（车辆工程专业论文）6000t级重载列车纵向动力学分析.pdf

( 少融西南交通大学研姓靴论文第，页 摘要 7 y 一3 1 8 8 ( t o 随着2 5 t 轴重重，世货车的运用，同前繁忙干线k t 3 * , j5 0 0 0 t 级重载列车 的牵引重量将可能达剑6 0 0 0 t ，列车的纵向冲动加剧，将给行车安仝带来 更大的威胁。 本文以6 0 0 0 t 级尊我列车为研究对象，通过对现有机车车辆技术装 备条什的分j = 斤，建市，符合6 0 0 0 t 级重载列车纵向动力学研究需篮的模型 和程序，采| 汁算机摸拟汁算的方法，探讨了在现有条件f 开行6 0 0 0 t 级 重载列车时减轻纵向冲动的途径，在列车操纵方法、乍辆缓冲装醪和乍 辆制动装置的配备以及t ：辆混编方面进行了，人量的分析。， 7 结合刈电算数折0 比较和对列车纵向冲动机理的削_ f = 斤，奉艾甬比分 析了常用制动、紧急制动年低速缓解等三种 况f 蕈数列年的纵向；- 力 ：j 制动初速、缓解例述、列牟管减压量、车钩初始状忿、乍钩n | j 隙以及 电阻制动的关系，通过对不f j _ j 缓冲器、不同制动机对乍钧力影响的比较， 提出厂车辆缓冲装战羽i 乍辆制动装置的配备方案；总结j ，食台理的 操纵方法。在此基础h 着重分析了新型大轴重货车与现何牛辆j 昆编的 问题，对空重车、小川缓冲器及不同制动机住1 i 1 叫比例、不列部缸混编 条件f 的列车纵向冲动水、 ，进行了对比计算。训算表圳j ，侄现有技术装 备条件卜，通过适、1 1 | _ 1 0 编组限制，结合有效的列午操纵技术，丌仃6 0 0 0 t 级重载列车是叫行n 勺，随着新型车辆比例的增加，列j i 纵向i , t 动水、 ，_ 会 进一步降低。论文通过刈小同乍辆混编和卒莺 ：混编的研究，为今肝制 定6 0 0 0 t 级眶跛9 1 h i n 0 蚺纵规范提供j 理论基础。一? t 关键词：- 嚣戮列二纵m 冲动操纵方法制功缓似 洱自i a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ea p p l i c a t i o no f 2 5 ta x l e w e i g h tf r e i g h tc a r , t h e w e i g h to f5 0 0 0 th e a w h a u lt r a i n o nb u s ym a i nl i n e sa t p r e s e n t w i l lc o l l i et o6 0 0 0 t t h el o n g i t u d i n a l i m p a c to ft r a i n a g g r a v a t e sa n dg r e a t l yt h r e a t st h eo p e r a t i o ns a f e t y i nt h i s p a p e t t h e6 0 0 0 t h e a v y h a u l t r a i ni st a k e na s r e s e a r c h o b j e c t ，a f t e ra n a l y z i n g t h et e c h n i c a l e q u i p m e n t s c o n d i t i o no fe x i s t i n g r o l l i n gs t o c k t h em o d e lm i dp r o g r a m e w h i c ha c c o r dw i t ht h ed e m m l d so f6 0 0 0 th e a v y h a u lt r a i n l o n g i t u d i n a ld y n a m i c sr e s e a r c ha r ee s t a b l i s h e d b ya p p l y i n go f t h ec o m p u t e rs i m u l a t i n gc a l c u l a t i o n ，t h ew a yo fw h i c