第四章-列车运动方程式课件.ppt

1、一、合力曲线1、合力 牵引工况 惰行工况 制动工况2、合力曲线：把合力与速度的关系绘制成曲线，称为合力曲线。4.1 合力曲线的绘制)()()()(302010vfBWCvfWCvfWFC二、合力曲线的绘制 单位合力的计算 牵引工况单位合力4.1 合力曲线的绘制(N/kN) )()(10 )(10)(00330gGPgwGwPFgGPWFc惰行工况单位合力(N/kN) )(P )()(P)(100000300GPwGwgGPgwGwgGPWwc惰行工况单位合力(N/kN) )(0.5b )(P1000)(10)(00030wGPwGwgGPWBchhc4.1 合力曲线的绘制4.1 合力曲线的绘制

2、(2)单位合力曲线计算表(3)单位合力曲线图三、单位合力曲线的用途:1）确定各种纵断面的合力值 通过移动纵坐标。ij 0 坐标上移；ij 0 坐标下移。2）确定均衡速度 在合力图上表示速度的轴线与合力曲线的交点速度称为均衡速度，在此速度下合力c=0。3）判断列车运动趋势 4.1 合力曲线的绘制列车运行方程表达了合力与加速度之间的关系。 即 一、列车运行方程式的导出 牛顿第二定律有 其中： (Kg)4.2 列车运行方程式)(cfa mac mca 2 smakgmNcggGPm310)( 又则 式中： g9.81m/s2 127000km/h2故有 4.2 列车运行方程式小cgggGPcgGPg

3、ca33310 10)( 10)(小小cca1271000127000考虑到车轮转动能量的损失，也为了计算方便。牵规规定，系数127改为120。故列车运行方程可表达为： 4.2 列车运行方程式单位合力小小小小 )/( 301)min/( 2)/( 1202cshkmcahkmcahkmca 直接运用单位合力C小 求列车运行距离与运行时分比较困难，故一般采用简化方法，用C均 代替C小 ，如右图：4.2 列车运行方程式图 4 - 2 单 位 合 力 的 简 化 5cp 5 1 2 4 3c ( N / K N )cp 1cp 2cp 4cp 3 6cp 6故有： 4.2 列车运行方程式单位平均合力

4、均均均均 )/( 301)min/( 2)/( 1202cshkmcahkmcahkmca二、列车运行时分计算公式 根据简化的思想，列车在区间的运行时分应为： 4.2 列车运行方程式（秒）（分钟）（小时）均均均 30t 2t 120t 12121212cvvcvvcvvavvavttvatt三、列车走行距离计算公式 列车在区间的走行距离应为： 4.2 列车运行方程式tvvtvsvtsss2 12均故有 4.2 列车运行方程式分钟或或）（均均均均 )( 2)(17.4 )( 17.4240)(1000 2401202 122122212221221212tmtvvsmcvvcvvskmcvvcv

5、vvvs例：已知某列车在某一时段受单位平均合力6（N/KN）的作用，求速度由20 （KM /h） 30 （KM /h） 时，所用时间和相应的走行距离（m）？解：t=(V2-V1)/ 2C均 （3020）/260.83分 s=4.17(V22-V21)/ C均 =4.17 (302-202)/ 6347.5m或 s=4.172(V1+V2)t =4.17(20+30)20.83347m4.2 列车运行方程式4.3 列车速度曲线时分的绘制一.绘曲前提及思路1.依据单位合力曲线Cf（v）2.假定一定速度间隔单位合力为常数3.绘制两条曲线：速度曲线vf（s）， 运行时分曲线tf（s）。二.速度曲线vf

6、（s）的绘制1.方法4.3 列车速度曲线时分的绘制绘制速度曲线的垂直线法4.3 列车速度曲线时分的绘制 （1）先将单位合力曲线图逆时针旋转90，使速度坐标轴朝上，成为纵坐标轴，单位合力曲线坐标轴朝左，成为横坐标轴，参看图左方。为介绍简明起见，图中仅给出了牵引工况，而省去了其他工况。 （2）在图的右方绘上。曲线图的两个坐标轴；以纵坐标轴作为速度坐标轴，横坐标作为距离坐标轴，并在横坐标轴下面绘出区间的线路纵断面。4.3 列车速度曲线时分的绘制 （3）将两图的横坐标轴对齐。 （4）在速度坐标轴上从起，取速度间隔。 （5）从坐标原点向合力曲线上对应于每个速度间隔平均速度的点引射线，然后从曲线图的坐标原

7、点开始，逐段画01、 12、 23、等线段，使这些线段分别与相应的射线相垂直。这些线段连在一起形成的折线就是所要绘出的曲线。 比例尺选用4.3 列车速度曲线时分的绘制注：一般计算栏中单位合力6mm为一单位长度速度1mm为一单位长度时间10mm为一单位长度固定线段30mm为一单位长度3.注意事项：1）比例尺选用第一组2）规定：牵引运行“”，惰行“-” 空气制动“ ”等3）速度间隔，一般计算不大于10km/h， 专题计算不大于5km/h。4.3 列车速度曲线时分的绘制4）列车过变坡点速度需要试凑5）列车进站需要试凑4.3 列车速度曲线时分的绘制4.3 列车速度曲线时分的绘制三.时间曲线tf（s）的

8、绘制前提：tf（s）利用vf（s）绘制4.3 列车速度曲线时分的绘制 绘制时分曲线时应注意的问题：(1)按比例尺选用表中第1.3.4,5栏规定的比例尺作图。(2)与绘制曲线取同样的距离间。(3)由于曲线总是上升的，为绘图整齐和便于计算起见，应将曲线每10 min作为一段，每隔10 min即把终点投影到距离坐标轴上再继续绘制。中途遇有车站时，车站应是时分曲线的分界点，不管停车或通过前时分是否达到10 min，停车或通过后时分曲线均应从距离坐标轴上，即从零开始绘制，以便统计各区间运行时分。 4.3 列车速度曲线时分的绘制四.实例图4.3 列车速度曲线时分的绘制化简的目的：减少工作量一.思路：用化简

9、坡度代替实际坡度， 即 ihi二.化简公式：ih=(H2- H1)/Lh1000 H1，H2 化简坡段的标高（m）； Lh 化简坡段的长度（m）， LhLi三.精度问题检验公式： Li2000/i = 2000/ih-i 4.4 线路纵断面化简ih 化简坡度千分数i 化简坡段中任一实际坡度千分数Li 被化简坡道中任一实际坡道长度注：化简坡段内每一实际坡度必须符合检验公式 方可化简四.化简坡度地段含曲线、隧道时的处理1.思路：将曲线、隧道阻力换算成假想坡道，并计算出简化后的加算坡度千分数ihj。2.方法：将曲线阻力或隧道阻力平均分摊在化简后的整个坡段上，转化为曲线或隧道阻力换算坡度千分数ir、is。4.4 线路纵断面化简按照列车阻力所做机械功相等原则：a.曲线附加阻力换算坡度千分数ir Lh=rLr=(600/R) Lr Lr 2R/360ir600/Lh2R/360(10.5/Lh )b.隧道附加阻力换算坡度千分数is LhsLs ； is（sLs ）/Lh3.化简坡段的加算坡度千分数ihj ih+ir is 4.4 线路纵断面化简