谁能来个科普贴，说说不同的轴数和轴重对机车的影响

komachi275

saxy_52 发表于 2013-6-14 16:33
嗯，楼上的引用和分析已是很严谨的了。只补充下第3点，曲线线路上作用力增大的原因是离心力（或向心力）的 ...

大致赞同您说的~
不过我认为动力分散以及轻轴重两个层面应该分开讨论

轴重愈轻，每轴的最大出力就随之降低，因此轻轴重列车必须用更多的电动机布设来补偿损失的牵引力，此以日系的动车组为例子(CRH2-300)，动车一大堆出力却不怎样。

轴重稍大的好处就是可以适度地减少动车数量，对于后勤维修来说是一笔不小的助益，咱们CRH3都是欧洲标准的17吨轴重，跟集中的ETR500比起来没有比较轻(只不过动车比较多)。

回到头来，黏着力的主要来源就是轴重，假定都是全数轴电机的高度分散，轴重大的车出力就是比轴重小的车大，速度愈高阻力愈大，愈需要大量的牵引力抵抗，轻轴重的车子就吃鳖了，这也是为什么日本曾说过轮轨的极限在375的缘故，因为他们的轴重只有10~12吨。老法的世界最高速574虽然也是分散车，不过他是17吨轴重的。

komachi275

saxy_52 发表于 2013-6-17 15:20
轴重大小，动轴数多少，动力集中还是分散动力这些不同的组合不存在谁好谁坏的问题，哪一种方案更合理，更经 ...

当年ICE3开发的前身是动力集中式的ICE-M
动车17吨轴以下2M6T
爬坡性能以及启动能力都比现在的ICE3好
不过计画被舍弃的最大原因是载客量的问题

另外关于楼主您第二段的部分我的说明其实很简单
列车要加速至高速就一定要牵引力>=行车阻力

牵引力就只有轮轨接触产生的黏着力
行车阻力有机械阻力坡度阻力弯道阻力以及空气阻力等等
您说得没错
行车阻力会随着速度而上升(主要来自于空气阻力)但远远小于启动牵引力
但是您忽略了一件事
就是黏着系数也会随着速度上升而下降
不空转的最大黏着力也会跟着下降

也就是假定我们设计了一个可以300千牛恒力输出的列车(不论集中或分散也不论功率大小与经济效益)
它能300千牛启动，但是车速到300公里的时候无法继续300千牛输出
因为它在途中就空转了

黏着力的控制因素只有轴重与黏着系数这两样
或许300公里用轻轴重车辆还可以应付
但400公里呢? 甚至500公里?

可以注意的是CRH-380A轴重是14吨而不是新干线500系的10吨
为什么呢?

komachi275

wheremylove 发表于 2013-6-18 00:37
轴重轻的出力不大？那是电机功率小，小电机难以发出巨大的扭矩。

CRH3敢跟CIT500比划一下吗？后者的轴 ...

CIT500也没JR500轻啊...
JR500给他换大功率电动机一样上不了那么快

komachi275

wheremylove 发表于 2013-6-18 00:45
法国V150试验车的动力模式是不可能在正常运营中采用的。现实中的TGV就是靠总重136吨的动力车拖动总重400多吨 ...

没错啊
V150是十足的分散车
但是也因为它是17吨轴才有办法跑那么快

设计一个跟V150一样的动轴比例一样长度的列车
但是把轴重砍到12保证上不了574

komachi275

saxy_52 发表于 2013-6-18 10:21
嗯，还是楼上说的靠普。

您说的跟wheremylove有出入啊...

komachi275

wheremylove 发表于 2013-6-18 10:47
CIT500做到500系那么轻，只会跑得更快！粘着系数确实随速度增加不断降低，但是速度越高降低的幅度也越小， ...

CIT500做到500系那幺轻，只会跑得更快！粘着系数确实随速度增加不断降低，但是速度越高降低的幅度也越小，法国TGV列车在300km/h时粘着系数取0.09，当年跑515.3km/h的那次试验证明了500km/h下亦可达到0.075。
500系轴重11吨，取0.075的粘着系数是8千牛，乘以500的速度，可知轴功率超过1100千瓦，比CIT500还要大，显示中这幺大功率的电器往哪放都是问题。

11吨的轴重，对运营列车完全不是问题。

怎么会不是问题呢?
TGV-R在300km/h的时候所遭受到的端面风阻就已经将近50千牛了
依您计算JR500在500km/h的最大输出只能8千牛，是要怎么跑上去?

东海道新干线是一个极端，基础太差，为了提速不得不用特别轻的车。

不是谁才说愈轻愈好？
那么天朝和谐比日本重就比日本差了不是?
愈轻愈好的假说是有瑕疵的

komachi275

asoya 发表于 2013-6-18 13:21
有个简单的故事可以帮助大家了解空气阻力对物体运动影响。传说三国时候张飞跟刘备比仍东西，看谁 ...

顶一个~ 解说得很详细

komachi275

asoya 发表于 2013-6-18 13:37
楼上纠结不清的可能是列车加速度的问题。任何物体，只要不计较加速时间的长短（最小的加速度），只要功率 ...

这也是为什么日本人他们认为轮轨极限在375 再上去要磁悬浮的缘故

komachi275

saxy_52 发表于 2013-6-18 15:01
唯独最后一句有不同意见：摩擦系数是个系数，没有带速度V的计算公式。同样粘着系数也只是个系数，也没有带 ...

