小型轨道牵引车牵引能力计算方法

随着我国铁路和城市轨道交通的快速发展 以及各类铁路车辆运营速度的不断提高 ，各铁路客、货车 、地铁修造以及运营单位将面临着越来越大的生产压力。而铁路调车作业在铁路生产 、运营过程中占有相 当重要 的地位 。目前主要采用调车机车进行调车 ，该种作业方式适用于大批量的调车作业。小型轨道牵引车可广泛应用于各铁路客 、货车 、地铁修造以及运营单位小批量的调车作业。小型轨道牵引车作为经济型牵引动力，由于其所拥有的经济、环保、定位精度高、作业灵活机动、应用范围广等特性 ，愈来愈受到国内外广大铁路用户的关注l1I。

牵引力计算是轨道牵引车结构 、外形、配件选型的主要依据。本文旨在依据铁道部以及 国家相关标准就轨道牵引车牵引能力、电机选型、制动距离的计算提出小型轨修稿 日期 ：2012-12-25作者简介 ：郭明果(1980-)，男 ，山东临沂人 ，本科 ，工程 师。已发表论文三篇；王菲菲(1976-)，女，山东烟台人，本科，高级工程师。已发表论文十余篇。

1 轨道牵引车牵引运行阻力分析本文选取采用四轮驱动、实心橡胶轮胎作为驱动轮型轨道牵引车作为计算模型。轨道牵引车 自重为 G吨。

在轨距 1435mm钢轨进行牵引作业 ，牵引 自重为 M车辆吨的铁路车辆，牵引车采用四个驱动电机驱动实心橡胶轮在 钢轨 上运行 ，橡胶 轮直径 mm.轨道 牵 引速度为 V km/h，轨道线路坡度不大于 1.5‰，轨道曲线半径为 Rm。

轨道牵引车牵引作业时运行阻力主要由货车运行阻力 、轨道牵引车运行阻力组成。其 中货车运行阻力计算需考虑牵引车牵引作业时铁路线路情况 ，包括平直轨道、曲线以及线路坡度等 1。本文被牵引车辆以货车为例进行计算。

1.1 被牵引车辆运行阻力轨道牵引车牵引 M车辆吨货车车辆运行时，运行阻力为：F (Wo”Wj )×M，xlO (1)35· 开发与创新·式 中：W。”-货车运行单位基本阻力(N/kN)；Wi-机车、车辆的单位坡道附加阻力 (N/kN)；w 货车的单位曲线附加阻力(N/kN)≌货车(不分车型)单位基本阻力为：W。”2.230.0053v0.000675v (2)式 中：v-运行速度(km/h)。货车的附加阻力 由坡道附加阻力、曲线附加阻力构成：(1)坡道附加阻力 ：机车、车辆的单位坡道附加阻力W。，其数值等于坡道坡度 的千分数。

wii (3)式中：i-坡道坡度(%。)；上坡取正值，下坡取负值。

(2)曲线附加阻力 ：货车的单位曲线附加阻力 W ，由于牵引车牵引列车长度小于或等于曲线长度 ，因此 曲线附加阻力按下列公式计算 ：600w产1根据上述公式，可计算出轨道牵引车运行速度为v Krn/h时，货车运行阻力：F ：(2.230.0053v0.000675v2i )×M 10(5)lL选取轨道牵引车在平直轨道 、过曲线 、上坡三种情况均存在的情况下运行时，货车运行阻力按照式(5)进行计算 ，得 出数据为最大数据 ，即为所需被牵引车辆运行阻力12 轨道牵引车运行阻力(1)牵引车运行时 ，轨道牵引车滚动阻力 为：FrGXfG式 中 ：F厂 轨 道牵 引车运行时所受 滚动阻力 (N)；G-轨道牵引车自身重量 (T)；f 实心橡胶轮胎与钢轨之间的滚动摩擦系数：fc；2K/qb (7)式中 ：K-实心橡胶轮胎与优质路面的滚动摩擦力臂(cm)； -实心橡胶轮胎半径(em)。最终可计算出轨道牵引车滚动阻力为 ：FF2KG/ (8)(2)轨道牵引车运行时，牵引车轮周驱动力 F为 ：F(W。”W W )xM 两X 102KG/qb (9)牵引车车轮处扭矩 T为：T- ± ± 圭麴 ± ×r (10)n 式中：T-牵引车轮周扭矩(NM)：F-牵引车轮周驱动力(N)；n-牵引车驱动轮数量；- 牵引车车轮半径 ，为dP/2mm。

