1、哈佛大学图书馆凌晨哈佛大学图书馆凌晨4 4点半的景象点半的景象 德国科技公司发明机器鸟德国科技公司发明机器鸟 可自主飞翔降落可自主飞翔降落 德国科技公司发明机器鸟德国科技公司发明机器鸟 可自主飞翔降落可自主飞翔降落 第三章第三章 牵引计算牵引计算牵牵引引计计算算3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 作用于列车上的力作用于列车上的力3.5 3.5 运行速度及运行时间运行速度及运行时间 3.6 3.6 能耗计算能耗计算牵引力（牵引种类和机车类型，牵引力）牵引力（牵引种类和机车类型，牵引力）阻力（基本阻力，附加阻力）阻力（基本阻力，附加阻力）制动力（摩擦制动，动力制动、制动力（摩擦制动，动力制动、
2、磁轨制动、线性涡流制动）磁轨制动、线性涡流制动）单位合力单位合力运行速度和时间的计算公式运行速度和时间的计算公式行车速度与行车时分的近似计算方法行车速度与行车时分的近似计算方法利用均衡速度法计算运行时分利用均衡速度法计算运行时分制动距离制动距离电力机车的耗电量计算电力机车的耗电量计算内燃机燃油消耗量计算内燃机燃油消耗量计算3.3 3.3 列车运动方程式列车运动方程式（列车运动状态分析、列车运动方程式）（列车运动状态分析、列车运动方程式）3.4 3.4 牵引质量与功率的计算牵引质量与功率的计算牵引质量计算牵引质量计算牵引净载、牵引辆数及列车长度计算牵引净载、牵引辆数及列车长度计算高速列车的功率计
3、算高速列车的功率计算3.1 概述概述列车牵引列车牵引主要研究作用于列车上的各种力及这主要研究作用于列车上的各种力及这些力与列车运动的关系。些力与列车运动的关系。作用于列车上的外力作用于列车上的外力（牵引力、阻力、制动力）（牵引力、阻力、制动力）列车运动和力的关系列车运动和力的关系与列车运动有关的实际问题的解算方法与列车运动有关的实际问题的解算方法运行速度与时间运行速度与时间牵引质量的计算牵引质量的计算制动距离的计算制动距离的计算列车能耗的计算列车能耗的计算 轨道交通的运输能力、效率、成本及安全，与轨道交通的许轨道交通的运输能力、效率、成本及安全，与轨道交通的许多部门均有联系。多部门均有联系。轨
4、道交通的线网规划轨道交通的线网规划选线设计选线设计行车设备及信号布置行车设备及信号布置机车的设计及选型机车的设计及选型列车牵引质量的确定列车牵引质量的确定运行速度和运行时间运行速度和运行时间制动距离制动距离能耗能耗列车监控列车监控安全规章制度和事故分析安全规章制度和事故分析均与均与牵引牵引计算计算有关有关3.2 作用于列车上的力作用于列车上的力列车由机车及车列（机车后面拖挂的车辆）构成。列车由机车及车列（机车后面拖挂的车辆）构成。列车列车动车动车有动力的车辆为动车；有动力的车辆为动车；拖车拖车没有动力的车辆为拖车。没有动力的车辆为拖车。列列车车种种类类及及优优缺缺点点列车类型（电力机车、内燃机
5、车、蒸汽机车）列车类型（电力机车、内燃机车、蒸汽机车）电力机车电力机车优点优点：热效率高、功率大、速度高、起动快、基本：热效率高、功率大、速度高、起动快、基本 无污染，乘务员工作条件好，机车利用率高。无污染，乘务员工作条件好，机车利用率高。缺点缺点：需供电设备（高压输电线、牵引变电所：需供电设备（高压输电线、牵引变电所 及接触网），工程投资大，机车独立性稍差。及接触网），工程投资大，机车独立性稍差。内燃机车内燃机车优点优点：热效率较高，相比电力机车，不需供电设备，：热效率较高，相比电力机车，不需供电设备，机车独立性好。机车独立性好。缺点缺点：消耗贵重的液体燃料，且机车构造复杂，造：消耗贵重的液