hr e d u c e t h e l o n g i t u d i n a li m p a c to ft h e6 0 0 0 th e a v y h a u l t r a i nu n d e r p r e s e n tc i r c u m s t a n c e si sd i s c u s s e d g r e a ta n a l y s e sw i t hr e s p e c t o ft r a i no p e r a t i n gm e t h o d s ，t h ed i s p o s e m e n to fc a rd r a f ta n d b r a k e e q u i p m e n t s ，c a rm i x e d - m a r s h a l i n g a r ed o n e i nc o m b i n a t i o nw i t ht h ec o m p a r a t i o no f c o m p u t a t i o nd a t a a n dt h ed i s s e c t i o nt ot h em e c h a n i s mo ft r a i n l o n g i t u d i n a l i m p a c t t h i sp a p e rf i r s ta n a l y s e st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e t r a i nl o n g i t u d i n a li m p a c ta n dt h ei n i t i a lb r a k i n gs p e e d i n i t i a l r e l e a s i n gs p e e d ，t r a i n t u b ep r e s s u r er e d u c t i o n ，i n i t i a lc o u p l e r s t a t e ，c o u p l e rg a pa n de l e c t r i cb r a k i n gd u r i n gt h r e ew o r k i n g c o n d i t i o n ss u c ha so r d i n a r yb r a k i n g ，e m e r g e n c yb r a k i n ga n d b r a k er e l e a s i n ga t1 0 ws p e e d t h r o u g hc o m p a r i n g t h ee f f e c to f d i f i e r e n tb u t i e ra n db r a k eo nt h ec o u p l e rf o r c e ，t h ea r r a n g e m e n t s c h e m ew i t h r e g a r d t oc a rb r a k ea n db u f f e ri so f f e r e da r a t i o n a l o p e r a t i n gw a yo ft h i s t r a i ni ss u m m a r i z e d o nt hi s b a s i s ，t h i sp a p e rp u t sp a r t i c u l a re m p h a s i su p o nt h ea n a l y s i so f m i x e d m a r s h a l i n g o fn e w h i g ha x l e w e i g h t c a ra n d c h e n g d u1 9 9 95 西南交通大学研究生学位论文第3 页 c o n v e n t i o n a lc a r , c o m p a r e sa n dc a l c u l a t e st h et r a i n1 0 n g i t u d i n a l i m p a c tl e v e lu