什么是列车牵引计算?

[拼音]：lieche qianyin jisuan

[外文]：train performance calculation

根据力学原理，结合机车、车辆各种专门试验和实际运用经验所积累的资料，分析并解决与列车运动有关的技术问题和技术经济问题的计算方法。列车牵引计算包括：机车牵引力、列车阻力和列车制动力的计算；机车牵引的列车重量和运行速度的计算；站间运行时间的计算；列车制动条件及其结果的计算；机车的能源消耗量计算等。这些计算在营业铁路上是编制列车运行图和列车时刻表的依据，也是计算铁路运输能力和铁路运输成本的基本资料，还可据以确定机车配置方案，制定机车驾驶作业标准。在设计新铁路线时，列车牵引计算有助于选择经济合理的线路断面和平面，确定车站、机务段、上水站的分布位置。在设计新的机车、车辆时，列车牵引计算可用于选择主要的技术参数和类型。

列车在运行中承受各种不同方向和大小的力。列车牵引计算只考虑与列车运行方向相平行的力：

（1）机车牵引力F，它的方向与列车运行方向相同（正值），牵引列车前进；

（2）列车阻力W，它的方向与列车运行方向相反(负值)，阻止列车前进；

（3）列车制动力B，它的方向与列车运行方向相反（负值），使列车降低运行速度、停止运动或作匀速运动。这些正负的力可以互相抵消，各种力的代数和称为合力C，即：

C＝F－W－B

在实际计算中通常采用作用于列车平均单位重量上的合力，称为单位合力c：

式中P为机车计算重量;G为牵引的车辆总重；f为机车单位牵引力；


为列车单位阻力；b为列车单位制动力。

在不同的工况下，这三种力作用于列车有不同的组合方式：

（1）牵引运行时机车牵引力和列车阻力并存；

（2）惰力运行时只有列车阻力；

（3）制动运行时列车阻力和列车制动力并存。不论在何种工况下，合力大于零叫作加速力，会提高列车的运行速度；合力小于零叫作减速力，会降低列车的运行速度；合力等于零，会保持列车的匀速运行。在列车合力等于零(机车牵引力等于列车阻力)的条件下，可按下式求得机车在不同线路坡度上的牵引重量G，单位为t。

式中


为机车牵引运行单位基本阻力；


为车辆运行单位基本阻力；ij为线路计算坡度折算单位阻力。

已知作用于列车上的单位合力和列车重量，并将列车的质量视为集中于列车中心，根据牛顿第二定律即可建立列车运动方程式：

式中dV/dt为加速度；ζ为加速度系数（加速度与加速力的关系）。

解算列车运动方程式的方法有分析法、图解法、电子计算机法等。分析法一般用于解算列车制动问题（如制动距离、制动时间、制动限速等）；图解法或电子计算机法广泛用于解算列车运行速度和站间运行时间。根据列车运行速度和机车各种不同工况的运行时间，按照能耗试验数据，即可求出机车能源消耗量。