城市軌道交通列車駕駛模塊課件2

1、Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit.模塊2 列車牽引與制動基礎020103掌握城市軌道交通列車牽引力的分類。 掌握城市軌道交通列車牽引傳動系統(tǒng)的基本組成和分類。 掌握城市軌道交通列車牽引力的概念和產(chǎn)生機理。學習目標05040607 掌握城市軌道交通列車牽引力傳遞的原理 掌握城市軌道交通列車運行阻力的產(chǎn)生和計算方法 了解直流牽引傳動系統(tǒng)和交流牽引傳動系統(tǒng)的組成及特點 掌握城市軌道交通列車制動力產(chǎn)生的基本原理和制動力的計算方法學習目標 本模塊主要介紹城市軌道交通列車牽引和制動的基礎知識。牽引和制動是城市軌道交通列車安全運

2、行的基本保障與核心部分。列車的牽引傳動系統(tǒng)不僅能為城市軌道交通列車提供運行需要的牽引動力，同時也是列車安全的重要保障之一，在城市軌道交通列車制動時牽引傳動系統(tǒng)也可以轉(zhuǎn)換為制動系統(tǒng)而為列車提供一定的制動力。列車制動系統(tǒng)與牽引傳動系統(tǒng)之間有一定的關聯(lián)，同時兩者也是相對獨立的系統(tǒng)。一名合格的城市軌道交通列車司機，不僅要掌握列車牽引的基礎知識，還要掌握列車制動力和制動距離計算的基礎知識，從而提高列車駕駛的技能和處理故障的能力。2.1 列車牽引力和牽引傳動系統(tǒng)2.1.1城市軌道交通列車牽引力 城市軌道交通列車一般依靠車輪和鋼軌之間的相互作用運行，而車輪和鋼軌之間相互作用的理論是軌道交通牽引的基本理論。城

3、市軌道交通列車的牽引力、牽引特性、運動規(guī)律等都與此理論有密切的聯(lián)系。城市軌道交通是一個龐大而又復雜的系統(tǒng)，科學地使用好城市軌道交通列車，充分發(fā)揮它的效能，掌握其運行規(guī)律，是提高列車運行質(zhì)量和運行速度，最終能安全正點地完成運輸任務的必要條件之一。1【列車牽引力的概念】 圖2-1所示為城市軌道交通列車牽引力產(chǎn)生示意圖。城市軌道交通列車的牽引力是由動車的動力裝置引起的，通過輪軸之間的相互作用而產(chǎn)生的與列車運行方向相同的力，司機可以控制和調(diào)節(jié)其大小。 分析圖2-1可知，城市軌道交通列車牽引傳動裝置中的主動齒輪軸通過聯(lián)軸節(jié)與電動機軸固定在一起，從動齒輪軸固定在車軸上，而主動齒輪與從動齒輪是相互嚙合的。城

4、市軌道交通列車中的牽引電動機輸出的力矩Md經(jīng)聯(lián)軸節(jié)傳遞到主動齒輪上，在輪軌間黏著作用下，按平衡原理，在黏著范圍內(nèi)，兩者大小相等，方向相反。軸箱裝置的作用可使車輛產(chǎn)生平移運動。牽引力產(chǎn)生的條件可歸納為：動輪與鋼軌間具有黏著作用，動輪上有動力傳動裝置傳遞旋轉(zhuǎn)力矩而使車輛前進。1【列車牽引力的概念】2【牽引力的分類】 城市軌道交通列車的牽引力來自動車，根據(jù)動力傳遞過程，牽引力有輪周牽引力和車鉤牽引力之分。（1） 輪周牽引力。如圖2-1所示，使城市軌道交通列車產(chǎn)生運動或加速度的外力是動力矩M引起的鋼軌對動輪的縱向反作用力，這個力稱為牽引力，也稱為輪周牽引力。（2） 車鉤牽引力。車鉤牽引力就是動車通過車

5、鉤牽引拖車的縱向作用力，其等于輪周牽引力減去動車運行阻力后的值。即 Fg=FkWaMm（2-1）2【牽引力的分類】 式中，F(xiàn)k為輪周牽引力；W為動車車身阻力；a為動車加速度，當a=0時，F(xiàn)g=FkW；Mm為動車質(zhì)量。 城市軌道交通列車勻速運行時，車鉤牽引力等于列車的總阻力。由于車鉤牽引力的作用點在動車車鉤上，動車運行時，為克服其自身阻力和各種附加力，不可避免地要消耗一部分輪周牽引力，所以車鉤牽引力永遠小于輪周牽引力。 在一般的計算中通常以輪周牽引力為計算標準，以輪周牽引力來衡量和表示動車牽引力的大小。3【黏著對牽引力的限制】 調(diào)節(jié)牽引電動機轉(zhuǎn)矩，改變切向力Fk的值以得到不同的輪周牽引力的前提條

6、件是不破壞黏著。也就是說，動車所能實現(xiàn)的最大牽引力受黏著的限制，即在任何時候、任何速度下，動車真正能夠?qū)崿F(xiàn)的牽引力不能超過輪軌間的黏著力。 由黏著條件決定的最大黏著力，即動輪不空轉(zhuǎn)所能實現(xiàn)的最大牽引力，稱為黏著牽引力，用F表示。 F(Mmg)（2-2） 式中，為黏著系數(shù)；Mm為全部動輪的黏著質(zhì)量；g為重力加速度（取9.81 m/s2）。 當各動軸驅(qū)動轉(zhuǎn)矩歸算到輪緣的作用力之和超出式（2-2）的限制時，黏著條件相對較差的動輪就會產(chǎn)生空轉(zhuǎn)，動車的牽引力立即下降。動車牽引力最大值在任何時候都不得超過動輪與鋼軌間黏著力的最大值的總和，這一原理稱為黏著定律。4【動輪空轉(zhuǎn)的產(chǎn)生和危害】 當動輪的牽引力大于

