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1、1前言在轨道交通的系统建设中，对列车运行过程进行有效的设计和组织是其系统建设的重要任务之一。由于列车运行过程设计许多因素，如何准确，快速的计算出列车在各种不同条件下的运行效果并予以评价是列车运行计算的任务在铁路列车牵引计算学科中，通过我们本学期的学习，对下面几方面有了一个系统的认识一， 列车牵引力，注意我们研究的是纵向力（分类，形成，黏着牵引力机车牵引特性及取值）二，列车运行阻力（分类和组成，基本阻力，附加阻力及计算）三，列车制动力（分类产生及限制，闸瓦摩擦系数，制动力的计算）四，合力曲线，运动方程及时分解算 重点，基础（曲线绘制，分析法和作图法，线路纵断面化简）五，列车运行能耗计算（内燃机车
2、耗油量，电力机车耗电量）六，列车制动问题解算（空走距离和有效制动问题 限速）七，牵引质量的确定（计算，验算及牵引定数）通过这一系统的认识，我们做本次课程设计，能够根据设计的纵断面确定牵引质量的限值（上限）以及相关检验，据此我们可以确定出真实的编组，于是可以算得制动能力的大小。通过对各型号2机车的了解，自行选择某一机型，然后根据前面确定的牵引质量，就可以绘制合力曲线，同时化简坡道，根据这两项就可以用分析法或作图法来做运行时分图。最重要的一点，根据画出的运行时分图可以进行一些简单的合理性分析，来进一次检验对其的分析能力以及掌握能力。该课程设计虽不是很精益求精，但确实将整本书串联起来，通过对此次的课
3、程设计，可以对牵引计算整个过程有个比较深入的理解，再进行合理性分析就能培养自己分析能力和实际问题实际解决的能力，对以后学习高速铁路技术，和大四的毕业设计等内容也会有不小的帮助。3目录1 设计.42 选定已知条件.73 整个求解过程.73-1 根据要求设计线路纵断面图.73-2 计算牵引重量并且相关检验.93-3 编制合力表，绘制合力曲线.123-4 线路纵断面化简表.13 3-5 下行（分析法）运行时分的计算.153-6 上行（作图法）运行时分的计算.273-7 计算平均技术速度.283-8 计算能耗量.283-9 合理性分析.385 参考文献.394一 设计设计：根据条件计算并确定列车牵引质
4、量，运行速度，运行时间，能量消耗等，并进行合理性分析。1 、已知条件（1）机型：DF4, DF8, SS1, SS3, SS9，HXD1，CRH2 等机车或动车组。（2）线路条件：自行设计运行区间（由起点站运行到终点站进站停车） 。需标明相关条件， （比如：速度限制：线路允许速度：100km/h；正线道岔限速：60km/h；侧线道岔限速：45km/h；车站到发现有效长：750m；自然条件：区段海拔均未超过 500m，环境温度不高于 20 摄氏度，无大风。 ）线路设计：运行区间总长不小于 20km(动车组不得小于 35km)，原始坡段不少于 30 个，区间各坡道的最大坡度差不小于千分之二十，列车
5、运行途中至少经过一个车站。曲线地段不少于 5 处。化简后的坡5道数不得少于 12 个。（3）车辆编组：可根据知悉的实际情况确定，如货物列车组成为：C60 型车占 80%，自重 19 吨，载重 50 吨，换长 1.2，GK 型制动机；N12 型占 20%，自重 20.5 吨，载重 60 吨，换长 1.3，K2 型制动。S10 型车 1 辆，自重 18 吨，K1 型制动，换长 0.8.2、求解内容（1）按照要求设计线路纵断面图。（2）计算牵引质量，校验并确定区段牵引质量（重点体现动能闯坡部分的应用） ，计算列车换算制动率和增速时间。（3）编制合力表，绘制合力曲线，并将曲线绘制在下行时分图的左侧，并
6、注明条件。（4） 化简线路纵断面，列出化简计算表。（5）绘制列车运行时分图两张，可以用米格纸手工，也可以使用计算机出土，运行时分图要包括速度线和时间线，以及牵规中所规定的组成元素。取第一比例尺，下行用分析法绘制，上行用作图法绘制。（6） 根据计算的运行时分，计算出平均技术速度。（7） 计算能耗量。（8）根据列车运行时分图，分析运行状况中存在的问题，给出合理性的分析。3 编写计算说明书要求：6说明书全文力争简单明了，整洁清晰，层次分明，词语通常，计算部分先列公式后带入参数，各参数要说明代表意义和出处。4. 图纸部分要求：图面整洁，曲线圆滑，符号及绘图标标记应符合铁道部列车牵引计算（TB/T140
7、7-1998） 的规定。5. 其他说明（1）计算机出图时，可以使用 AutoCAD 绘制，也可使用电算自动生成（2）设计以及计算过程用 Word2003 进行编辑，使用 A4 纸打印，并与图表一起装订成册，使用程序者需附上源代码。（3）本设计需提交电子文档，设计文档须有前言，目录，参考文献，附录等。7二 选定已知条件1,选定的动力形式为 SS3,单机牵引，黏着质量为 138t，牵引使用系数 0.9，最低计算速度为 48km/h,构造速度为 100km/h,机车全长 21.416m,计算最大牵引力为 317.8kN 等。2,选定的线路条件为速度限制:线路允许速度:100km/h正线道岔限速:60