6、体燃料，且机车构造复杂，造 价较高，在高温、高海拔地区牵引功率低，价较高，在高温、高海拔地区牵引功率低，污染环境。污染环境。3.2.13.2.1、牵引力、牵引力牵引力牵引力由机车（动车）动力装置产生的扭矩，通过传动装由机车（动车）动力装置产生的扭矩，通过传动装置在各动轮轮周上形成的切向力，依靠轮轨间黏着力，引起钢置在各动轮轮周上形成的切向力，依靠轮轨间黏着力，引起钢轨作用于各动轮轮周上的反作用力，这是作用于机车（动车）轨作用于各动轮轮周上的反作用力，这是作用于机车（动车）动轮周上的外力，即机车（动车）上轮周上的牵引力。动轮周上的外力，即机车（动车）上轮周上的牵引力。1000jFP gF 动轮不
7、发生空转条件下，所能实现的最黏大轮周着牵引牵引力通常称力为。tP机车黏着质量（）；2m/sg 重力加速度（）；j机车 动车 计算黏着系数。2.1 牵引力的产生和黏着力 主要取决于动轮踏面和钢轨材质以及它们的磨损情况、钢轨表面洁污程度、动轮轴重和运行速度等各种因黏着系数素有关。轮轨接触的典型情况2.2 机车 动车 牵引特性曲线机车牵引力表示与速度之机车牵间的关引特性曲线系曲线。的轮周牵引力受下列条件电力机车的限制：1 受牵引电动机工作 性能限制；2 受轮轨间黏着作用 限制。的轮周牵引力受下列条件内燃机车的限制：1 受柴油机功率限制；2 受传动装置工作性能限制；3 受轮轨间黏着作用限制。3.2.2
8、 3.2.2 阻力阻力 列车运行时，作用在列车上阻止列车运行且不受司机控制的外基本阻列车阻力。分为和力力附加阻力。列车在空旷地段沿平直道运行时所受到的阻力，它在列车运行时总是基本阻力存在的。1324由轴颈与轴承间的摩擦而产生。由车轮踏面与钢轨顶面间的滚动摩擦产生。轨道阻力钢轨受到车轮压力后，在轮轨接触点前后造成 向上的反向弯曲，从而使车轮实际上是“上坡 滚动”，增加了列车运动的阻力。轮对不规则的侧向运动使轮缘贴靠钢轨侧面产 轴颈阻 轮缘阻 滚动阻力力力 5 生的力，以及轨道几何形位变异或轮载不均匀 分配引起的冲击振动所损失的动能转化成的力。空气阻力包括正面压力、列车表面与空气摩擦以及列车 两侧
9、和尾部的涡流产生的力。基基本本阻阻力力各种阻力在不同的列车速度阶段占有不同的比例。1 起动及低速时，几乎没有空气阻力，以轴颈和轴承的摩擦 阻力为主。2 速度提高后，轮轨间的滚动摩擦阻力、轨道阻力和空气 阻力逐步提高。3 高速运行时，则以空气阻力为主。影响基本阻力的因素极为复杂，包括、线路质量、以轴重列车运行速及和等，难以用理论车轮与钢轨材质车轮踏面公式直接计算度通常都采轴承用由的试类型列车的外验得出的试验部公形状形状，式计算。即机车、车辆或列车的单位质量所受单位阻力的阻力。1N 机机车车 动动车车、车车辆辆 拖拖车车 运运行行单单位位基基本本阻阻力力，0列 的一车运行单位基般用下本阻力列形式表
10、达20AB vC v ABCv为由试验测定的常数；为列车、运行速度。不同类型的、和的单位基本阻力的计算公式货车 重车或，可从内燃机车列车牵引计电力机车客车算规程空车查得：2N 机机车车 动动车车、车车辆辆 拖拖车车单单位位基基本本动动阻阻力力，起起 123阻阻力力的的产产生生主主要要有有：机机车车、车车辆辆起起动动时时，由由于于轴轴颈颈与与轴轴承承间间的的润润滑滑油油在在停停留留 时时被被挤挤出出，油油膜膜减减薄薄，导导致致轴轴颈颈与与轴轴承承间间摩摩擦擦力力增增大大。车车轮轮压压在在钢钢轨轨上上产产生生的的下下凹凹变变形形比比运运行行时时大大，增增加加了了阻阻力力。起起动动时时，要要求求列列