7、輪軌間的最大黏著力時，輪軌接觸點的作用將不再平衡，車輪開始沿鋼軌向后滑動，在強大力矩作用下，車輪飛快轉(zhuǎn)動，而輪軌間的縱向水平作用力變成了滑動摩擦力，其值比最大靜摩擦力小得多，因而列車運行速度并不高，這種狀態(tài)稱為空轉(zhuǎn)?？辙D(zhuǎn)的危害性是很大的：當空轉(zhuǎn)發(fā)生時，輪對轉(zhuǎn)速迅速上升，如果任其發(fā)展，往往可能在數(shù)秒時間內(nèi)超出車輛構造速度，不僅使動車牽引力下降，還會使鋼軌和車輪產(chǎn)生嚴重磨損。若列車在起動時發(fā)生空轉(zhuǎn)，列車沒有起動，而司機又沒有及時采取措施減小驅(qū)動力矩，輕則不能充分發(fā)揮動車的牽引能力，造成列車晚點；重則可能造成鋼軌和動輪嚴重磨損的事故發(fā)生，從而降低列車的使用壽命。因此，必須對空轉(zhuǎn)加以防范。5【牽引特性

8、和牽引特性曲線】（1） 牽引特性。當列車在某一特定的功率下運行時，隨著運行速度的變化，其輪周牽引力也做相應的變化，這種牽引力隨速度變化而變化的規(guī)律稱為列車牽引特性。（2） 牽引特性曲線。列車牽引力可以通過計算和實測得出，將列車輪周牽引力與速度的關系繪在一張圖上，即構成牽引力的變化規(guī)律曲線。牽引特性曲線不僅可以用來查取各速度的牽引力，還可以用來判定和比較不同類型動車的牽引性能。動車的牽引特性曲線根據(jù)生產(chǎn)廠家的數(shù)據(jù)不同，有的以單電動機特性曲線方式給出，有的以牽引單元的特性曲線方式給出。 從城市軌道交通運輸要求和特點來看，為了提高線路通過能力，列車應能在保證行車安全的前提下以盡可能高的速度運行 (不

9、超過最高運行速度)；而在起動或低速時，又能很快加速。因此，動車在以其最低持續(xù)速度與最大速度之間的任何一種速度運行時，都要求它的功率是恒定不變或是接近恒定的，只有這樣，才能充分地發(fā)揮動車牽引力。2.1.2 城市軌道交通列車牽引傳動系統(tǒng) 城市軌道交通列車的牽引力是由城市軌道交通列車的牽引系統(tǒng)產(chǎn)生的，因此要掌握城市軌道交通列車牽引力的知識，就必須先掌握列車牽引傳動系統(tǒng)的基礎知識。目前城市軌道交通列車的牽引傳動系統(tǒng)基本都是電力牽引傳動系統(tǒng)，其基本的工作過程是：電能經(jīng)過列車牽引供電系統(tǒng)傳輸和相應的轉(zhuǎn)換，提供給列車的牽引電動機，電能轉(zhuǎn)換成機械能，從而驅(qū)動列車運行。 城市軌道交通列車牽引供電的電源是城市電網(wǎng)

10、，城市電網(wǎng)提供的電能經(jīng)過牽引變電所的降壓、整流變成DC 1 500 V（或DC 750 V），再通過饋電線傳遞給接觸網(wǎng)，然后通過受流裝置，由鋼軌和回流線流回牽引變電所形成回流。2.1.2 城市軌道交通列車牽引傳動系統(tǒng) 城市軌道交通列車牽引傳動系統(tǒng)的基本特點是牽引功率大、傳動效率高、能源利用率高、綠色環(huán)保、產(chǎn)生的污染很少、容易實現(xiàn)自動化控制。 城市軌道交通列車的牽引電動機為列車提供動力，牽引電動機按工作原理可分為直流電動機、交流異步電動機、交流同步牽引電動機三種。由于交流電動機與直流電動機相比不需要換向器，結構簡單，可靠性高，維護量少，重量小，并能獲得較大的單位重量功率，具有良好的牽引性能，同時

11、三相交流牽引電動機的調(diào)頻、調(diào)壓特性如果設計合理，可以實現(xiàn)大范圍的平滑調(diào)速，還具有防空轉(zhuǎn)的性能，使黏著利用率提高；三相交流牽引電動機對瞬時過電壓和過電流很不敏感，在啟動時能在更長的時間內(nèi)產(chǎn)生較大的起動力矩。因此，交流異步電動機有取代直流電動機的趨勢。1. 牽引傳動系統(tǒng)的工況 城市軌道交通列車的牽引傳動系統(tǒng)有兩個工況：牽引工況和制動工況。（1） 在牽引工況下，列車牽引傳動系統(tǒng)為列車提供牽引動力，將供電接觸網(wǎng)上的電能轉(zhuǎn)換為列車在軌道上運行的機械能。（2） 制動工況可以分為再生制動工況和電阻制動工況。再生制動就是將列車的機械能轉(zhuǎn)換成電能反饋到接觸網(wǎng)再供給其他列車或車站設備使用，這種方式能最大限度地降低

12、電能的損耗。列車制動過程中牽引傳動系統(tǒng)反饋的電能超過了接觸網(wǎng)上的限值（達到DC 1 800 V）時，列車電制動產(chǎn)生的電能將會消耗在制動電阻上，通過制動電阻發(fā)熱而消耗到大氣中去，這種通過制動電阻消耗電能的電制動工況稱為電阻制動工況。2 直流牽引傳動系統(tǒng) 直流牽引傳動系統(tǒng)由接觸網(wǎng)側(cè)高壓電路和直流電動機調(diào)速電路組成，主要包括受流器、斷路器、接觸器、直流牽引電動機、齒輪箱、輪對及接地回流裝置等，其中直流牽引電動機是核心部件。 直流牽引傳動系統(tǒng)按電動機調(diào)速的原理不同可分為變阻調(diào)壓控制和斬波調(diào)壓控制兩種類型。變阻調(diào)壓控制通過調(diào)節(jié)串入電動機回路的電阻，改變直流牽引電動機的端電壓來達到調(diào)速目的，有凸輪調(diào)阻和斬

13、波調(diào)阻之分。斬波調(diào)壓控制通過控制接在接觸網(wǎng)與牽引電動機之間的斬波器的導通與關斷來改變牽引電動機的端電壓而實現(xiàn)調(diào)速目的，斬波調(diào)壓控制裝置代替了起動、制動電阻，在起動過程中減少了電能的消耗，在再生制動的過程中能回收一部分電能，并且起動、制動過程是完全無級平滑調(diào)節(jié)的，提高了平穩(wěn)性。2 直流牽引傳動系統(tǒng) 圖2-2所示為直流牽引電動機的模型，導體受力方向由左手定則確定，位于N極下的導體ab受力方向為從右向左，而位于S極上的導體cd受力方向為從左向右。導體所受電磁力對軸產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩，這種由于電磁作用而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩的方向為逆時針方向。當電磁轉(zhuǎn)矩大于阻力矩時，線圈按逆時針方向旋轉(zhuǎn)，當電樞轉(zhuǎn)