楼主确定黏着系数没有与速度带关系的公式？

komachi275

wheremylove 发表于 2013-6-18 15:23
是每轴允许输出8千牛，CIT500有24根动轴，500系有64根动轴。

轴重越小越好？——我没说过这样的话，请 ...

轴重愈轻愈好是另一位仁兄说的
认错人了先说抱歉

回归到JR500有没有办法上574km/h的问题我找了些数据来聊聊
V150当时的编组是5车编组
列车长度约106米
由于是双层车断面较大姑且假定行车阻力与JR500相仿
V150到达574km/h的时候当时所测量来的行车阻力约125千牛
行车阻力随列车长度增加而增加
因此JR500以同等长度的四车编组(100米)为基准
输出轴数为16轴

再来回到黏着系数的公式
翻到的资料一般用36.1/(V+114)来推导
V=574的时候黏着系数应为0.0525
JR500的单轴牵引力最大输出应该只有5.67千牛而非8千牛
5.67*16=90.72<125
那么要如何冲上去呢?

komachi275

CRS 发表于 2013-6-18 18:56
楼上要找的是不是这货？
（摘自《牵规》）

谢啦~ 就是这东西
不同的车子有不同的公式

komachi275

wheremylove 发表于 2013-6-18 20:22
V150的最大轴功率1950千瓦，574.8km/h时输出12.2千牛，相当于粘着系数0.0733——法国早年的结论是500km ...

您说到后来又把议题变成是分散程度的差异了
照您的说法把V150的轴重用全轴驱动不就可以跑更快?

我强调的是轴重大最大黏着力就高这点
您在理论上的推论过程就已经承认了
这没有争议

komachi275

asoya 发表于 2013-6-18 20:36
日本考虑的更多是建设、运营经济性和噪音等因素限制，老线路条件差、轮轨再提速已经难以满足要求。
而如 ...

这的确也是考量的因素
不适合以单一因素来推论

komachi275

wheremylove 发表于 2013-6-19 09:42
你的意思是，新干线的轴重太轻了，发不出太大的牵引力，速度一高就吃瘪了，不如欧洲的17吨。我的看法是 ...

我先前的讨论忘了一个重要的因素才会失焦
就是真要比较轴重差异对黏着的影响就要有一致的牵引质量与分布模式
V150毕竟仍不是完全分散，JR500设定成一样的动力分布模式是肯定上不了574的没错吧？！我没纠结，科学分析不是应该要固定其他变数不是？

至于您说的350 380速度范围轻轴重车辆堪用我本来就赞同
我说的是极端情况下终将回归到轴重
所以另一位仁兄提到轴重愈轻愈好是有瑕疵的说法
至于这个极端情况有没有商业价值是另一回事啰

另外关于CRH3C的部分您忽略了承载变化对黏着的影响
3C的动车有载客，空车与满员来回差距超过5吨以上
而电机的启动出力又几乎是固定值
如果黏着利用设定跟TGV一样
在空车的时候空转机率会大增而无法出力
黏着利用设定低又会因为动车少而牵引力低启动缓慢
别忘了原来的ICE3是要跟TGV竞争的产品
增加动车降低轴功率
让黏着利用调低是比较稳当的做法
而利用模块化的方式增加动车就会呈现倍数增长
原先的2M6T自然就会变成4M4T

12轴驱动的TGV就会发现一个特征
客车动转向架上都是机械设备没有座位(PSE TMST KTX)
就是为了要控制承载变化影响黏着利用来的

komachi275

huamao_zhh 发表于 2013-6-19 12:09
不知道他们对DJ、DJ2这两款机车是怎样想的，为什么不将和谐的技术挪来，对两车不适合的地方进行调整。

提个较远的话题
当初成功外销的四轴高速交流机KZ4A第一批本来用南车株机的设备
第二批就改成西门子的交流传动
消化吸收后反而退步了真奇怪

komachi275

asoya 发表于 2013-6-19 21:44
可靠性 问题，后来不就有花大价钱买了alstom的八轴车嘛。HXD1现成的也没买。

对啊
不只买八轴版
四轴200km/h版的也买一大堆
都超过南车+西门子传动的总和了

komachi275

asoya 发表于 2013-6-28 11:24
再跟补充一句，先学会把机车牵引力性能曲线看明白，然后你给说说，黏着系数不变，机车重量不变的情况下， ...

插个话
我个人觉得用牵引力曲线下降的概念来解释黏着系数随速度下降有点难懂
因为固定功率的前提下牵引力本身就会与速率成反比
用日系的动分车牵引力曲线来说明吧
日系动分车的黏着利用很低
常常是黏着系数的一半以下
离黏着系数的红线远的很一样都在下降

或许说明集中车因为黏着利用逼近黏着系数
因此牵引力曲线几乎与黏着系数近似比较严谨些
个人意见

komachi275

asoya 发表于 2013-7-2 08:43
其实关于速度对黏着系数的影响，基本上只要找到相关的论文，都会提及。
            性能曲 ...

对啊
很多论文都有提到黏着系数跟速率的关系
这我明白

牵引力曲线我也明白
只不过我始终认为它用来解释黏着系数有点奇怪

komachi275

asoya 发表于 2013-7-2 14:21
不奇怪，因为前半部分限制牵引力的就是黏着，虽然没有达到极限，但是同一台车下不同速度的表现，恒功速度 ...

我明白您的意思了
谢啦