11、车车具具有有较较大大的的加加速速力力，以以克克服服列列车车的的静静态态 惯惯性性力力，加加快快列列车车从从低低速速提提高高到到正正常常运运行行速速度度的的进进程程。列列车车牵牵引引计计算算规规程程中中对对不不同同的的机机车车类类型型的的起起动动单单位位阻阻 力力有有规规定定。附附加加阻阻力力坡坡道道阻阻力力曲曲线线阻阻力力隧隧道道空空气气附附加加阻阻力力21000sinFq g00010001000tan/hiltan1000isintan当当坡坡度度很很小小时时，有有 坡坡道道阻阻力力为为21000tan10001000iWFq gq g iq g i单单位位质质量量单单位位阻阻力力的的阻阻
12、力力。iiWq g iiq gq g单单位位坡坡道道阻阻力力曲曲线线阻阻力力 机机车车车车辆辆在在曲曲线线上上运运行行所所受受到到的的阻阻力力，大大于于同同样样条条件件下下直直线线上上运运行行的的阻阻力力，增增大大部部分分即即。曲曲主主线线附附加加阻阻力力要要原原因因：1 轮轮缘缘与与钢钢轨轨内内侧侧面面的的摩摩擦擦增增加加；2 车车轮轮与与钢钢轨轨间间的的纵纵向向滑滑动动和和横横向向滑滑动动增增加加；3 在在侧侧向向力力作作用用下下，上上、下下心心盘盘之之间间以以及及轴轴承承与与轴轴颈颈之之 间间的的摩摩擦擦加加剧剧。曲曲线线附附加加阻阻力力与与许许多多因因素素有有关关，如如、外外轨轨超超高
13、高、机机等等，运运行行速速难难以以用用轨轨距距理理论论曲曲公公度度车车车车式式计计算算辆辆的的固固定定轴轴距距，通通常常采采用用试试和和轴轴载载荷荷验验公公式式进进线线宽宽半半径径加加行行计计算算。r普普通通铁铁路路曲曲线线单单位位附附加加阻阻力力我我国国试试验验得得到到的的的的计计算算公公式式：600600mrRR试试验验常常数数；曲曲线线半半径径600600mrRR试试验验常常数数；曲曲线线半半径径R根根据据圆圆曲曲线线中中心心角角对对应应的的弧弧长长成成正正比比的的关关系系，可可以以写写成成：57.3rLR 10.5mrrrLL0 0圆圆曲曲线线长长度度；曲曲线线中中心心角角r高高速速铁
14、铁路路曲曲线线单单位位附附加加阻阻力力的的初初步步估估算算为为2000rR高高速速磁磁悬悬浮浮线线路路与与列列车车基基本本上上无无接接触触，没没有有曲曲线线阻阻力力。隧隧道道空空气气附附加加阻阻力力s运运行行速速度度 列列车车在在隧隧道道内内运运行行时时的的空空气气阻阻力力比比在在空空旷旷地地带带运运行行时时来来得得大大，空空气气阻阻力力增增加加的的那那部部分分称称为为影影响响隧隧道道空空气气阻阻力力的的因因素素很很多多，主主要要有有、和和等等，通通常常均均采采用用列列车车速速度度试试验验公公式式隧隧道道附附计计算算。隧隧 道道断断 加加阻阻力力。列列车车外外部部形形状状表表面面基基本本阻阻力
15、力与与附附加加阻阻力力合合在在一一粗粗糙糙程程度度起起，称称为为隧隧道道长长度度面面全全阻阻力力。和和加加加加算算坡坡道道阻阻力力算算坡坡度度：jrsiiii jirs3.2.3 制动力制动力-、。除除了了摩摩擦擦制制动动、动动力力制制动动，还还可可 以以增增加加制制动动方方式式：摩摩擦擦制制动动动动力力制制动动磁磁轨轨制制动动电电磁磁 普普速速列列车车 高高涡涡 速速列列车车和和流流制制动动。A 摩摩擦擦制制动动-通通过过机机械械摩摩擦擦来来消消耗耗列列车车动动能能 将将动动能能转转化化为为 热热能能，散散发发于于大大气气 的的制制动动方方式式。通通常常有有两两种种：闸闸瓦瓦制制动动摩摩 和
16、和擦擦制制动动盘盘形形制制动动。A.1又又称称 利利用用机机车车上上装装置置的的空空气气压压缩缩机机产产生生的的压压缩缩空空气气为为动动力力，通通过过空空气气制制动动机机将将闸闸瓦瓦压压紧紧车车轮轮轮轮箍箍 闸闸瓦瓦制制，由由摩摩擦擦产产空空气气制制动动动动生生制制动动。-.-A 2-利利用用压压缩缩空空气气为为动动力力，通通过过空空气气制制动动将将闸闸片片压压紧紧装装在在车车轴轴上上的的制制动动盘盘，因因闸闸片片与与制制动动盘盘产产生生摩摩擦擦而而形形成成制制动动。可可避避免免车车轮轮踏踏面面磨磨耗耗及及提提高高制制动动力力。当当黏黏着着条条件件出出现现不不良良时时，制制动动力力下下降降。因
