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关于百万城韶山7C的胶圈的分析推测

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发表于 2013-2-15 23:59:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
韶山7C这台机车到手已经1个多礼拜了,车品很好,暂未发现“掉黑窗”问题,但由于过年,一直没有真正用于跑车,估计要等些日子呢。
首先要给各位拜个晚年了,上两张烂图。
SS7C_1.jpg
SS7C_2.jpg
SS7C春节快乐2_副本.jpg
在这段期间里,除了拍几张照片外,就是看大家关于韶山7C胶圈和牵引力等问题的分析,个人比较感兴趣,特别是lds前辈的分析对在下启发很大,所以在下也试着分析一下,考虑不周,欢迎讨论。
还是那句话,咱们讨论的目的纯属是为了增加玩车的乐趣,使我们玩得更好、更专业。如果您不喜欢这个,没关系,请不要回帖也就是了,本身就是一个玩,没有原则性问题。
关于百万城韶山7C的胶圈的分析推测
分析牵引力的产生:机车模型的动力是这样产生的,电机的扭力通过传动轴、蜗杆、齿轮传动给轮对,轮对与轨道是紧密接触的(理想情况),轮对会主动蹭轨道,根据牛顿第三定律,轨道会给轮对一个大小相等方向相反地反作用力。这时有如下情况:
1)轮对和轨道未发生相对运动,那么,轮对就会沿着钢轨给其的反作用力转动,也就是轮对会转动,带动轴,轴带动转向架,转向架带动机车模型,这样机车就会向钢轨给轮对的反作用力方向移动。这种情况电机产生的扭力会“无损失”的传给轮对,产生牵引力。此时假设机车质量为m,从静止到速度vt经历时间t,且是匀加速运动(即便不是匀加速也没问题,用微积分的方法同样可以解决分析),那么根据牛顿第二定律F=m*a= m*vt-0/dt=m*vt/t,由此可见,牵引力与质量和速度变化快慢有关,与其他因素无关。
2)轮对与轨道发生相对运动。这种情况就是通常所说的打滑,一旦这种情况出现,电机产生的扭力就不会“无损失”的传给轮对,最悲观的情况就是原地打滑。
以上1)和2)的情况均考虑是理想状态,传动系统的损耗暂不计。
由上面两情况可以看出,要保证电机扭力无损失的传动,形成牵引力,那么最好的方法就是避免轮对和轨道之间出现相对运动,即打滑。也就是说,无论电机产生的扭力多大,均不能大于轮对与轨道之间的最大静摩擦力,如果大于最大静摩擦力,轮对和轨道之间就会产生滑动摩擦,也就是相对运动(打滑)。最大静摩擦力Fmax=μ*N,其中比例常数μ叫做静摩擦系数,N为机车模型(轮对)对轨道的正压力。那么最大静摩擦力Fmax=μ*N=μ*mgm为机车质量)
Fmax就是在质量一定情况下,机车所能将电机扭力完全转化为牵引的最大值!如果电机扭力小于Fmax,那么轮对和轨道不会发生相对运动(滑动),电机扭力被完全转化,此时牵引力就和最大静摩擦系数无关,也就是说,在非临界情况下百万城的韶山7C的牵引力和有没有胶圈毫无关系!
但为什么还要加胶圈?
个人大胆推断猜测,为尽可能多拉车厢,韶山7C在电机传动甚至电机本身上做了提升,然而,韶山7C的配重和以往机车没有太大不同,为了将新电机或新传动系统有效利用(不能出现打滑现象),所以通过增加胶圈提升了最大牵引力阀值,也就是上面分析的Fmax。这样新的电机和传动系统能给机车带来的最大牵引力就会比不加胶圈增加不少。
进而分析3B0中间架子的作用,其实由于这个架子不接受扭力,其他假C0-C0的情况也一样,最大牵引力会比全是动轮的同质量机车来得小。当然如果架子本身都不承重,那么扯个架子就连1节托马斯车厢都不如,可忽略!
问题就在于如果架子承重,损失就会大一些了。如果用上面方法分析,无动力的架子只承重,不参与最大静摩擦的计算。
以韶山7C为例:
目前状态:最大牵引力Fmax=8*μ*((m*g/12=2/3*μ*m*g8个动轮参与最大静摩擦计算,另外4个不参加却分担了正压力.
如果12个车轮全为动轮:最大牵引力Fmax=12*μ*((m*g/12=μ*m*g12个动轮都参与最大静摩擦计算,且都分担正压力。
其实分析到这,我不得不遗憾的发现,之前研究分析对韶山7C没有什么实际意义,因为,他中间的架子根本就不承重,换句话说,相当于韶山8在后面拖一个2轴无压重车厢,这点北侠也说了,基本可以忽略这个架子。但幸亏我手头还有tomix出品的N比例的EF64型电力机车和katoN比例DF200内燃机车,使得我的分析起码对我自己来说还有点意义,EF64这个车中间架子肯定会承重!因为车体和架子连接处有弹簧机构,之前一直不理解为何katoN比例DF200内燃机车不带弹簧,而这个带,带弹簧的目的是为了承重,这个问题已经被lds前辈叙述的很清楚了。承重的目的是为了真实,不承重的目的是为了提升最大牵引力。
最后在补充解释提升最大牵引力的意义:
假设韶山7C可以牵引50节车厢起步(从静止到开动),那么在增加1节,变成51节,韶山7C可能就无法牵引其起步了,那么韶山7C的最大牵引力就是50节车厢。
如果想让韶山7C能牵引51节车厢起步,那么就需要增加最大牵引力!同样也适用于爬坡。由于韶山7C适合走山路(当然我说的是真车),那么百万城或许有此考虑,增加了韶山7C爬坡的能力,使得模型更真实!我好像记得在某广告上,看到官方解释,加胶圈是为了增加爬坡性能。
最后再啰嗦的总结一下:
1、最大牵引力是指在机车当前质量、电机、传动情况下牵引力达到的最大值
2、最大牵引力的极限为轮与轨道最大静摩擦;
3、既然设定了胶圈,就一定有他的考虑,而胶圈的作用就是为了增加最大牵引力。
4、当通过改变电机、质量、传动等因素提升牵引力到最大静摩擦力时,再提升以上因素是无效的,如要使牵引力继续提升,就必须增加轮对和轨道之间的最大静摩擦力。
全贴完,谢谢!
发表于 2013-2-16 07:09:12 | 显示全部楼层
完全看不懂,不过先给跪了!
 楼主| 发表于 2013-2-16 19:09:23 | 显示全部楼层
更正一下:
多亏了在线成局马段兄的提醒,发现了我犯了经验主义错误:DF200和EF64都是带弹簧的,只是松紧不一样,但要说明一点,只要不是硬连接,即使有弹簧也不会承太大的重。之前忽略了:L
而我说弹簧也是为了沉重是不准确的,加弹簧是为了提升中间架子的稳定性。使中间的架子不至于随便出轨,甚至飞起来,呵呵。
发表于 2013-2-16 22:51:59 | 显示全部楼层
晚年,晚年!

