为什么电力机车的轮径普遍比内燃机车大一些？

asoya

不用猜测和感觉，车轮尺寸大，则对轨道单位面积作用力小。
老美的重载货运货车的车轮直径基本和我国的客车车轮尺寸差不多，很多老美的铁道模型上就能看出。

lianlei

学习了，好贴子

vvvf

内燃机车由于受柴油机（原动机）功率限制，牵引电机功率并未做到极限，所以牵引电机体积和功率普遍较电力机车小，体积小（电动机转子绕组或鼠龙直径小）也就意味着输出转矩的相应减小，机车轮周也只能相应减小，因此也没必要将机车轮周做大，总之内燃机车为什么轮周小的瓶颈是在内燃机功率输出。
而电力机车正好相反，如果不考虑重量的话，与内燃机车柴油发电机组相同体积的变压器可以做到更高的功率，因此牵引电机功率也能相应提升，提升功率的同时体积相应增大，所以电力机车的轮周也相应变大。

vvvf

铁道游击队长 发表于 2012-10-23 11:30
说的没错，不过我觉得这些所谓优劣势都微乎其微，而且就像你所说的，有优势的同时还存在劣势，根本谈不上 ...

那是因为使用了交流传动，如果将直流串励电机做到1600kW，那个车轮直径估计要比现在翻个倍了，所以还是电机差异

火车大亨

VVVF是正解

火车大亨

铁道游击队长 发表于 2012-10-25 10:55
也许吧，这些对于咱们也只能屏感觉猜测了，还得拿数据来说话，权衡比较，谁知道呢，是吧……

VVVF先生是哪儿是正解

张治中

vvvf 发表于 2012-10-31 17:42
内燃机车由于受柴油机（原动机）功率限制，牵引电机功率并未做到极限，所以牵引电机体积和功率普遍较电力机 ...

讲的对。车轮直径大的好处，前面已经讲了：机车容易快速启动，增加轮对与钢轨的摩擦力，可以提高机车的速度，提高机车的牵引力等等。
机车启动时，电力机车的牵引电机瞬间可以从电网获取巨大电能，非常容易能带动大直径车轮旋转。
但是，内燃机车，由于是车载柴油发电机组供电，机车刚开始行走时，机车的牵引电机只能从柴油发电机组获取有限的电能，如果车轮直径大，机车不容易启动。

我爱051

张治中 发表于 2013-1-10 22:55
讲的对。车轮直径大的好处，前面已经讲了：机车容易快速启动，增加轮对与钢轨的摩擦力，可以提高机车的速 ...

学习了，谢谢！

铁道游击队长

vvvf 发表于 2012-10-31 17:46
那是因为使用了交流传动，如果将直流串励电机做到1600kW，那个车轮直径估计要比现在翻个倍了，所以还是电 ...

这我当然知道了，讨论什么都不能抛开“实际”这个大前提不是
并不是说内燃机车电机扭矩小就一定是小轮径，这里面没有必然的关系，前面已然说的很清楚，轮径大小各有优劣，具体应根据需要权衡

铁道游击队长

张治中 发表于 2013-1-10 22:55
讲的对。车轮直径大的好处，前面已经讲了：机车容易快速启动，增加轮对与钢轨的摩擦力，可以提高机车的速 ...

轮径跟机车牵引力有什么关系？
只有启动牵引力跟轮径有关系，因为启动牵引力受制于启动电流，相同的电流，电机输出相同的扭矩和同样的转速，轮径越大车速就越高，牵引力=功率/速度，显然轮径大者启动牵引力低，或者用力矩来理解也是一样的。而轮径大者轮轨接触面积大，故而轮径大者不易空转
至于能量，就更是没有的事儿了，机车启动耗能是很低的
不是牵引力越大，能耗就越高

张治中

铁道游击队长 发表于 2013-1-12 12:43
轮径跟机车牵引力有什么关系？
只有启动牵引力跟轮径有关系，因为启动牵引力受制于启动电流，相同的电流 ...

瞬间启动电能小，启动力矩就小，如果机车动轮直径大，就不易启动，启动慢。其中，还与牵引电机，及牵引电机传动方式有很大关系。电力机车的动轮比内燃机车的动轮大就是这个道理。另外，可以看一下有关机车电传动的书。

铁道游击队长

张治中 发表于 2013-1-12 12:54
瞬间启动电能小，启动力矩就小，如果机车动轮直径大，就不易启动，启动慢。其中，还与牵引电机，及牵引电 ...