17、因此此必必须须安安 装装上上防防优优点点缺缺滑滑器器，及及清清盘盘形形制制动动点点扫扫闸闸瓦瓦。zkBKkK闸闸瓦瓦压压力力；闸闸瓦瓦与与车车轮轮轮轮箍箍间间的的摩摩擦擦系系数数制制动动力力的的计计算算公公式式为为：制制动动力力不不允允许许超超过过轮轮轨轨间间黏黏着着力力，即即闸闸瓦瓦压压力力不不能能过过大大，否否则则，车车轮轮将将被被闸闸瓦瓦抱抱死死，出出现现车车轮轮沿沿钢钢轨轨滑滑行行的的情情况况，因因此此，闸闸瓦瓦制制动动力力应应遵遵循循条条件件:zkzzBKp gzzkKp g zpt每每个个制制动动轮轮上上的的载载荷荷；2m/sg 重重力力加加速速度度；z计计算算制制动动黏黏着着系系
18、数数。B 动动力力制制动动-就就是是利利用用列列车车本本身身的的牵牵引引动动力力装装置置，经经过过适适当当 的的转转换换装装置置，并并配配备备相相应应的的控控制制系系统统来来电电阻阻动动力力制制制制动动进进行行制制 动动的的方方式式。通通常常有有：、动动液液 力力控控和和再再生生制制动动制制制制动动。：是是列列车车速速度度越越高高，制制动动力力越越大大；而而列列车车速速度度较较低低时时，制制动动力力急急剧剧下下降降，甚甚至至动动力力制制动动完完全全不不起起作作用用。因因此此，动动力力制制动动仅仅作作为为列列车车运运行行时时调调速速时时使使用用。当当检检算算列列车车在在下下坡坡道道上上运运行行的
19、的最最高高允允许许速速度度或或计计算算列列车车进进站站制制动动时时，均均不不应应将将动动力力制制动动力力制制动动的的特特点点动动计计算算在在内内。C 磁磁轨轨制制动动-是是利利用用安安装装在在转转向向架架两两侧侧轮轮对对之之间间的的条条形形电电磁磁铁铁通通电电，励励磁磁后后吸吸在在钢钢轨轨上上，电电磁磁铁铁极极靴靴压压在在轨轨面面上上滑滑行行，与与钢钢轨轨摩摩擦擦产产生生磁磁轨轨制制动动制制动动力力。20%25%-实实践践表表明明，在在磁磁轨轨配配合合闸闸瓦瓦制制动动进进行行紧紧急急制制动动时时，制制动动距距离离可可缩缩短短。是是车车轮轮不不会会被被磨磨损损擦擦伤伤，磁磁轨轨能能缺缺点点质质量
20、量大大，价价格格高高，使使钢钢轨轨严严清清理理钢钢轨轨表表面面，有有利利于于改改进进轮轮轨轨黏黏着着重重磨磨损损，所所以以基基本本上上在在紧紧急急制制动动时时的的条条件件；其其优优点点辅辅助助方方式式。D 线线性性涡涡流流制制动动-电电磁磁铁铁不不与与轨轨面面接接触触，因因而而无无优优点点材材料料的的磨磨损损。-需需要要精精确确地地保保持持电电磁磁铁铁与与钢钢轨轨间间极极小小的的距距离离，难难缺缺点点以以控控制制。3.3 列车运动方程式列车运动方程式3.3.1列列车车运运动动状状态态分分析析 列列车车运运行行状状态态决决定定于于作作用用于于列列车车上上的的合合力力，合合力力大大小小与与机机车车
21、工工况况有有关关。机机加加速速、减减速速、等等速速车车有有3 3种种工工况况：-A-FWC作作用用于于列列车车上上的的力力为为机机车车牵牵引引力力 和和列列车车总总 的的全全阻阻力力，其其总总合合力力引引运运动动 牵牵为为：CFW-B-WC作作用用于于列列车车上上的的力力仅仅有有列列车车总总的的全全阻阻力力，其其总总合合力力力力运运动动 惰惰为为：CW -C-WBC作作用用于于列列车车上上的的力力为为列列车车总总的的全全阻阻力力 和和 列列车车总总制制动动力力 ，其其总总合合力力动动运运动动 制制为为：CWB 3.3.2列列车车运运动动方方程程式式 根根据据力力学学原原理理，列列车车运运动动方