n d e r t h es i t u a t i o no f m i x e d m a r s h a l i n go fe m p t y c a ra n dl o a d e dc a r d i f i e r e n tb u f f e r i , d i f i e r e n t b r a k end i f f e r e n t p r o p o r t i o n a n dp o s i t i o n t h ec a l c u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a t u n d e rt h ec o n d i t o no fc u r r e n tt e c h n i c a le q u i p m e n t s ，b yl i m i t i n g m a r s h a l i n ga p p r o p r i a t e l ya n di dc o n n e c t i o nw i t he f i e c t i v et r a i n o p e r a t i n g s k i l l s t h e o p e r a t i o n o f6 0 0 0 th e a v y h a u lt r a i n i s f e a s i b l e w i t ht h ei n c r e a s eo ft h es c a l eo fn e wc a r , t r a i n 1 0 n g i t u d i n a l i m p a c ti e v e lw i l lf u r t h e rr e d u c e b ym e a n so f t h e s t u d yf o rm i x e d m a r s h a l i n go fd i f 琵r e n tc a r , e m p t yc a ra n d l o a d e dc a r , t h i sp a p e rp r o v i d e st h et h e o r yb a s i so fw h i c hm a k e s t h eo p e r a t i n gr l o r mo f6 0 0 0 t h e a v y h a u lt r a i n k e y w o r d sh e a v y h a u lt r a i n o p e r a t i n gm e t h o d s r n i x e d - m a r s h a l i n g l o n g i t u d i n a li m p a c t b r a k er e l e a s e c h e n g d u1 9 9 95 西南交通大学研究生学位论文第7 页 第一章绪论 1 1 重载运输的发展现状 我国地域辽阔，重质物资运量大，运距远，而我国铁路的客观现实 是线路少，能力短缺，大龟修建新的线路又受到投资的制约。因此，于另 百计地增力既有线路的运输能力，发展重载运输，是一项非常重要的【支期 任务，也是缓利铁路运能和运量之问矛盾的主要途径，同时【i 王是铁路运营 管理由粗放型向集约型转化的一个方向，从而使铁路真正起到国民经济人 动脉的作用。 重载列车从利学h 验、运营准备到正式开行，大体通过了两种途径， 共经历了三个阶段并n 相应采取了三种运输组织模式。 三个阶段和三种运输组织模式如下： 第一阶段，从8 j 年到9 0 年，为改造旧线、开行组合式重载列车模 式阶段。 组合式重载列车模式，是将同方向的两列普通货物列车首尾相挂， 使列车间隔时问压缩至零，机车位于列车的头部和中部。组成中每列车 的解编方式和普通货物列车差别不大，无需彻底改变现有的站场设备和装 卸设备，列车的编组也比较方便，开行之初需要延长少数会让站的少量站 线长度至1 7 0 0 m 。在般线路上。只要前后机车配合得当，现有车辆的制 动装置、车钩、缓冲器以至车体强度等是基本上能够适应的。8 4 年l1 月， 在丰沙大线作为试点，北京局进行了取机牵引7 4 0 0 吨试验( i 、缩短掣敞车 及装有配套制动技术t 佝新型( ：、。