14、動到第二個位置時，原位于S極上的導體cd轉(zhuǎn)到N極下，其受力方向變?yōu)閺挠蚁蜃螅欢挥贜極下的導體ab轉(zhuǎn)到S極上，其受力方向變?yōu)閺淖笙蛴?，該轉(zhuǎn)矩的方向仍為逆時針方向，線圈在此轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。這樣雖然導體中流通的電流為交變的，但N極下的導體受力方向和S極上的導體受力方向并未發(fā)生變化，電動機在此方向不變的轉(zhuǎn)矩作用下轉(zhuǎn)動。 實際直流牽引電動機的電樞根據(jù)具體應用情況需要有多個線圈。線圈分布于電樞表面的不同位置上，并按照一定的規(guī)定連起來，構成直流牽引電動機的電樞繞組。N極、S極也是根據(jù)需要，交替放置多對。2 直流牽引傳動系統(tǒng) 直流牽引電動機分為靜止部分和可旋轉(zhuǎn)部分。靜止部分稱為定子，可旋轉(zhuǎn)

15、部分稱為轉(zhuǎn)子，在定子和轉(zhuǎn)子之間存在著氣隙。定子的作用是：在電磁方面是產(chǎn)生磁場和構成磁路，在機械方面是作為整個電動機的支撐。定子由磁極、機座、換向極、電刷裝置、端蓋和軸承等組成。轉(zhuǎn)子又稱電樞，是電動機的轉(zhuǎn)動部分，是用來產(chǎn)生感應電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的關鍵部分，它包括電樞鐵芯、換向器、電動機轉(zhuǎn)軸、電樞繞組、軸承和風扇等。2 直流牽引傳動系統(tǒng) 直流牽引電動機具有良好的牽引和制動性能，調(diào)速方便；但防空轉(zhuǎn)性能較差，等功率下電動機的體積和重量較大，換向困難，電位條件差，易產(chǎn)生環(huán)火，維護復雜，特別是在高電壓、大功率時，電位條件更差。3. 交流牽引傳動系統(tǒng) 交流異步牽引電動機的轉(zhuǎn)速控制是在保持

16、電源頻率恒定的條件下通過改變定子電壓的大小實現(xiàn)的。目前我國的城市軌道交通列車多采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，基本采用轉(zhuǎn)差電流控制，如上海地鐵2號線列車；也有采用矢量控制，如西安地鐵2號線DKZ27型列車、廣州地鐵1號線和北京地鐵1號線SMF04型列車等；還有采用直接轉(zhuǎn)矩控制，如深圳地鐵1號線列車。 隨著電子技術的不斷發(fā)展與成熟，交流牽引傳動技術越來越受到重視，交流牽引電動機有全面取代直流牽引電動機的趨勢；大功率晶閘管技術的成熟與發(fā)展，特別是近年來全控電力電子器件的迅速發(fā)展，使得可調(diào)壓調(diào)頻的逆變裝置被普遍應用，成功解決了交流電動機的調(diào)速問題。交流牽引電動機有同步和異步之分，目前城市軌道交通列車普遍采用的是交

17、流異步牽引電動機，因為交流同步牽引電動機需要集電環(huán)和電刷或者在轉(zhuǎn)子上安裝旋轉(zhuǎn)整流器，不能滿足頻繁起動和停止的工作需要，也不能在輪徑不同或牽引電動機轉(zhuǎn)速有差別時，由一臺逆變器驅(qū)動多臺電動機并聯(lián)工作。交流異步牽引電動機在空間利用和重量上都優(yōu)于交流同步牽引電動機，因此被廣泛應用。交流異步牽引電動機采用VVVF控制，即直流電通過逆變器變?yōu)槿嘟涣麟姡秒妷汉皖l率的變化來控制異步牽引電動機的轉(zhuǎn)速變化，獲得最佳的調(diào)速性能，并實現(xiàn)再生制動。3. 交流牽引傳動系統(tǒng) 城市軌道交通列車使用的交流感應電動機主要是結構簡單的鼠籠式感應電動機（見圖2-3），它主要由定子和轉(zhuǎn)子構成，定子上加載三相交流電壓時，間隙磁通量就

18、會發(fā)生變化，從而使轉(zhuǎn)子受到感應，產(chǎn)生扭矩。4. 直線電動機牽引系統(tǒng) 直線電動機可認為是旋轉(zhuǎn)電動機的結構的轉(zhuǎn)變，即將旋轉(zhuǎn)電動機沿軸向切開，按水平方向展開，從而使旋轉(zhuǎn)電動機的定子演變?yōu)槌跫墸D(zhuǎn)子演變?yōu)榇渭?，以直線運動取代旋轉(zhuǎn)運動。由于直線電動機無旋轉(zhuǎn)部件，因此可大大降低城市軌道交通列車的高度，縮小隧道直徑，降低工程成本。此外，直線電動機環(huán)保性能好，車輛運行噪聲小。直線電動機在城市軌道交通中應用時，初級既可設在車上，也可設在地面，分別稱為車載初級式和地面初級式。目前，城市軌道交通列車多采用車載初級式異步的方式，初級安裝在動車的轉(zhuǎn)向架上，從受電軌受電，電源的變換和控制設備安裝在車上；次級沿線路敷在兩根

19、走行鋼軌之間的導體板上，建設費用低。廣州地鐵4號線和北京地鐵機場線的列車均采用直線電動機牽引傳動系統(tǒng)，采用一臺VVVF逆變器向兩臺三相八極的直線感應電動機供電，采用IGBT器件和脈沖調(diào)制技術的牽引逆變器，實現(xiàn)牽引、再生制動控制。2.2 列車運行阻力2.2.1 列車運行阻力的定義和分類城市軌道交通列車的運行過程，就是牽引力不斷克服運行阻力的過程1. 列車運行阻力的定義 列車運行中產(chǎn)生的一種與其運行方向相反、阻止其運行并且大小不能由司機控制的外力稱為列車運行阻力。2. 列車運行阻力的分類（1） 按阻力作用部位分類。按阻力作用部位分類，列車運行阻力可分為動車阻力和車輛（拖車）阻力。動車阻力。由于動車