22、方程程式式：Cm aNC 作作用用在在列列车车上上的的总总合合力力；2m/sa列列车车加加速速度度。dvadt1-=0.06-mMMM P+QQmP考考虑虑列列车车平平移移运运动动和和某某些些部部分分 如如轮轮对对等等 的的回回旋旋运运动动两两 部部分分的的质质量量：=。为为列列车车全全部部质质量量，=,=,-机机车车质质量量；牵牵引引质质量量。回回转转质质量量系系数数。0.009810.0092551 0.0610001 0.06cPQgdvCaccdtmPQN/kNc单单位位合合力力。29.81m/sgg=重重力力加加速速度度，。3.4 牵引质量与功率的计算牵引质量与功率的计算-是是指指列
23、列车车中中机机车车所所牵牵引引的的列列牵牵引引质质量量车车质质量量。列列车车功功率率先先行行确确定定，牵牵引引质质量量成成为为一一项项很很重重要要的的指指标标，因因为为其其直直接接影影响响铁铁路路的的车车站站到到发发线线有有效效长长、通通过过能能力力、输输送送能能力力、货货运运专专线线或或以以货货运运为为主主的的线线路路：运运输输成成本本等等一一系系列列重重要要指指标标。列列车车功功率率可可以以随随动动车车数数量量而而变变化化，牵牵引引质质量量不不是是限限制制运运能能的的指指标标，而而成成为为控控高高速速客客制制运运能能运运专专线线及及城城市市、列列车车长长度度、轨轨道道交交通通线线路路车车站
24、站长长度度的的主主列列车车容容量量：要要因因素素。3.4.1牵牵引引质质量量计计算算按按列列车车在在限限制制坡坡道道上上、以以计计算算速速度度作作 一一般般情情况况下下客客货货共共线线铁铁路路均均是是来来计计等等速速算算牵牵运运动动的的条条件件引引质质量量。0jWF 列列车车作作等等速速运运行行时时其其合合力力应应等等于于，即即列列车车的的总总全全阻阻力力与与机机车车计计算算牵牵引引力力乘乘以以使使用用系系数数 相相等等，可可表表示示如如下下：001000 xxjyPiQigF t机机车车计计算算质质量量N/kN机机车车单单位位基基本本阻阻力力限限制制坡坡度度 t牵牵引引质质量量N/kN车车辆
25、辆单单位位基基本本阻阻力力kN机机车车计计算算牵牵引引力力0.9机机车车牵牵引引力力使使用用系系数数，取取001000jyxxFPgiQig牵牵引引质质量量a 为为了了适适应应客客、货货列列车车提提速速的的要要求求，必必须须考考虑虑列列车车在在平平直直道道上上以以最最高高速速度度运运行行时时仍仍有有加加速速度度 的的条条件件来来计计算算牵牵引引质质量量。这这一一要要求求对对旅旅客客列列车车尤尤为为重重要要，计计算算公公式式如如下下：3030101101gFPgPaQga kNgF 列列车车最最高高运运行行时时速速度度时时的的机机车车牵牵引引力力；00N/kN，列列车车最最高高运运行行时时的的机
26、机车车、车车辆辆单单位位基基本本阻阻力力；=0.06列列车车回回转转质质量量系系数数，；2m/sa列列车车在在平平直直道道上上以以最最高高速速度度运运行行时时的的保保有有加加速速度度。有有时时还还应应检检算算牵牵引引质质量量是是否否受受到到以以下下条条件件限限制制：A 起起动动条条件件；C 车车站站到到发发线线有有效效长长；B 长长大大下下坡坡道道上上牵牵引引辆辆数数受受制制动动机机充充风风时时间间；D 车车钩钩强强度度。3.4.2牵牵引引辆辆数数牵牵引引净净载载列列、及及车车长长度度计计算算在在新新线线设设计计中中，一一般般可可采采用用以以下下简简化化方方法法计计算算牵牵引引净净载载：ABC