车辆，采用离磨合成闸瓦、闸瓦间隙自z 力 调整、空重车位自动 删螭、1 0 3 制动阀、滚动轴承以及1 3 号车钩等多项技 术，它采取如f “7 ，定”的运输组织方式：固定机琅、吲定车底、定 到发站、固定运行线、刚定货物品类( 如煤炭) ，进行循环拉送。，经过 系列的试验，于8 5 年： 月2 0 日正式运营。 为了扩大组合- t 爱裁列车的开行范围，使其具有普遍的推广价值， c h e n g d u1 9 9 95 西南交通大学研究生学位论文第8 氕 沈阳局沈山线以非剧定的绢合( 不受车体、车型、车钩型号、割动机类型 以及缓冲器型号的限制) 进行了一系列的试验，在8 5 年8 月正式开行了 7 0 0 0 吨组合式重载列车。j l ? - 同时郑州局在平顶山武汉( 江岸西) 开行了双 机牵引6 5 0 0 吨的组合式重载列车；济南局在徐州：b 南京东站之问开行 j 双机牵引7 0 0 0 8 0 ( ) o 吨的组合式重载列车。在这个阶段，各线共丌行 了1 0 3 3 9 歹l j t h 合式重裁列车，相当于多运货物2 3 8 5 6 m t 。 第二阶段，从9 ( ) 年至9 2 年，为新建大秦线、开行单元式重载列啤! 模式阶段。 单元式重载列1 二址以固定的机车车辆组合成为个运营单元的列 车。它固定机车、固定午辆、固定编组、单品种、单到发站，往装、 卸站间往返循环赢达运行，在运输全过程中没有任何改编作业，装卸站1 7 机车不摘挂，按照规定的走行里程标准整列入段( 入厂) 检修。这种运输 力式的特点是：在机1 - 4 - ：辆相对充裕、货流集中、方向同定的情况下，口j 以最大限度地减少运截支出，从而大幅度地降低运输成本。 大秦线是我国自行设计并新建的第一条双线电气化单元式重载列车 专线，其全长6 5 3 k m ，自从大秦线西段通车以来，采用法国引进的8 k 电力 机车、e ：或( 1 。，型专用车辆( 旋转式车钩、a b d w 制动机、m t 一2 大容量缓 冲器) ，进行j 单机牵引6 0 0 0 盹、双机牵引t 0 0 0 0 吨单元式重载列车的 、系列成功试验。大豢线单元重城列车于1 9 9 2 年8 月1 日终于正式运营。， 第三阶段，是从兜年后对沿海繁忙干线逐步改造，是单编重载列车 摸式阶段。 单编重载列车是 i f 大功率机车( 单机、多机) 牵引并且位于列车头 部，它的特点是：机1 二1 i 车【1 j j 均不回空，采用一1 般货物列车的作业方法，列 车到达、解体、编组、“ 发、取车、送车、装车、卸车及机车换挂等作q p 均5 - 普通货物列车相帆，开行单编重载列车要求有大功率、大牵引j - j 的机 车，必要的车站剑发线有效长度，它不一定由同型车辆组成，这种列7 l ! 州 由不同型式和载重的货乍车辆混合编组，且允许中途改编，因此在使川卜 具自更大的通用性和普遍意义。 通过调整t ：j l t - ：类断i j 延k 车站到发线长度至t 0 5 0 m ，使一些火舅川j 。以 西南交通大学研究生学位论文第9 页 容纳计长8 1 的列车，京沪线于9 2 年8 月6 日在徐州北南京东之间开通 r 由两台n d 5 机车牵引的6 6 节单编重载列车，总重5 1 3 4 吨：京广线f 9 2 年8 月1 2 同在石家庄郑州北之间开通了由两台北京型机车牵引的6 j ：常 单编重载列车，总重5 1 1 9 吨；于9 月1 5 日又开通了由两台d f 7 机车牵引 的6 8 ：肖单编重载列车，总重5 2 4 4 吨。在9 2 9 5 年之间，京沪、京广p 勾 线 、下行共开通了2 9 3 12 列单编重载列车，相当于多运货物1 9 2 7 m t 。 为了顺应我国铁路高速重载的发展目标，可以预见侄1 i 久的将来， 编组在7 0 节左右、牵引重量在6 0 0 0 t 左右的单编重载列车将会成为一一个 丰夏的发展模式。这1 ；l | 列车可以由不同载重和不同型式的货车车辆混编i 耵 成，更多地考虑了与现有乍辆的通用性，不但可以充分发挥现有车辆的潜 能，减少铁路运营成本，i 而且能够实现向更高一级装配水平的平稳过渡。 