20、惰行工況下存在牽引齒輪及電樞軸的機械阻力，所以惰行工況下的動車阻力大于車輛（拖車）阻力。車輛（拖車）阻力。車輛（拖車）阻力是指車身移動阻力。2. 列車運行阻力的分類（2） 按阻力形成的原因分類。按阻力形成的原因分類，列車運行阻力可分為基本阻力和附加阻力?；咀枇Α；咀枇κ橇熊囋谌魏芜\行情況下都存在的阻力。由于列車在空曠、平直道上運行時一般只有基本阻力，基本阻力即為空曠、平直線路上的阻力。附加阻力。附加阻力是列車在個別情況下運行時才遇到的阻力。列車在坡道上運行時有坡道附加阻力，在曲線上運行時有曲線附加阻力，在隧道中運行時有隧道附加阻力。 綜上所述，列車在平直道上運行時，軸頸與軸承間的摩擦、車輪

21、與鋼軌間的作用及周圍空氣影響等引起的始終存在的阻力，稱為基本阻力。除基本阻力外產(chǎn)生的額外阻力，如坡道阻力、曲線阻力、隧道阻力、起動阻力、大風阻力、低溫阻力等，稱為附加阻力。2.2.2 列車運行阻力分析與計算1. 基本阻力計算 城市軌道交通列車運行時的基本阻力是在城市軌道交通列車運行時始終存在的阻力；并且絕大多數(shù)的城市軌道交通列車運行阻力與列車的重量成正比，在實際中經(jīng)常用單位車重的阻力來計算，稱為單位阻力；相應的，基本阻力與車重之比稱為單位基本阻力，用0表示，單位為N/t。 由于影響基本阻力的因素較為復雜，在實際運用中很難用理論公式來計算，通常按照大量試驗綜合得出的經(jīng)驗公式進行計算。1. 基本阻

22、力計算 下面是我國軌道交通科研部門經(jīng)過大量的測試和試驗給出的國內(nèi)外部分軌道交通車輛的單位基本阻力計算的經(jīng)驗公式。21、22型客車（vmax=120 km/h）單位基本阻力的計算公式為：0=16.28+0.073 6v+0.001 521v2（2-3）式中，v為速度。25B、25G型客車（vmax=140 km/h）單位基本阻力的計算公式為：0=17.85+0.098 1v+0.001 422v2（2-4）準高速單層客車（vmax=160 km/h）單位基本阻力的計算公式為：0=15.79+0.039 2v+0.001 853v2（2-5）準高速雙層客車（vmax=160 km/h）單位基本阻力

23、的計算公式為：0=12.16+0.034 3v+0.001 540v2（2-6）日本新干線O系電動車組單位基本阻力的計算公式為：0=11.77+0.152 1v+0.001 436v2（2-7）日本新干線100系電動車組單位基本阻力的計算公式為：0=12.50+0.016 0v+0.001 449v2（2-8）日本新干線200系電動車組單位基本阻力的計算公式為：0=11.54+0.151 1v+0.000 883v2（2-9）法國TGV電動車組（2輛動車、8輛拖車）單位基本阻力的計算公式為：0=7.132+0.078 5v+0.001 450v2（2-10）德國ICE電動車組（2輛動車、14輛

24、拖車）單位基本阻力的計算公式為：0=11.381+0.052 0v+0.001 177v2（2-11）意大利ETR500電動車組單位基本阻力的計算公式為：0=5.984+0.100 1v+0.001 109v2（2-12）1. 基本阻力計算2. 附加阻力計算 附加阻力只在一些特殊情況下存在，當然如果整條線路均在地下，隧道阻力也可按基本阻力進行計算。在此，我們著重對坡道阻力和曲線阻力的計算問題進行討論。在附加阻力的計算中，附加阻力與車重之比稱為單位附加阻力。習慣上用i表示單位坡道阻力，用r表示單位曲線阻力，它們的單位均為N/t。（1） 坡道阻力分析與計算。坡道阻力實際上就是城市軌道交通列車在坡道

25、上運行時沿坡道方向的力（Wi），如圖2-4所示。當列車上坡時，坡道阻力與列車運行方向相反，阻力是正值；反之，坡道阻力是負值。顯然坡道阻力的大小與坡道的陡峭程度有關。標示坡道陡峭程度的參數(shù)是坡度，用字母i表示。它是指坡道終點對起點的高度差與兩點之間的距離之比，其值以千分數(shù)計，即 i=BCAB1 000（2-13）2. 附加阻力計算式中，BC為標高差；AB為坡道長度。圖2-4坡道阻力示意2. 附加阻力計算若是上坡道，則標高差為正值；若是下坡道，則標高差為負值，坡度同樣為負值。由圖2-4可得：式中，m為電動車組質(zhì)量。單位坡道阻力為：即列車的單位坡道阻力在數(shù)值上等于該坡道的坡度與重力加速度的乘積。（2

26、） 曲線阻力分析與計算。列車進入曲線運行時，車輪輪緣壓向外軌頭產(chǎn)生滑動摩擦力，車輪在軌面產(chǎn)生橫向滑動，以及車輛心盤和旁承因轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生摩擦力等。這些增加的摩擦損失造成的阻力稱為曲線阻力。曲線阻力與曲線半徑、列車運行速度、曲線的外軌超高等許多因素有關，難以用理論方法推導，一般按大量試驗得出的經(jīng)驗公式來計算。2. 附加阻力計算單位曲線阻力是曲線半徑的函數(shù)，其公式為：式中，A為用試驗方法確定的常數(shù)，其值各國有差異，為450800，我國采用700；R為曲線半徑。（3） 加算坡道單位阻力分析與計算。當坡道與曲線同時出現(xiàn)時，列車在該區(qū)段的單位附加阻力為單位坡道阻力和單位曲線阻力之和。為方便起見，常將

27、單位曲線阻力看成相當?shù)膯挝黄碌雷枇?，并與實際的單位坡道阻力相加，稱為加算坡道單位阻力，即2. 附加阻力計算式中，ik為加算坡道的坡度（）。（4） 列車運行阻力計算。有了單位阻力和加算坡道單位阻力，可按式（2-19）計算列車運行阻力，即2. 附加阻力計算式中，W0為基本阻力；Wj為電動車組加算阻力；m為電動車組質(zhì)量。列車單位運行阻力的計算公式為：2.2.3 減小列車運行阻力的措施 針對城市軌道交通列車運行阻力的產(chǎn)生原因，采取有效措施，盡可能地減小運行阻力，相應地提高運行速度、乘客裝載量及其他技術經(jīng)濟指標，具有十分重要的意義。可采取如下措施減小列車運行阻力：（1） 按季節(jié)變化選用適當牌號的潤滑油，

