5

16、 372.7 320.1 242.5 187.5 161.3c=(91.74*f-184*(2.25+0.019*v+0.000320*v.2)-5000*(0.92+0.0048*v+0.000125*v.2)/5184plot(v,c,r-)惰性工況時編制程序如下：clcv=0:10:120c=-(184*(2.25+0.0019*v+0.00032*v.2)+5000*(0.92+0.0048*v+0.000125*v.2)/5184plot(v,c,r-)制動工況時編制程序如下：clcv=0:10:100q=0.3912 0.1627 0.1451 0.1386 0.1353 0.13

17、32 0.1318 0.1308 0.1300 0.1294 0.1290c=-(138*(1.67+0.0014*v+0.000279*v.2)+5000*(0.92+0.0048*v+0.000125*v.2)/5138+157*q)plot(v,c,r-)電阻制動工況時編制程序如下：clcv=0:10:100b=0 3.32 6.56 9.15 8.07 9.00 7.37 6.33 5.52 4.92 4.45c=-(184*(2.25+0.0019*v+0.00032*v.2)+5000*(0.92+0.0048*v+0.000125*v.2)/5184+0.9*b)plot(v,c,r-)結束語 經過本次課程設計深刻理解了列車牽引計算的重要性，列車牽引計算為提高列車安全運行和合理運輸提供了理論依據(jù)，認識到列車的牽引計算涉及的條件之廣泛，實際運行中條件的