1 2 重载列车研究情况综述及选题的意义 121 重载列车研究情况综述 一组合列年 列车前部和- | 部1 i 同位置处机车的同步作用是该种列车的关键技术 问题。8 0 年代，我国曾先唇在丰沙、京秦、沈山、石德线上开行过不同方 式的组合列车由于i 述组合歹0 车均有较高的机车同步操纵要求，而相应 的技术装备不足，从19 9 0 年以后，这类组合列车已逐渐减少。此外，铁 道部曾于1 9 9 0 年在大豢线上进行了由两列s s l 型电力机车牵引、编组6 0 辆敞车的5 0 0 0 t 列车合并而成的万吨组合列车试验并取得了成功，但由于 大秦线没有开行组合列乍的必要，所以未在该线上正式开行。目前，我国 仍在继续开展与组合列车有关的机车无线遥控系统的研究。 ：单元重载列： 从“七五”! t o l l 川1 始，为提高货物列车运输能力，| ! ! ：f 先j 装箭l 0 3 蒯的煤车专列进行过t o o o t 5 0 0 0 t 级列车的运行试验。往大秦线“i ” 行前的1 9 8 6 1 9 8 8 卜进行了5 0 0 0 t 6 0 0 0 t 级单元重城列车的仿真研究” c h e n c d u1 9 9 9 5 西南交通大学研究生学位论文第1 0 页 1 9 8 9 年，在大秦线两段完成了s s 3 型电力机车单机牵引6 5 辆敞车的6 0 0 0 t 级单元列车试验。接着又于1 9 9 0 年在大秦上完成了由8 k 、s s hs s l 型机 车牵引的各种重载列车的试验，包括电力机车双机牵引万吨级列车和单机 牵引5 0 0 0 t 级列车的试验。从而解决了大秦线单元重载列车的牵引动力配 置、编组方式和合理操纵问题。 三单编重载列车 普通单编方式的重载列车是我国普遍开行重载列车的主要发展方 向。从1 9 9 0 至1 9 9 4 年先后有铁科院、西南交通大学和北京、上海、济 南等铁路局参加，应朋计算机仿真研究和现场试验相结合的方法完成r 一系列繁忙干线开行上5 0 0 0 t 级重载列车的前期工作。如1 9 9 0 1 9 9 2 年 的二大干线开行5 0 0 0l 级重载列车的可行性研究：1 9 9 2 年的环形线5 0 0 0 t 级列车综合试验：1 9 9 3 年以来的京沪、京广线5 0 0 0 t 级重载列车操纵技术 研究等。“九五”期问，为适应我国客货列车提速的发展，对5 0 0 0 t 级重 载列车又提出了提速举8 0 k m h 的要求，并已经在沪宁线和沈山线上完成 了货物列车的提速试验。 1 2 2 本论文选题的意义 铁道部在总结运行经验和科学研究的基础上，提出了主要繁忙二f 线 开行5 0 0 0 t 级重载列个的“八五”攻关要求，根据这一目标，相关的利 坍 部门和运蕾单位已在玎行这种列车的相关技术和装备条件方面取得了很 大成果。获得了重大的社会和经济效益。虽然6 0 0 0 t 单元重载列车的试验 研究已经展开并已运营，但非固定编组的6 0 0 0 t 级普通单编重载列车在目 前重载车辆的技术装备条件下具有更加广泛的通用性，是向比较先进的厦 绒列车装备水平( 2 5 t 轴重货车、小间隙高强度车钩、新型转向架、火容 量的货车缓冲装冒、先进旧制动机、高摩合成闸瓦) 过渡的个必经阶段。 由于这种编组的列车i ，j 以由不同型式和载重的货车车辆组成，方能够 降低铁路运营成本，提t 每经济效益：另一方面，开行这种列车时也会遇! j ! j 列车操纵方法、机车乍辆配备、各种类型货车混编( 包括制动机、缓冲器、 c h c n g d u1 9 9 9 5 西南交通大学研究生学位论文 空重车的混编) 等问题；所以，针对上述6 0 0 0 t 级重载列车纵向动力学的 研究具有十分现实的意义。 1 3 本文所要进行的工作 本文立足于列车动力学原理，通过计算机模拟计算的方法，着重分 析了阻下方面的问题： l 通过对常用制动、紧急制动和低速缓解三种工况卜 列车纵向冲 动与制动初速、缓解幼速、列车管减压量、车钩初始状态、车钩问隙以及 电阻制动的关系的分末斤，探讨了开行6 0 0 0 t 级重载列车的合理操纵方法。， 2 ，通过对不同制动机、不同缓冲器对列车纵向冲动影响的比较，纷 合目前重载车辆的技术装备水平，总结出了开行这种重载列车的车辆酣鼢 方案。 