27、jjjjpplljmmjQQQQnnqqQlllqql 货货物物列列车车 为为货货车车净净载载系系数数 货货物物列列车车 为为每每辆辆货货车车平平均均总总重重量量，为为货货车车质质量量+净净载载量量 为为货货车车平平均均每每延延米米质质货货物物列列车车长长度度牵牵引引辆辆数数量量；为为机机车车长长度度牵牵引引净净载载3.4.3高高速速列列车车的的功功率率计计算算 客客货货共共线线铁铁路路的的列列车车功功率率一一般般是是固固定定不不变变的的，一一旦旦确确定定牵牵引引种种类类及及机机车车类类型型，列列车车的的功功率率就就已已经经确确定定。但但是是，高高速速列列车车一一般般是是动动车车组组，总总动动
28、力力可可以以根根据据动动车车数数量量加加以以调调节节。实实际际运运营营中中不不是是根根据据动动力力大大小小确确定定牵牵引引质质量量 客客流流量量，而而是是根根据据客客流流量量及及速速度度目目标标值值来来确确定定列列车车功功率率的的大大小小。以以最最高高速速度度运运行行时时所所需需要要的的功功高高速速列列车车率率如如下下：maxmax-3600-3600-kkkzW vPkvPkPpn 总总功功率率单单位位功功率率 轴轴功功率率maxkm/hv列列车车最最高高运运行行速速度度；NW 列列车车运运行行阻阻力力；N/kN列列车车运运行行单单位位阻阻力力；n总总的的动动轴轴数数；03110%243k
29、0000裕裕量量系系数数。通通常常按按 种种要要求求考考虑虑：按按最最高高运运行行速速度度增增加加；在在/坡坡道道上上加加速速至至规规定定速速度度；有有一一定定的的富富余余加加速速度度。3.5 运行速度与运行时间运行速度与运行时间3.5.1 3.5.1 单单位位合合力力 c单单位位合合力力总总合合力力除除以以列列车车质质量量。-单单位位合合力力曲曲线线图图列列车车在在平平直直道道上上的的单单位位合合力力与与速速度度的的关关 系系曲曲线线。0Acff v 牵牵引引工工况况：0Bcf v 惰惰性性工工况况：0Ccbf v 制制动动工工况况：0N/kN列列车车运运行行单单位位基基本本阻阻力力N/kN
30、b单单位位制制动动力力1.00.5制制动动系系数数，紧紧急急时时，常常用用取取。3.5.2 3.5.2 运运行行速速度度与与时时间间的的计计算算公公式式 ddvf vtv列列车车运运行行速速度度；t 列列车车运运行行时时分分；f vv列列车车单单位位合合力力，是是运运行行速速度度 的的函函数数；1.06加加速速度度系系数数，一一般般取取。ddddsvvtst dddddddvv vf vvf vtf vtf vssv dddsvvf vt12vv当当列列车车运运行行速速度度从从 变变化化到到 时时，则则有有：21dvvvvsf v 211dvvvf vt 直直接接积积分分法法、近近似似积积分分
31、法法、数数值值积积分分法法 和和数数值值解解法法图图解解法法。3.5.3 3.5.3 行行车车速速度度与与行行车车时时分分的的近近似似计计算算公公式式12k/2m hpvvv 为为了了求求解解列列车车运运动动方方程程式式，假假设设在在一一定定的的速速度度变变化化间间隔隔内内作作用用于于列列车车的的单单位位合合力力为为一一固固定定不不变变值值。通通常常在在牵牵引引计计算算时时的的速速度度间间隔隔作作用用于于列列车车上上合合力力相相当当于于间间隔隔内内的的平平均均速速取取5 10/5 10/，可可保保证证足足够够的的度度，即即所所对对应应的的精精度度。合合力力值值。1、行行车车时时分分212121
32、211hmin1201202vvpppvvvvttdvcccttt,t t每每一一段段的的走走行行时时间间及及累累计计时时间间；12,km/hv vt 间间隔隔内内的的初初速速、末末速速；12N/kN/2ppcvvvv间间隔隔内内的的平平均均合合力力值值，根根据据平平均均速速度度=确确定定。2、运运行行距距离离pc在在平平均均单单位位合合力力 的的作作用用下下，运运行行距距离离的的近近似似计计算算可可由由公公式式：21222121214.171kmm,120240vvpppvvvvSSv dtcccSSS3.5.4 3.5.4 利利用用均均衡衡速速度度法法计计算算运运行行时时分分图图 解解 法