8、km/h侧线道岔限速:45km/h自然条件:区间海拔高度均未超过 500m,环境温度不高于 20 摄氏度.无大风.车站最短到发线有效长为 650m3，选定的车辆编组需根据计算的牵引质量确定，见后三 整个求解过程3-1 根据要求设计线路纵断面图 下 行实际纵断面编 标高 坡度 坡长 曲线，备注8号1 100 0 800 A 站2 99.76 -0.8 3003 99.41 -0.87 4004 98.82 -1.48 4005 110.82 12 10006 110.82 0 3007 109.8 -1.7 6008 108.55 -2.5 5009 106.84 -1.9 900曲线：R=11
9、00m,总长 360m，第一坡段占 300m10 106.84 0 60011 138.34 10.5 280012 136.77 -4.5 35013 135.74 -4.1 250曲线：R=1000m,总长 400m，第一坡段占 150m14 136.5 1.9 40015 138.58 3.2 650916 139.75 2.6 45017 141.15 2.8 500曲线：R=500m,总长 600m，第一坡段占 470m18 142.2 3.5 30019 142.2 0 1000 B 站20 140.63 -2.1 75021 139.24 -2.3 600 曲线：R=790m,l
10、=49122 139.24 0 50023 138.61 -1.6 400曲线：R=1300m,总长 557m，第一坡段占 220m24 136.48 -2.5 85025 136.48 0 30026 134.36 -8.5 25027 130.75 -9.0 400曲线：R=300m,总长 570m，第一坡段占 400m28 128.13 -7.5 350 曲线：R=320m,l=30029 128.13 0 40030 130.69 3.2 8001031 131.49 4.0 20032 133.52 2.9 700曲线：R=1200m,总长 477m，第一坡段占 250m33 135
11、.86 2.6 900 曲线：R=620m,l=70034 137.21 4.5 30035 138.71 2.5 60036 138.71 0 900 C 站3-2 计算牵引重量以及相关检验1）按照限制坡道计算牵引重量，下行方向限制坡道为第 7 个坡道，坡度千分度数为 10.5，黏着质量为 138t，牵引使用系数 0.9，最低计算速度为 48km/h,计算最大牵引力为 317.8kN，计算黏着系数为 0.24+12/(100+8v)。2.25+0.019v+0. =3.9(N/kN)0w2v0.92+0.0048v+0. =1.44(N/kN)(全按滚承计算)0 2G 10)(303 giw
12、iPFxxYJ 2275(t)338.9)54.( 10.*98.317取 10 的倍数，为 2270t11确定出车辆编组，注意实际编组重量不得大于 2270tC63A 自重 21 t，载重 60t，车辆数 11 辆，车长 14m，K2 型制动机C60 自重 17t，载重 60t，车辆数 11 辆，车长 14.7m，GK 型制动机N12 自重 22 t，载重 30t，车辆数 10 辆，车长 13.2m，K1 型制动机2）牵引质量的检算按到发线有效长检算Ge69.4 t Lc=14m车站到发线有效长度 650 m=69.4 =2967(t)cjeeLG30c 14306.250有货物列车的牵引质
13、量去 50 的整数倍，取值为 2950t.比实际编组质量大，该检验合格按动能闯坡验算注：这里仅仅是体现，不需严格执行，只需检验出坡时速度依旧大于计算速度就合适，用下行分析法，由动能闯坡实验可得，当列车通过实验坡道（坡度值为 12）时的速度 jv =48km/h，所以动能闯坡实验列车能顺利通过检验坡道。动能闯坡检验通过。用分析法计算，注意必须用原始坡道12第一坡段 ij=0,L=800m,真正启动时 v=2.5km/hV:2.5 10km/h v =6.25km/h 对应 c =17.32N/KNp pS2.5 10km/h=4.17(10 -2.5 )/17.32=23m2t = =0.22m
14、in105.23.752V:10 20km/h v =15km/h 对应 c =15.94N/KNppS10 20km/h=4.17(20 -10 )/15.94=78m 2=101mSt = =0.31min =0.53min20194.51tV:20 30km/h v =25km/h 对应 c =14.83N/KNppS20 30km/h=4.17(30 -20 )/14.83=141m 2=242mSt = =0.34min =0.87min3028.14tV:30 40km/h v =35km/h 对应 c =14.16N/KNppS30 40km/h=4.17(40 -30 )/14.16=206m 2=448mSt = =0.35min =1.22min40316.23tV:40 47km/h v =43.5km/h 对应 c =13.80N/KNp pS40 47km/h=4.17(47 -40 )/13.80=184m 2=632mSt = =0.25min =1.47min4708.1320tV:47 48km/h v =47.5km/h 对应 c =12.67N/