3 考虑到实际远 中将会遇到的问题，对不涮比例和位爱情况下的 空重车混编、制动机混编、缓冲器混编以及闸瓦混编进行计算机仿真，比 较其危险二【| ：况下的最火纵向力，从而确定混编列车的合理编组方式。 在列车运行的模拟计算中，主要考虑的是7 0 辆：a 编组和7 4 辆c 。， 编组的6 0 0 0 t 级重载硎车，前者装用g k 制动机，车列c 度9 4 0 8 m 后者 装刚1 0 3 制动机，车列长度8 8 6 5 m ，扣除机车长度等因素后，这两种编绀， 情况均符合繁忙干线站线有敬k 度1 0 5 0 m 的要求。 c h e n g d u1 9 9 95 西南交通大学研究生学位论文第1 2 页 第二章重载列车纵向动力学的计算方法 2 1 列车纵向运动数学模型的建立 重载列车纵向动力学的研究与般牵引计算不同，需分别考虑列车 中各节车辆上的作用力及其运动规律，研究中应计入车钩间隙、缓冲 的 非线性特性及内阻尼，必要日、j 还需考虑所装货物与车体问的相互作用：它 与单个机车车辆的动力学研究也有很大区别，侧重于研究车辆问的相互作 用，并以单个机车车辆的动力学研究为基础。 重载列车纵向动j 学主要是用来分析不同列车编组、不同工况以及 不同线路条件f 组成车辆间的纵向作用力，与线路纵断面、列车编组、操 纵方法、车辆配置等均有密切关系。它对重载列车组成及运用中的各种条 件进行综合分析，确定最载列车运行过程中备节车的位移、速度、加速度、 乍钩j 、缓冲器行程、制动距离等多种参数，从而制定出合理的车辆配簧 以及列车操纵规范，嵌大限度地减少列车纵向冲动，保汪行车安全。 重载列车动力学f l q 6 ) f 究方法主要是理论研究与线路试验相结合。近 年来，由于电子计算机以及现t 测试技术的发展，玎j 建立与实际十分接近 的数学模型，然后采川数值积分等方法在计算机 _ - 去求解。 通过线路试验，可以研究车辆的纵向作用力大小与时间的关系以及 纵向作用力大小沿列车k 度变化的规律，还能够测出列车速度、制动距 离、沿列车长度的列车管减压过程、制动缸的充气过程、车辆问速差、车 辆间距、车钩缓冲嚣1 q 压缩量以及列车各部分的纵向加速度；它是检验理 沦研究是否正确的有效于段。 211 整列车的运动模型 列车是由一系列质量、车钩缓冲器等组成的个多质量非线性动力 学系统，列车纵向动山。产以缚节车为研究对象，刘各节乍均迸千受力分阮 由牛顿第二定律( ，= ，j 7 y ) 列出各辆车的二二阶纵向运动微分力程，l ：l i 数能 积分方法求出列均：运i 时刻、任一- 节车辆的位移、述度、肌i 速度、 c h e n g d u1 9 9 9 5 西南交通大学研究生学位论文第1 3 页 辆在线路上的位置、车钧力、缓冲器行程等参数，能够真实客观地反映列 车运行的动态过程。其自由度等于组成列车的机车车辆总数，列车纵向动 力学分析模型如下图： l i v - x 图2 1 ，1列车纵向动力学分析模型 式中：l i 第i 辆车钩舌销中心线之间的距离( 自由状态) ： x 卜一第i 辆车的纵向中心坐标，这里将机车车辆的质量集 - p = ：| - ：一点： 2 1 2 单辆车受力分析模型 设列车沿坡度起伏区段运行现取列车中的任一车辆为分离体，其 受力分析见图2 1 2 。 i 錾12 1 2 车辆受力分析图 图中：f c f ，f c a 一车体的前、后车钩作硐力，其中包括缓冲装嚣的 c h e n g d u1 9 9 95 西南交通大学研究生学位论文第1 4 页 f t e f d b f b f w 非线性特性和阻尼： 牵引力，仅作用于机车： 动力制动力，仅作用于机车； 空气制动力； 列车运行阻力，包括运行基本阻力、 曲线阻力、起动阻力等； 2 13 运动微分方程 肼。x ”二一心。( 。一x ，x x ，) 一，氓( 钆，r 。) + f 丁e ，( x ”) 一h ) t t 。，( x ，j f b , ( ”) ， 。x 】= f c f j ( x ，x ，1 ，。r ，l 一肖1 ) 一f c a i ( x l ，x 。，x i xj 1 ) 一f 彤( x i ，1 、凡，) 一f d b ( x ，) 一，1 b 、( ，) m jxr = f c f ：t x ? 