33、法 假假定定列列车车在在任任一一坡坡道道上上运运行行时时，无无论论该该坡坡段段的的长长度度和和进进入入该该坡坡段段的的速速度度如如何何，都都以以该该坡坡段段上上的的均均衡衡速速度度作作等等速速度度运运行行，超超过过限限制制速速度度时时则则按按均均衡衡速速度度限限制制速速度度法法的的作作等等基基本本原原理理：速速运运行行。从从上上图图可可看看出出，由由一一个个坡坡度度进进入入下下一一个个坡坡段段时时，列列车车速速度度总总是是趋趋向向于于均均衡衡速速度度，无无论论是是牵牵引引运运行行还还是是惰惰力力运运行行时时都都是是如如此此，所所以以列列车车不不可可能能在在每每个个坡坡段段上上都都始始终终以以均
34、均衡衡速速度度运运行行。而而且且当当相相邻邻坡坡段段的的坡坡度度相相差差较较大大时时，均均衡衡速速度度的的差差别别也也较较大大，在在坡坡段段长长度度较较短短的的情情况况下下，列列车车在在速速度度因因此此，这这种种计计算算方方法法的的误误列列车车运运行行速速度度实实际际上上是是连连没没达达到到均均衡衡速速度度时时已已驶驶出出该该坡坡段段。但但考考虑虑到到线线路路是是由由各各种种坡坡度度的的坡坡段段组组成成的的续续不不，在在差差较较大大。区区间间运运断断变变化化的的行行时时速速度度偏偏高高和和偏偏低低的的误误差差大大致致可可以以相相互互抵抵消消，对对列列车车起起动动和和进进站站时时由由于于均均衡衡
35、速速度度偏偏高高又又无无法法相相互互抵抵消消的的较较大大误误差差加加以以修修改改，所所以以这这种种方方法法可可以以用用于于近近似似计计算算。在在初初步步设设计计阶阶段段，为为解解决决车车站站分分布布或或进进行行粗粗略略的的方方案案比比较较，一一般般使使用用。当当计计算算列列车车运运行行图图的的区区间间运运行行时时分分或或研研究究列列车车 精精度度计计算算时时，必必须须使使动动能能闯闯坡坡用用图图解解法法均均衡衡速速度度法法等等或或数数解解法法。化化简简的的线线路路纵纵断断面面坡坡段段长长度度为为：1khjjll化化简简坡坡度度按按下下式式决决定定：1kjjjhhilil 化化简简坡坡段段中中的
36、的任任何何实实际际坡坡段段长长度度，必必须须符符合合下下列列检检查查公公式式，方方可可进进行行：2000li化化简简坡坡段段中中的的，按按下下式式换换算算为为曲曲线线附附加加阻阻力力折折所所有有曲曲线线算算当当 量量坡坡度度：10.5rhilo化化简简地地段段的的，按按下下式式换换算算为为隧隧道道隧隧道道空空气气阻阻力力折折算算坡坡度度：ssshlil化化简简后后的的加加算算坡坡度度按按下下式式计计算算：hjhrsiiii2 2、运运行行时时分分计计算算 ff v。根根据据 合合力力曲曲线线及及限限速速线线，查查出出各各坡坡道道上上的的均均衡衡速速度度或或限限制制速速度度，按按下下式式计计算算
37、出出各各个个坡坡段段上上的的列列车车 运运行行时时分分：60mintlv km/hv坡坡道道上上的的均均衡衡速速度度或或限限制制速速度度kml 坡坡道道长长度度1 3minqt 起起动动时时附附加加修修正正时时分分：1 2mintt 停停站站时时附附加加修修正正时时分分：列列车车在在区区间间的的总总运运行行时时分分：qttttt 如如果果有有未未经经过过简简化化的的坡坡度度，计计算算时时，另另外外考考虑虑曲曲线线阻阻力力所所增增加加的的运运行行时时分分，此此时时列列车车在在区区间间总总的的运运行行时时分分为为：0.003qttttt 3.5.5 3.5.5 制制动动距距离离 在在铁铁路路设设计