28、以保證軸承潤滑良好。（2） 維護好車輛轉(zhuǎn)向架，保證正常的技術狀態(tài)。（3） 提高載客率，增加車輛重量，減少單位基本阻力。（4） 保證所有制動裝置處于良好的技術狀態(tài)，避免出現(xiàn)自然制動和緩解不良現(xiàn)象。（5） 采用動力制動，以減小制動損失。（6） 車輛滾動軸承化，列車外形流線化Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit.LOREM IPSUM 2.3 列車制動力2.3.1列車制動力基礎知識1【 制動系統(tǒng)在城市軌道交通列車運行中的重要意義】 人為地使運動物體減速或阻止其加速叫作制動，對于城市軌道交通列車來說，為了使運行著的列車能迅速地

29、減速或停車，必須對它施行制動；為了防止列車在下坡道上運行時由于重力作用導致速度增加，也需要對它施行制動；同時為避免停放的車輛因重力作用或風力吹動而溜走，也要對它施行制動(稱為停放制動)。因此，制動系統(tǒng)對保證列車安全和正點運行具有極其重要的意義。2.3.1列車制動力基礎知識2【列車制動力的定義】 列車制動力是由制動裝置產(chǎn)生的與列車的運行方向相反、阻礙列車運動并且司機可以根據(jù)需要或由自動駕駛裝置控制和調(diào)節(jié)的外力。制動力和列車運行阻力雖然都阻止列車的運動，但是制動力是人為的和可控的。所以，在列車制動減速過程中，盡管運行阻力也在起作用，但起主要作用的是列車制動力。2.3.1列車制動力基礎知識3【 制動

30、功率與制動能力】 從能量的觀點看，制動的實質(zhì)就是將列車所具有的動能轉(zhuǎn)移出去，制動系統(tǒng)轉(zhuǎn)移動能的能力稱為制動功率。在一定的制動距離條件下，列車的制動功率是其速度的三次函數(shù)。列車的最高運行速度雖然與其牽引功率有關，但也受其制動能力的限制。列車的制動能力是指制動系統(tǒng)能使其在規(guī)定的制動距離內(nèi)安全停車的能力。按照城市軌道交通列車的運行規(guī)程，列車在非常情況下的制動距離(緊急制動距離)不得超過某一規(guī)定值。例如，地鐵規(guī)定的緊急制動距離一般為180 m。這個距離要比啟動加速距離短得多，因此列車的制動功率要比驅(qū)動功率大510倍。2.3.1列車制動力基礎知識4【 制動的類型】 根據(jù)不同的分類方式，制動可分為黏著制動

31、和非黏著制動、摩擦制動和非摩擦制動。踏面（閘瓦）制動、盤形制動、電阻制動、再生制動和液力制動都需要通過輪軌黏著來產(chǎn)生制動力，故習慣上把它們歸為一類，稱為黏著制動。 軌道電磁制動(包括摩擦式和渦流式)和翼板制動都不需要通過輪軌黏著來產(chǎn)生制動力，故習慣上把它們歸為一類，稱為非黏著制動。 在各種制動中，踏面（閘瓦）制動、盤形制動、軌道電磁制動等都通過摩擦來產(chǎn)生制動力，所以有時也把它們統(tǒng)稱為摩擦制動；把其他不通過摩擦來產(chǎn)生制動力的統(tǒng)稱為非摩擦制動，如軌道渦流制動。2.3.1 列車制動力基礎知識5【 制動系統(tǒng)應具備的條件 】 城市軌道交通的站距較短，因此列車的調(diào)速及停車都比較頻繁。為了提高運行速度，尤其

32、是對高架有軌交通列車和地鐵列車，必須使其起動快，制動距離短。同時，城市軌道交通列車的乘客上下波動較大，對列車載重有較大的影響。針對這些特點，城市軌道交通列車的制動系統(tǒng)應具備以下條件：（1） 操縱靈活，制動減速快，作用靈敏可靠，列車前后車輛制動、緩解作用一致。（2） 具有足夠的制動能力時，其制動力不會衰減。保證列車能在規(guī)定的制動距離內(nèi)停車、在長大下坡道上運行。（3） 具有動力制動與摩擦制動的聯(lián)合制動能力。在正常制動過程中，優(yōu)先使用動力制動，以減少對城市環(huán)境的污染和降低運行成本。（4） 具有荷載校正能力，能根據(jù)乘客荷載的變化自動調(diào)節(jié)制動力，使車輛制動率保持恒定，以保證乘客乘坐的舒適性。（5） 具有

33、緊急制動性能，遇有緊急情況時，能使列車在規(guī)定距離內(nèi)安全停車。緊急制動除可由司機操縱外，必要時還可由行車有關人員利用緊急按鈕(緊急閥)進行操縱。此外，列車在運行中發(fā)生列車分離、制動系統(tǒng)故障等危急行車安全的事故時，應能自動產(chǎn)生緊急制動作用。2.3.2 列車制動力形成的機理分析 目前，城市軌道交通中除了橡膠車輪列車和磁懸浮列車等特殊交通系統(tǒng)外，絕大部分列車采用的是鋼軌鋼輪的走行方式。因此，首先要來研究鋼軌與鋼輪之間的相互關系，以及它們在運行中的各種工況。 輪對由一根車軸與兩個車輪組成，其在鋼軌上運行時，一般承受垂直荷載、縱向荷載和橫向荷載。垂直荷載來自車輛對輪對的正壓力，縱向荷載主要來自牽引及制動，

34、橫向荷載來自車輛的蛇行運動。牽引時，牽引電動機通過傳動機構將牽引動力傳遞給動車的動力輪對（動輪對），通過車輪和鋼軌的相互作用產(chǎn)生使車輛運動的反作用力。根據(jù)物理學中有關機械摩擦的理論，輪軌間的切向作用力就是靜摩擦力。而最大靜摩擦力就是鋼軌對車輪的反作用力的法向分力與靜摩擦系數(shù)的乘積。穩(wěn)態(tài)前進的非動力輪對的車輪在不制動時，其縱向切向力平衡軸承阻力和蛇行時的慣性力。因此，無論是動輪對還是從動輪對都存在著縱向切向力，它導致了輪軌之間的縱向相對運動。但實際上，事情并非那么簡單，動輪與鋼軌間切向作用力的最大值與物理學上的最大靜摩擦力相比要小一些，情況也更復雜一些。在分析軌道車輛的輪軌關系時，通常必須引入兩