一x ? 1 ，x ? x ) 一f c a ? t x ! ，x ? ，x t x - t 、f w ? t x 。，l7 f t ? 、 一f i ) b ，( x 一) 一t , 7 3 ，( z ，) m j i x 。= f c f 。( x 。x ，x 一x i 1 一f w 。t x 。i r7 、一f d b ? x i ，、一f b ，x j 1 用二阶非线性微分力程描述列车的运动： 式t p ：m ，m 一一矶车、车辆的质量： x i 一一 1 ：体的纵向坐标； mx a 胁、后年钩钩舌接触面的纵坐标； l 一线路坡道的坡度，单位为于分数( ) ； r 一一曲线半径： 刘j 一节车辆可以列个二阶微分方程，现在我们列乃程中的每部分 进行逐“分析。 22 机车牵引力的计算 c 蛔毽d u1 9 9 9 5 堕奎望查兰堕壅皇堂堡堡窒 蔓! i 墨 这里涉及的机车种类有d f 4 、s s i 、s s 3 、s s 4 、8 k 、$ 8 7 、d f 8 等根 据机车生产厂家提供的牵引特性曲线及试验数据，肘牵引曲线避行拟合 川以求出某一速度下、菜牵引手柄位的稳态轮周牵引力。予柄位变化时 机车牵引力也随着时间变化处于动态过程中，这种过程与机车电机的电特 性、柴油机调速特性、机车控制方式有关，这里采用如f 的近似计算力范： f l 、e 2 ( i ? l ? 2 一f f l ) 丁，六9 f ) + ，f l 式中： l ? 脏一任州刻轮周牵引力； f f i 原手柄位对应的稳态牵引力： f i ：2 - - _ 新手柄位对应的稳态牵引力： i 、l - r 仙位变化后的时间，t u ， t d f 时，取t u = t d f ： p d f - - - 提r - f 牺位所需时间，t d f t d f 1 时，取t d f = t d f 。i 1 、i _ i 儿是机车特性决定的牵引力达到稳态的动态过程 的最短时间： 同理，机车退手柄戗的牵引力公式如下： f t e = ( f f l 一f f 2 ) f 】7 玎i d f ) + f f 2 式中： r d 一退f 柄位后的对间，当t d t d f 时，取1 d = t i ) f ： 7 r d f 一退手柄位所需的时间： 电力机车及内燃机车的计算粘着牵引力按下式计算： f “= 1 0 0 0 h u 式中：p 一 机车粘着质量( t ) ： ur 计算粘着系数； 再型电力传动内燃机乍的计算粘着系数按下式计算： ：0 2 4 84 - ! 二 。 7 s + 2 0 1 机车在曲线半径小j i5 5 0 mn 勺线路上运行时，曲线一 - f t 9 计算粘着系数为 u = u 。( 0 ，8 0 5 + t ) 0 0 0 3 5 5 r ) 圈，。各型电力机车的讣弹粘着系数按下两公式计摊： “：02 4 + ! ! 。 1 0 0 + 8 i c h 蜘, d u1 9 9 95 西南交通大学研究生学位论文第1 6 页 电力机车在曲线半径小于6 0 0 r a 的线路上运行时，曲线上的汁算粘着系数 为：l - t 、= 二uj ( 0 6 7 + 0 0 0 0 5 5 r ) 2 3 列车中各种阻力大小的求法 2 3 1概述 列车运行时，作川在列车。卜阻止列车运行并且1 i 能用人力操纵的外 力i j q 做列车运行阻力。，按照引起阻力的原因，阻力可分为两类： 1 基本阻力一列车在任何谤况下运行均存在的阻力，它用下角标 “0 ”表示。 2 附加阻力一列乍限某些特殊情况下运行时除基本阳力外的阻力。如 列车在坡道上运行时增加的坡道阻力( 加f 角标“p 袭 示) ，列车在曲线j ：运行时的曲线附加阻力( 加f 角标 “r ”表示) 列车在隧道中运行时的隧道附加空。邙 【力 ( 加一日标“s ”表示) 等等。 由于作用在机车4 三辆i ：的阻力与其重蹙成正比般常用单位莺裁 阻力即单位阻力表示，单位为每吨千克力( k g f t ) 。 