38、计和和运运营营管管理理中中，列列车车制制动动问问题题不不仅仅关关系系到到列列车车安安全全，而而且且直直接接影影响响到到信信号号布布置置、铁铁路路能能力力等等。研研究究列列车车制制动动问问题题的的核核心心是是列列车车制制动动距距离离的的计计算算。是是指指从从制制动动开开始始到到停停车车，列列车车所所行行列列车车制制动动距距离离走走的的距距离离。zkeSSS计计算算时时，制制动动距距离离空空走走距距离离+有有效效制制动动距距离离。03.6/kkkm htmsvS221204.171000ehhcjvvSi km hmkm hm 为为了了保保证证行行车车安安全全，当当列列车车或或线线路路发发生生异异
39、常常情情况况时时，必必须须采采取取紧紧急急制制动动。即即使使这这时时列列车车处处于于最最高高运运行行中中，也也必必须须在在故故障障以以外外的的地地点点停停车车。根根据据上上述述要要求求，考考虑虑到到我我国国铁铁路路的的实实际际情情况况和和机机车车车车辆辆制制动动性性能能等等因因素素，铁铁路路技技术术管管理理规规程程规规定定：列列车车在在任任何何线线路路坡坡道道上上的的紧紧急急制制动动距距离离限限值值如如下下：运运行行速速度度不不超超过过120/120/的的列列车车800800；运运行行速速度度不不超超过过120 140/120 140/的的列列车车11001100（）2 2）（1 1；km h
40、mkm hm 运运行行速速度度不不超超过过140 160/140 160/的的列列车车14001400；运运行行速速度度不不超超过过160 200/160 200/的的列列车车2020（4 4）3 30000（；3.6 3.6 能能耗耗计计算算 25000V1500VwdddUUIAmm I 交交流流电电力力机机车车，利利用用主主变变压压器器将将由由接接触触网网引引入入的的高高压压电电降降压压，并并经经过过整整流流变变为为直直流流牵牵引引电电动动机机的的工工作作电电压压。设设 为为电电动动机机数数，为为电电动动机机电电流流，电电动动机机需需要要的的全全部部电电流流为为。wpddU IU mId
41、dpwU mIIU 计计及及整整流流损损失失时时，将将机机车车与与牵牵引引电电动动机机的的功功率率视视为为相相等等，则则得得：2 2、电电力力机机车车耗耗电电量量-电电力力机机车车区区段段耗耗电电量量是是指指从从机机车车驶驶出出机机务务段段开开始始到到完完成成牵牵引引任任务务后后回回到到机机务务段段为为止止的的总总耗耗电电量量。电电力力机机车车耗耗电电量量 A 牵牵引引运运行行时时的的耗耗电电量量 B 惰惰性性、制制动动及及停停站站时时的的耗耗电电量量 C 出出入入段段及及途途中中调调车车作作业业的的耗耗电电量量360 10wppoyUIItA360 10wpooUItA100kW h250k
42、W htA出出出出入入段段及及途途中中调调车车作作业业途途中中调调车车作作业业的的耗耗电电量量：按按下下列列规规定定计计算算：入入段段；。3 3、内内燃燃机机车车燃燃油油消消耗耗量量计计算算内内燃燃机机车车的的区区段段燃燃油油消消耗耗量量为为：yotEEEEkg牵牵引引运运行行燃燃油油消消耗耗量量kg柴柴油油机机空空转转燃燃油油消消耗耗量量kg出出入入段段及及途途中中调调车车作作业业燃燃油油消消耗耗量量=yyEet=ooEet kg/min单单位位时时间间燃燃油油消消耗耗量量kg/min柴柴油油机机空空转转单单位位时时间间燃燃油油消消耗耗量量因因出出入入段段的的走走行行方方式式多多种种多多样样，中中间间站站的的调调车车作作业业有有简简有有繁繁，因因此此无无统统一一规规定定，由由铁铁路路局局查查询询。