35、個十分重要的概念，即黏著和蠕滑。1. 黏著 圖2-5所示為某城市軌道交通列車的動車以速度v在直線線路上運行時，它的一個動輪對的受力情況（圖中忽略了其內(nèi)部的各種摩擦阻力，為了更清楚地表示該圖中的各種關系，我們把實際上相互接觸的車輪與鋼軌稍稍分開畫出）。1. 黏著 在圖2-5中，Pi為作用在鋼軌上的正壓力，又稱為輪對的軸重；Mi為牽引電動機作用在動輪對上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，可以用一對力（Fi和Fi）形成的力偶代替。力Fi和Fi分別作用在輪軸中心的O點和輪軌接觸處的O點，其大小為：式中，Ri為動輪半徑。在正壓力Pi的作用下，車輪與鋼軌的接觸部分緊緊壓在一起。1. 黏著 Fi使車輪上的O點具有向左運動的趨勢，

36、并通過O點作用在鋼軌上。fi 表示車輪作用在鋼軌上的力，fi =Fi 。由于輪軌接觸處存在著摩擦力，車輪上O點向左運動的趨勢將引起向右的靜摩擦力fi，即鋼軌對車輪的反作用力，fi =fi 。因此，車輪上的O點受到兩個相反方向的力Fi和fi的作用，而且fi=Fi。所以，O點保持相對靜止，輪軌之間沒有相對滑動，在力Fi 的作用下，輪對做純滾動運動。 由于正壓力而保持車輪與鋼軌接觸處相對靜止的現(xiàn)象稱為黏著，黏著狀態(tài)下的靜摩擦力fi稱為黏著力。1. 黏著 輪軌間的黏著與靜力學中靜摩擦的物理性質(zhì)十分相似。驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Mi產(chǎn)生的切向力Fi增大時，黏著力fi也隨之增大，并保持與Fi相等。當切向力Fi增大到某個數(shù)

37、值時，黏著力fi達到最大值。此后，切向力Fi如果再增大，fi反而迅速減小。試驗證明，黏著力fi的最大值fmax與動輪對的正壓力Pi成正比，其比例常數(shù)稱為黏著系數(shù)，用表示，即 式（2-22）表明，在軸重一定的條件下，輪軌間的最大黏著力由輪軌間系數(shù)的大小決定。當輪軌間出現(xiàn)最大黏著力時，若繼續(xù)加大驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，一旦切向力Fi大于最大黏著力，車輪上的O點將向左移動，輪軌間出現(xiàn)相對滑動，黏著狀態(tài)被破壞。這時，車輪與鋼軌的相對運動由純滾動變?yōu)榧扔袧L動也有滑動。此時，鋼軌對車輪的反作用力由靜摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，其值迅速減小，并使車輪的轉(zhuǎn)速上升，造成空轉(zhuǎn)。當車輪出現(xiàn)空轉(zhuǎn)時，輪軌間只能依靠滑動摩擦力傳遞切向力，因

38、而傳遞切向力的能力大大減小，并且會造成車輪踏面和軌面的擦傷。因此，牽引運動應盡量防止出現(xiàn)車輪的空轉(zhuǎn)。1. 黏著 黏著系數(shù)是由輪軌間的物理狀態(tài)確定的。加大每個輪對作用在鋼軌上的壓力，即增加軸重，可以提高每個動輪對的黏著力和牽引力。但是，軸重也受到鋼軌、路基和橋梁等各種條件的限制，不可能無限制的增加。城市軌道交通列車由于采用動車組形式，動輪對數(shù)量比一般鐵路列車多，動力和黏著力比較分散，牽引力總量又很容易達到，與鐵路列車的動輪對和牽引力都集中在機車頭的情況相比，城市軌道交通列車利用黏著條件就相對好得多，因而對保護輪軌間的正常作用是很有利的。2. 蠕 滑 傳統(tǒng)理論認為，車輪相對鋼軌滾動時，接觸面處于一

39、種干摩擦的黏著狀態(tài)，除非制動力或牽引力大于黏著力時才會轉(zhuǎn)入滑動摩擦狀態(tài)。但是現(xiàn)代研究表明，由于車輪和鋼軌都是彈性體，滾動時輪軌接觸處會產(chǎn)生彈性變形，這種新的彈性變形會使接觸面發(fā)生微量滑動，稱為蠕滑。對蠕滑進行研究和分析可以進一步深化對黏著的認識。 在車輪上正壓力的作用下，輪軌接觸處產(chǎn)生彈性變形，形成橢圓形的接觸面。從微觀上仔細觀察，兩個接觸面是粗糙不平的。由于切向力的作用，車輪在鋼軌上滾動時，車輪和鋼軌的粗糙接觸面間產(chǎn)生新的彈性變形，接觸面間出現(xiàn)微量滑動，即蠕滑。2. 蠕 滑 蠕滑的產(chǎn)生主要是由于在車輪接觸面的前部產(chǎn)生壓縮，后部產(chǎn)生拉伸；而在鋼軌接觸面的前部產(chǎn)生拉伸，后部產(chǎn)生壓縮。隨著車輪的滾

40、動，車輪上原來被壓縮的金屬陸續(xù)放松，并被拉伸；而鋼軌上原來被拉伸的金屬陸續(xù)被壓縮，因而在接觸面的后部出現(xiàn)滑動。 如圖2-6所示，切向力在接觸面上形成兩個性質(zhì)不同的狀態(tài)和區(qū)域：接觸面的前部，輪軌間沒有相對滑動，稱為滾動區(qū)，用陰影線表示；接觸面的后部，輪軌間有相對滑動，稱為滑動區(qū)。這兩個區(qū)域的大小隨切向力的變化而變化。當切向力增大時，滑動區(qū)面積增大，滾動區(qū)面積減?。划斍邢蛄Τ^某一極限值時，滾動區(qū)面積為零，只剩下滑動區(qū)，整個接觸面間出現(xiàn)相對滑動，輪軌間的黏著被破壞，車輪在鋼軌上開始明顯打滑，即出現(xiàn)空轉(zhuǎn)。 蠕滑是滾動體的正常滑動。車輪在滾動過程中必然會產(chǎn)生蠕滑現(xiàn)象。伴隨著蠕滑產(chǎn)生靜摩擦力，輪軌之間才