23 2各种阻力的计算 ( i ) 机车单f j 占水阻力计算公式 s s l 、s s 3 、s sz 1 型l l l ) j 机车： w i = 22 5 + 0 0 1 9 0 v + 0 , 0 0 0 3 2 0 v 二 , 5 5 7 型电力机1 ： ：14 0 + 0 0 0 3 8 17 + 0 , 0 0 0 3 4 8 1 - ! s s 8 型电力机1 i ： c h e n g d u1 9 9 9 5 ) ) c 【 ， ， f f g g k k 西南交通大学研究生学位论文第1 7 页 1 ：= 10 2 + o ，0 0 3 5 j + 00 0 0 4 2 6 v 二 d f 4 型、d f 4 b 型、d f , i g 型内燃机车： 1 = 22 8 + o0 2 9 3 + 00 0 0 1 7 9 v 二 1 ) f 8 型内燃机车： 1 lr i = 24 0 + 00 0 2 2 i7 + 00 0 0 3 9 1 v ” d f ll 型内燃机： ( k g f t ) ( k g f t ) ( k g f t ) 1 4 , = 08 6 + 00 0 5 4 t 7 4 - 00 0 0 2 1 8 ( k g f j t ) 5 , 0 5 型内燃机车； = 13 1 + 0 0 1 6 7 17 + o 0 0 0 3 9 b7 ：( i g f t ) 其中：w 牵引运行的单位基本阳力( k g f t ) v 一移l 车运行速度 ( k m h ) ( 2 ) 货车运行r 寸基本阻力的计算公式 滚动轴承货车 空车：1 。= 22 3 + o0 5 3 p 7 + o 0 0 0 6 7 5 1 ”( k g f t ) 重车：，= o9 2 + o0 0 4 8 v + o 0 0 0 1 2 5 ( k g f t ) 滑动轴承货葺： 空车：= i5 3 + o0 2 4 4 7 + o0 0 0 4 2 b ( k g ft ) 重车：“= 10 7 + 0 , 0 0 1 i v + o0 0 0 2 3 n 。 ( k g f ，t ) 应用以上机车4 ：辆单位基本阻力公式应注意： 试验是在速度大j - 1 0 k m hf 进行的，而j 1 1 _ g , 速运行时阻力变化较复 杂，所以计算基本阻力州、， 0 时，车钩处于拉伸状态； 一 d l 、i ( c ) 0 f m车钩处于自由状态： c h e n g d u1 9 9 9j 西南交通大学研究生学位论文第2 8 页 d t i ( t ) o ，则缓冲器处r 加载工况； 若阱t ( t ) - - d r j ( l t ) 0 ，则缓冲器处于卸载工况； 南加载工况向卸载，t 过渡时，阻抗力为： f c = 尺r l k ( a x 。一鲥) 1 0 6 05 由卸载 况向加载工况过渡时，阻抗力为： 凡1 = f c c 2 + “( a x 鲥，) 1 0 6 xo 5 式r f ，：艄，硝，缓冲器的行程； k _ 1 _ 加载曲线与卸载曲线间连线的斜率这里取k = 8 0 ： 缓冲器行程可以通过数| i 白积分的方法求出，根据状态( 加载或卸载) ，通过 对缓冲器特性曲线进行拟合得到缓冲器阻抗力，即车钩力。在利用数值积 分方法时缓冲器7 i 1 1 i 川。以用下列式子表示。 第i 辆车前缓冲器行程为： z g x f i = x f i l i ，一+ 2 一x i ： 第i 辆车后缓冲器行程为： a x a i = x i l ，i 2 一x a i ， 式中：x r i ，x a i6 叭j 钩舌坐标； 缓冲器的特性曲线时根据缓冲器的静压试验特性、落锤试验特性及列车动 力学试验结果，结合我校通过理论研究得出的缓冲器的动态特性获得的， 其示意图如f ； c h 鼬d u1 9 9 95 西南交通大学研究生学位论文 针对加载工况及卸载工况，从缓冲器的特性皓线上，对应行程a x a i 就可以得出车钩力l ? c cj ( 1 ) 和f c c 2 ( i ) 。 2 8计算方法 重载列车非稳态纵阳运动方程的求解，实际上是非线性微分了j 程求 解的问题，一般是采用数值积分的方法在计算机上来进行的。 二阶微分方程组求解的方法多种多样，有泰勒( t a y l o t ) 级数法、欧 拉( e u l