轨道牵引车在平直轨道 、过曲线 、上坡三种情况均存在的情况下运行时，牵引车轮周驱动力及扭矩按照式(10)进行计算 ，得出数据最大，即为所需轨道牵引车车轮扭矩和车轮周驱动力 。

36通过上述计算方法 ，可计算出轨道牵引车在平直轨道、曲线、上坡 以及组合线路情况下进行牵引作业最大运行阻力和扭矩2 轨道牵引车起动动力计算轨道牵引车起动时需克服货车起动阻力和轨道牵引车起步阻力后 ，方能进行牵引作业 。

2.1 起动工况货车起动阻力货车起动阻力 ：F M vxl0xw ” (11)式 中：F - 货车起动阻力 (N)；W ”-滑动轴承货车起步基本阻力 (N/kN)；M j两-货车重量(T)。其中，滑动轴承货车起步基本阻力 Wclft为：Wq”：30.4i (12)其中，i -起动地段的加算坡道(‰)。加算坡度 i。为：l qll i (13)式 中：iw。，irW ，i w ；w 车辆在隧道内运行单位空气阻力，现计算忽略〖虑到 1.5%。的坡度及曲线等因素，最终可计算出轨道牵引车起动的单位基本阻力：F起 ：M车辆×lOx(ii 30.4i ) (14)将相关数据带入上述公式 ，可计算出货车起动时所需的阻力。

2.2 起动工况轨道牵引车起步阻力轨道牵引车起动时，牵引车静态起动力 F 为：FGxf (15)式中：F -轨道牵引车起动所受阻力(N)；G-轨道牵引车 自身重量(N)；f -轨道牵引车静态起步阻力系数。

2.3 起动工况轨道牵引车轮胎处驱动力轨道牵引车起动时 ，轨道牵引车轮胎处驱动力 F为：FF F (16)起步时 ，轮胎处扭矩 T 为：k F×孚 (17)式中：中-轨道牵引车驱动轮直径(mm)～相关数据带人上述公式 .可计算出轨道牵引车起步是所需的最小牵引力和实心橡胶轮胎出的扭矩。

2.4 轨道牵引车牵引力计算结果验证牵引车轮周牵引力 由牵引车粘着牵引力限制。为保证牵引车车轮不打滑 ，需满足以下条件：F≤F (18)F P (19)式中：F-牵引车轮周牵引力(N)；F 牵引车粘着牵引力(N)；P厂 牵引车粘着重量 ；g-重力加速度； -牵引车轮胎与钢轨的计算粘着系数。

轨道牵引车为四轮驱动，重量即为粘 (下转第32页)· 开发 与创新·次于德国、美国和 日本1l。2006年 ，我国机电产品出口是上世纪 90年代的 12.5倍 ，占出 口总额的 比重为 56.7%。

在世界机电产品出口总额的比重超过 10%.仅次于德 国和美国，居世界第三，迈人世界机 电产品出口贸易大国行列嘲。

2 发展中的问题2.1 行业关联度减低从机电出 口产品的集中指数来看 ，集中程度越来越高，且出口市场的集中度也-直维持在-个较高的水平，这说明我国出El产品结构和市场相对单-.这将不利于规避市场风险 ，容易引起机电产品出口波动 ，从长远看 ，这会影响中国机电产品国际竞争力的提升和产业升级创新的实现。

2.2 自主创新能力欠缺R＆D资金投入水平可用研究开发经费 占销售收入的 比重来衡量 ，即 R＆D强度 。工业发达国