41、能傳遞切向力。由于蠕滑的存在，牽引時車輪的滾動圓周速度將比其輪心前進速度大。這兩種速度之間的差值稱為蠕滑速度，并以一個無量綱比值蠕滑率來表示蠕滑的大小，即2. 蠕 滑式中，為車輪轉(zhuǎn)動的角速度；Ri為車輪的半徑；v為車輪輪心前進速度。 輪軌間由于摩擦產(chǎn)生的切向力反過來作用于驅(qū)動機構，隨著切向力的增大，驅(qū)動機構內(nèi)的彈性應力也增大。當切向力達到極限時，由于蠕滑的積累波及整個接觸面，發(fā)展成為真滑動；積累的能量使車輪本身加速，這時驅(qū)動機構內(nèi)的彈性應力被解除。由于車輪的慣性和驅(qū)動機構的彈性，在輪軌間出現(xiàn)滑動黏著再滑動再黏著的反復振蕩過程，一直持續(xù)到重新在驅(qū)動機構中建立起穩(wěn)定的彈性應力為止。3. 制動力的形

42、成 與牽引運行類似，制動力的形成也是通過輪軌間的黏著產(chǎn)生的。為了降低列車運行速度或者為了停車，必須用外力將列車動能移走。這個移走列車動能的過程稱為制動。一般城市軌道交通列車的制動方式有三類，即摩擦制動（包括閘瓦制動和盤式制動）、動力制動（包括再生制動和電阻制動）和電磁制動（包括磁軌制動和渦流制動）。其中，摩擦制動和動力制動都是通過輪軌黏著產(chǎn)生制動力的。下面以閘瓦制動為例，說明通過輪軌黏著產(chǎn)生制動力的過程。 圖2-7所示為一個輪對利用閘瓦制動產(chǎn)生制動力的示意圖3. 制動力的形成 假設一個輪對上有兩塊閘瓦，在忽略其他各種摩擦阻力的情況下，輪對在平直道上滾動惰行。若每塊閘瓦以壓力壓向車輪踏面，閘瓦和

43、踏面間引起與車輪轉(zhuǎn)動方向相反的滑動摩擦力2Kk（k為車輪踏面與閘瓦間的滑動摩擦系數(shù)）。對于列車來說，該摩擦力是內(nèi)力，不能使列車減速，可是它通過輪軌間的黏著引起與列車運動方向相反的外力，以此來實現(xiàn)列車的減速或停車。 滑動摩擦力2Kk對車輪的作用效果相當于制動轉(zhuǎn)矩Mb，即3. 制動力的形成 用類似牽引力形成的分析方法，轉(zhuǎn)矩Mb可以用軸心和輪軌接觸處的力偶（Bi，Bi）代替。力偶的力臂為車輪半徑Ri，作用力Bi=Bi=MbRi=2Kk。輪軌接觸處因輪對的正壓力Pi而存在黏著，切向力Bi將引起鋼軌對車輪的靜摩擦反作用力B，B=Bi=2Kk。B作用在車輪踏面的O點處，作用方向與列車運行方向相反，是阻止列

44、車運行的外力，稱為制動力。制動力B也是輪軌間的黏著力，因而也受到黏著條件的限制，即式中，Pi為動車或拖車輪對的軸重；i為制動時輪對間的黏著系數(shù)。整個列車的總閘瓦制動力為所有輪對閘瓦制動力之和。3. 制動力的形成 制動力的大小可以采用增加或減小閘瓦的壓力來調(diào)節(jié)，但不得大于黏著條件所允許的最大值。否則，車輪被閘瓦“抱死”，車輪與鋼軌間產(chǎn)生相對滑動，車輪的制動力變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，?shù)值立即減小，產(chǎn)生滑行?；惺桥c牽引時的空轉(zhuǎn)相對應的一種黏著狀態(tài)被破壞的現(xiàn)象?；袝r，制動力大大下降，制動距離增加，還會造成車輪踏面與鋼軌的擦傷，因此必須盡量避免。 動力制動產(chǎn)生制動力的過程與摩擦制動產(chǎn)生制動力的過程基本類似，

45、只是動力制動的制動轉(zhuǎn)矩是由電動機（這時電動機處于發(fā)電機狀態(tài)）產(chǎn)生的，而不是由閘瓦產(chǎn)生的。但它們都是通過輪軌黏著產(chǎn)生的。因此，牽引力、摩擦制動力和動力制動力都是黏著力，它們與黏著關系密切。充分利用好黏著條件，不僅是牽引必須注意的，對于制動來說也是同樣重要的。滑行和空轉(zhuǎn)都是必須避免的。3. 制動力的形成 唯一不受黏著條件限制的制動是電磁制動。電磁制動有兩種形式，即磁軌制動和渦流制動。磁軌制動是將帶有磨耗板的電磁鐵落在鋼軌上，接通勵磁電流，使電磁鐵緊緊吸附在鋼軌上，并通過磨耗板與軌面產(chǎn)生制動力。渦流制動的電磁鐵沒有磨耗板，它將電磁鐵落在距軌面710 mm處，電磁鐵與鋼軌間的相對運動引起電渦流作用形成

46、制動力。磁軌制動在歐洲的輕軌車輛或有軌電車上經(jīng)常能看見，主要用于緊急制動；磁軌制動應用最多的是高速列車和磁懸浮列車。4. 黏著控制的必要性和黏著控制系統(tǒng) 現(xiàn)代城市軌道交通列車上多裝有防空轉(zhuǎn)檢測保護裝置，使動車在空轉(zhuǎn)剛剛發(fā)生時就能檢測出來，并能自動采取措施，消除空轉(zhuǎn)，以保證列車正常運行。（1） 黏著控制的必要性。城市軌道交通列車在設計時雖然充分考慮了輪軌之間的黏著作用，但是沒有黏著控制系統(tǒng)的動車只能靠其自然特性運行，難以運用到黏著極限，即使短時達到較大的牽引力也難以維持，因為輪對空轉(zhuǎn)隨時可能發(fā)生，因此只能遠離黏著極限使用。同樣，在列車制動時，若無防滑行保護裝置，一旦制動力大于輪軌黏著極限就會出現(xiàn)