不晓得大家的晚年生活是否就是一群臭老头聚到一起玩车!
发表于 2013-2-17 11:55:03 来自手机 | 显示全部楼层
SS7C中间轮对的弹簧对配重有对消作用,影响牵引力,但是现在弹簧弹力不是很大,影响不大。反而我发现增加了橡胶圈后,慢速在弯道走动取电欠佳,导致机车停下,这个情况在数码化慢速走动特别明显。算一下就知道,本来只有4对轮对取电,现在只有3对,是历来最少的。
发表于 2013-2-17 12:29:57 | 显示全部楼层
这车有胶圈,在哪里?上个图
 楼主| 发表于 2013-2-20 20:52:03 | 显示全部楼层
Sking77 发表于 2013-2-16 22:51
晚年,晚年!

不晓得大家的晚年生活是否就是一群臭老头聚到一起玩车!

估计变成老头了也会在一起玩车吧,呵呵,国外玩火车的老人居多啊
 楼主| 发表于 2013-2-20 20:55:17 | 显示全部楼层
wytang 发表于 2013-2-17 11:55
SS7C中间轮对的弹簧对配重有对消作用,影响牵引力,但是现在弹簧弹力不是很大,影响不大。反而我发现增加了 ...

wytang老师说的对啊,胶圈确实减少了去电轮。

我在模拟状态下,发现这个车过弯时轮对的声音比较大,就像真车过道岔组的声音,就不知道是中间架子的问题还是胶圈问题了
发表于 2013-3-3 14:35:21 | 显示全部楼层
那个胶圈会不会老化脱落?
发表于 2013-3-3 16:45:20 | 显示全部楼层
许虎 发表于 2013-3-3 14:35
那个胶圈会不会老化脱落?

开车的时候最好要保持室内的温暖度,例如暖气和空调,有助于延长橡胶圈的使用时间。虽然我没有SS7C,但ROCO的车基本都有橡胶圈,由此交流来的经验。
发表于 2013-3-3 17:38:51 | 显示全部楼层
我认为应该在中间的转向架上装一副取电片,那么这个7C模型取电的问题不是就解决了吗?
发表于 2013-3-4 21:40:29 | 显示全部楼层
LZ分析的很对,比我的细致,并用物理公式进行了推理。不过有一点需要说明的是,如果中间转向架和车体中间有弹簧连接,只要弹簧被压缩,就有一部分重量被中间转向架承受,只是承受的重量大小的不同,如果能保证中间转向架行走稳定,不加弹簧反而更好,正像LZ所说,不过是拖了一节车而已。
我觉得,那个橡胶圈是个败笔,行走可靠稳定比拖重载重要的多,行走不行,轻重载都拖不动,干脆停车。当然双机重联就另当别论了。
铁路行车,安全可靠第一。呵呵~~~
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