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第6章 机车车辆牵引理论.


对个别驱动的机车轴重减少最大的轮对,将首先发生空转。这样, 机车粘着牵引力的最大值,必然受到达个轮对空转的限制。
空转发生后,牵引力立即下降,机车走行部、传动机构的正常 工作受到影响;牵引电机也可能损坏;轮对和钢轨增加了额外的非 正常磨耗。 另外, 个别轮对的轴重增加, 使机车远行中的动作用力增加, 并将对钢轨造成破坏。
二、粘着定律
1、基本概念 2、粘着定律 3、影响粘着系数的因素
1、基本概念
1. 粘着:动轮与钢轨接触处,由于正压力而出 现的保持轮轨接触处相对静止、而不相对滑动的 现象称为“粘着”。 2. 蠕滑: 在动轮正压力的作用下,轮轨接触处 产生弹性形,形成椭圆形的接触面。从微观上看, 两接触面是粗糙不平的。由于切向力的作用,动 轮在钢轨上滚动时,车轮和钢轨的粗糙接触面产 生新弹性变形,接触面间出现微量滑动,即所谓 “蠕滑”。 3. “蠕滑率”:由于蠕滑的存在,动轮的滚动 圆周速度将比其前进速度高,用蠕滑率表示蠕滑 的大小。
三、防车轮空转
A、空转的原因 B、车轮空转的危害 C、防车轮空转的措施
A、空转的原因
当轮轨间出现最大粘着力后,若继 续加大驱动转矩,切向力Fi将大于最 大粘着力,轮轨间出现相对滑动,粘 着状态被破坏。轮轨间出现相对滑动 的现象,称为“空转”。
B、车轮空转的危害
(1)空转发生时,牵引力急剧下降,容易造成坡停和运缓; (2)空转发生时,轮轨剧烈摩擦,甚至造成轮箍松弛; (3)牵引电机高速旋转,造成电机损坏甚至电机“扫膛”。
由此可知,减载最大的 是第四轴,其次是第一及第 二轴。故机车前进时如发生 空转.则最大可能首先是第 四轴,其次是第一、第二轴。 所以决定东风型机车粘着重 量利用率的是第四轴。
4、轴重转移的危害
它影响机车黏着重量的利用,限制机车黏着牵引力的发挥。轴 重转移是在牵引力作用下引起的,随牵引力增大而增大。当机车牵 引列车起动或爬坡时,发挥的牵引力最大,此时轴重转移也最严重。 随着机车功率的不断增大,机车重量与功率的比值越来越小,黏着 重量的利用问题就更显突出。
砂箱装置由砂 箱、砂箱盖、支架、 排石器等组成。每 台转向架构架前后 四角处设置了4个 砂箱,每个砂箱容 积为0.1m3,每台 机车总砂箱容积为 0.8m3。
四、轴重转移
1、定义
2、评价指标 3、计算实例-DF型内燃机车 4、轴重转移的危害
5、提高粘着利用率的措施
1、定义
(1)机车轴重转移(locomotive axle load transfer):机车在牵引工况时机车产 生牵引力时,各轴的轴重会发生变化,有的增载,有的减载,这种现象称为牵引 力作用下的轴重转移,轴重转移又称轴重再分配。 (2)产生原因:牵引力是发生轴重转移的根本原因。轴重转移的数值随牵引力的增 大而增大。轴重的转移,某些情况下可以达到原轴重的20%或更高。在机车运用 中产生牵引力时,由于车钩距轨面有一定的高度,与轮周牵引力不在同一高度, 后部列车作用于车钩的拉力与轮周牵引力形成一个力偶,使前转向架减载,后转 向架增载。
C、防车轮空转的措施
(1)在机车设计时,尽量选 择合理的结构参数,使轴载荷 转移降至最小.以提高粘着重 量的利用率。(轴重转移) (2)合理而有控制地撒砂。 持别在直线轨道上,轨面条件 恶劣时,撤砂可大大提高粘着 系数。
(3)采用增粘闸瓦,可提高 制动时的粘着系数,防止车轮 滑行。 (4)采用性能良好的防空转 装置。
5、提高粘着利用率的措施
为了减少轴重转移,在结构上采取如下措施。 1. 牵引电动机的顺置,即一个转向架各轴的牵引电动机布置方向相同。 转向架布置4个刚度较大的旁承, 对于速度较低的机车,每个转向 架布置4个刚度较大的旁承,此时,转向架内的力矩变化会通过4个刚 度较大的旁承或刚四性旁承传至车体,不再引起转向架内部的轴重转 移;而车体上由于转向架中心距较大,转向架传来的力矩所产生的转 向架间的轴重转移就小得多了。货运机车弹性旁承的刚度较大,就是 这个原理。 2. 低位牵引:降低转向架牵引力向车体传递点距轨面的高度。 3. 在制造和维修方面,要注意保持动轮等直径、各牵引电动机相同的特 性,以便使各轮对发出相同的牵引力。 4. 此外,在电力机车采用前、后转向架电动机分别供电,使轴重减载的 前转向架电动机减小电流,而增载的后转向架电动机增大电流。这有 可能获得较大的粘着重量利用率(防空转控制器)
一、机车牵引力的产生原理
设牵引电动机产生的扭矩通过齿轮传动,最后使轮对获得扭矩M。如果机车被 悬空,轮对离开钢轨,则该扭矩M作为内力矩,只能使轮对进行旋转运动,而不能 使机车进行前进或后退的平移运动。 当机车置于钢轨上,轮对与钢轨成为有压力的 接触时,就产生轮对作用于钢轨的力F,力F与转矩M成正比。由力F所引起的钢轨 作用于轮对的反作用力Fk。,就是使机车发生平移运动的外力。 将所有各动轮受到的钢轨反作用力加到一起,就得到的这种由钢轨沿机车运行 方向加于动轮轮周上的总切向外力称为轮周牵引力。
第二论 第7章 第8章 第9章 轨道交通车辆动力性能分析 轨道交通车辆结构强度设计 轨道交通车辆总体设计
第六章 轨道交通车辆牵引理论
第1节 机车牵引力的产生 第2节 列车制动力的产生 第3节 列车运动阻力
第1节 机车牵引力的产生
一、机车牵引力的产生原理 二、粘着定律 三、防车轮空转 四、轴重转移
2、粘着定律
3、影响粘着系数的因素
蠕滑系数又称为粘着系数,它是轴重、接触椭圆的长短轴比、泊松比、 弹性模数、库伦摩擦系数的函数。影响粘着系数的因素: (1)机车本身(包括结构因素、运行速度等)。 (2)轨道。轨面状态影响很大,不良的轨面状态(脏、油、湿、冰膜) 能使蠕滑系数下降一半以上 。 (3) 外界条件(包括气候、污染及撒砂等)。 由于回旋蠕滑率在一般情况下不大,纵向蠕滑力系数与横向蠕得力 系数在数值上的差异也不是很显著,为了简化起见,不考虑回旋蠕滑, 并近似地取纵向蠕滑系数等于横向蠕滑系数。下面蠕滑力系数公式适 用于小位移范围的:
2、评价指标
3、计算实例-DF型内燃机车轴重转移分析
A.牵引电机工作时产生的力 B.牵引电机工作引起的轴重转移
C.粘着重量利用率
a.牵引电机工作时产生的力
东风型内燃机车的牵引电动机系 采用轴悬式一端经两个抱轴瓦支承于 车轴上;另一端通过弹簧吊架悬技于 构架上。
b.牵引电机工作引起的轴重转移
c.粘着重量利用率
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