47、滑行，將導致輪對擦傷和制動距離增加。因此，在現(xiàn)代車輛的控制中，一般都設有黏著控制系統(tǒng)防空轉(zhuǎn)/滑行保護系統(tǒng)。（2） 黏著控制系統(tǒng)。目前，國內(nèi)外常見的黏著控制系統(tǒng)主要是校正型和蠕滑率控制型兩大類。城市軌道交通的動車要求具有良好的防空轉(zhuǎn)和防滑行性能，大多采用校正型黏著控制系統(tǒng)。4. 黏著控制的必要性和黏著控制系統(tǒng) 當城市軌道交通列車產(chǎn)生空轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生如下信號：空轉(zhuǎn)輪對轉(zhuǎn)速不正常地大幅度上升；空轉(zhuǎn)牽引電動機電流不正常地大幅度下降；串聯(lián)電路中一臺電動機的端電壓迅速上升，而另一臺電動機的端電壓迅速下降；輪對空轉(zhuǎn)前有某種一定頻率的扭振。 黏著控制系統(tǒng)通過檢測裝置測得上述空轉(zhuǎn)信號。當動車牽引力超過黏著值，空轉(zhuǎn)

48、或空轉(zhuǎn)趨勢達到一定程度時，黏著控制系統(tǒng)快速并深度削減動輪驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，使空轉(zhuǎn)得到強烈的抑制；進入黏著恢復區(qū)后，迅速恢復牽引力；當回升到空轉(zhuǎn)前轉(zhuǎn)矩的一定比例時，再以緩慢速率增長，以便尋找一個黏著極限點。采用這種短時超越黏著的最大值，又不讓空轉(zhuǎn)發(fā)展的簡單辦法，可使輪軌經(jīng)常處于高黏著區(qū)，而每次校正削減造成的牽引力損失都減到最小。5. 影響?zhàn)ぶ禂?shù)的因素 由于黏著系數(shù)與制動有相當重要的關系，所以長期以來，影響?zhàn)ぶ禂?shù)的主要因素就成為世界上眾多科技專家研究的方向。對軌道黏著系數(shù)的研究主要依靠試驗。不同軌道的黏著系數(shù)不同，需要經(jīng)過大量試驗和對試驗數(shù)據(jù)的計算分析才能得到。專家們的試驗分析表明，黏著系數(shù)是一個由多

49、因素決定的變數(shù)，當動車黏著重量確定后，黏著系數(shù)就是決定牽引力大小的因素。影響?zhàn)ぶ禂?shù)的主要因素有以下幾項：（1） 動輪踏面與鋼軌表面狀態(tài)。干燥清潔的動輪踏面與鋼軌表面黏著系數(shù)高，冰、霜、雪等天氣的冷凝作用或小雨使軌面輕微潮濕時軌面黏著系數(shù)低，大雨沖刷、雨后生成薄銹使黏著系數(shù)增大，油垢使黏著系數(shù)減小。（2） 線路質(zhì)量。鋼軌越軟，黏著系數(shù)越??；鋼軌不平或直線地段兩側(cè)軌頂不在同一水平面，動輪所處位置的軌面狀態(tài)不同，都會使黏著系數(shù)減小。5. 影響?zhàn)ぶ禂?shù)的因素（3） 列車運行速度和狀態(tài)。列車運行速度提高，加劇了動輪對鋼軌的縱向和橫向滑動及車輛振動，使黏著系數(shù)減小。特別是在輪軌表面被水污染的情況下，黏著

50、系數(shù)隨速度的增加而急劇下降。列車運行中由各種因素導致軸重轉(zhuǎn)移，也影響著黏著系數(shù)，如列車過彎道時，車輪一側(cè)增載，另一側(cè)減載，造成黏著系數(shù)大幅降低。曲線半徑越小，黏著系數(shù)越小。（4） 動車有關部件的狀態(tài)。各動軸上牽引電動機的特性不完全相同，在同一運行速度下牽引力大的動輪將首先發(fā)生空轉(zhuǎn)；各個動輪的直徑不同，直徑小的動輪發(fā)出的牽引力大，容易首先發(fā)生空轉(zhuǎn)；各個動輪的動負荷不同，運行中動負荷輕的動輪將首先發(fā)生空轉(zhuǎn)。空轉(zhuǎn)必然導致動車的黏著系數(shù)減小。6. 改善黏著的方法 改善黏著的方法主要有兩大類：一大類是修正輪軌表面的接觸條件，改善輪軌表面不清潔狀態(tài)；另一大類是設法改善軌道車輛的懸掛系統(tǒng)，以減輕輪軌對減載帶

51、來的不利影響。通常采用以下改善黏著的措施：從車輛上往鋼軌上撒沙；用機械或化學方法清洗鋼軌、打磨鋼軌；改進閘瓦材料，如用增黏閘瓦材料；改善車輛懸掛，減小軸重轉(zhuǎn)移等。2.3.3 列車制動力計算 以閘瓦制動為例，如圖2-8所示，制動時，設每個輪對的閘瓦壓力為K，車輪與閘瓦的摩擦系數(shù)為。制動前，列車以速度v運行，輪對以角速度在軌面上滾動。制動時，閘瓦作用于車輪踏面的壓力K引起閘瓦作用于輪對的摩擦力K，這個摩擦力對輪對中心形成一個力矩KR，它的方向與輪對轉(zhuǎn)動方向相反。2.3.3 列車制動力計算 上述摩擦力矩起著兩方面的作用：一方面，阻止輪對轉(zhuǎn)動，使輪對獲得角減加速度，輪對轉(zhuǎn)速因而迅速減慢以至停止轉(zhuǎn)動；另

52、一方面，由于輪對的轉(zhuǎn)動被阻止，勢必引起輪軌間的相對滑動趨勢，從而使輪軌之間產(chǎn)生相互作用力，即由于閘瓦摩擦力矩的存在而在輪軌接觸點引起了車輪對鋼軌的縱向水平作用力和鋼軌對車輪的反作用力B。反作用力B對于輪對及本列車來說都是與列車運行方向相反的外力，起著阻礙列車運行的作用，使列車獲得減加速度a，這就是制動力。根據(jù)圖2-8，將輪對作為分離體，建立力矩平衡方程可以得到制動力大小，即式中，R為車輪半徑；l為輪對的轉(zhuǎn)動慣量。2.3.3 列車制動力計算 在式（2-26）中，l所占的比例很小，為了簡化起見，通常忽略不計（假定l=0），留到計算轉(zhuǎn)動距離時再加考慮。這樣，轉(zhuǎn)動力在數(shù)值上等于閘瓦摩擦力，即全列車的制動力為： 從式（2-27）可以看到，制動力B隨著車輪和閘瓦間摩擦力的增大而增大。但也不是無限制的增大，制動力要