完全没有道理，DF4B内燃机功率不大吧？足够570千牛启动牵引力了
电功率=电压×电流，启动电流大，电压很低，功率并不高
所谓轮径大，不易起动，不知道是什么道理，当然了，我前面已经说过，轮径越大启动牵引力就越低，启动快慢（或者说能否启动）取决于列车合力
这些不需要看书，把逻辑关系理清楚即可
总之，轮径大小各有利弊，而且其影响（有限变动范围内）也不是那么大

vvvf

铁道游击队长 发表于 2013-1-12 14:04
完全没有道理，DF4B内燃机功率不大吧？足够570千牛启动牵引力了
电功率=电压×电流，启动电流大，电压很 ...

看来你不单要看机车电传动的书，还要从电路、电机学、电机拖动等书开始补习。
前面已经说了，内燃机车柴油机功率有限，不如电力机车主变压器功率大，所以分配到每个牵引电机的功率比电力机车小。功率小意味着牵引电流小，而电动机的输出转矩除受制于电流大小外又是基于转子直径的，所以转子直径也不可能做大，这就直接决定了内燃机车的牵引电机体积必然小于电力机车（举个例子，如果将12V的玩具电机的转子直径做得跟机车牵引电机一样大，那么这个电动机产生的转矩不仅带不了负载还可能使自己都转不起来），同时轮径的大小也需匹配电机转矩，如果轮径大了需要的电机转矩就要增加，不然就会出现堵转现象，就好比在踏板轴上有大小两个齿轮圈的自行车，起步时是把链条放在大圈上所需的力气大还是小圈上所需的力气大呢？你踩下的力气就可以理解成电机输出转矩，你兄台自己可以去试试！

张治中

vvvf 发表于 2013-1-12 16:31
看来你不单要看机车电传动的书，还要从电路、电机学、电机拖动等书开始补习。
前面已经说了，内燃机车柴 ...

回复的太好了！给上了一课！

铁道游击队长

vvvf 发表于 2013-1-12 16:31
看来你不单要看机车电传动的书，还要从电路、电机学、电机拖动等书开始补习。
前面已经说了，内燃机车柴 ...

呵呵，本人的确不爱看书，但热衷于逻辑推理，我觉得光看书，理不清因果关系，显然也挺失败的……
电机功率小不意味电流一定小，事实上东风11的ZD106最大电流1200，一点不比电力机车低，最简单的，把导线做粗点
电机输出转矩取决于转子直径应该没错，说白了直径就是力臂呗，力臂长，力矩当然大。且并不存在电机扭矩小就一定要把转子转矩做小的必然关系，实际上完全可以扬长补短嘛。这里面您就没有把因果关系搞清楚
您举得那个玩具电机的例子，并不合适，转不起来的唯一可能就是电机太沉了，说白了是极端对极端，而内燃和电力并不存在这样的极端转换
至于轮径和转矩的匹配，您所谈到的堵转，不就是我前面分析的轮径越大启动牵引力越低这个结论吗？呵呵。同样的，我也说了，在有限变动范围内，根本不可能发生这样的情况（电力机车新轮1250，内燃机车1050mm）
最后问一下，您到底觉得我哪句话说错了？讨论问题没关系，但起码先搞清楚对方的意思吧

铁道游击队长

张治中 发表于 2013-1-12 17:17
回复的太好了！给上了一课！

看书没有错，但看书要动脑子的，朋友，启动牵引力600千牛，车速3公里，您自己算算您所谓的电能是多大，就算电机热损耗很大，有一款东风型内燃机车达不到要求吗？

张治中

铁道游击队长 发表于 2013-1-12 19:52
看书没有错，但看书要动脑子的，朋友，启动牵引力600千牛，车速3公里，您自己算算您所谓的电能是多大，就 ...

你非要把这个问题绝对化，那不但需要，查机车的设计，还要查内燃机车、电力机车的发展过程，还要查运用检修设备等等。

vvvf

铁道游击队长 发表于 2013-1-12 19:52
呵呵，本人的确不爱看书，但热衷于逻辑推理，我觉得光看书，理不清因果关系，显然也挺失败的……
电机功 ...

你说的没错，只要导线粗了，电流大了那么在磁场中所得到的力也就大了，但是你想过没有发电机能不能提供如此大的电流？当然你会继续推理说也可以把发电机的导线做粗，很对，再但是你有没有想过柴油机能不能提供足够大的力来带动发电机？因为电流大了发电机转子的阻力矩也一样大了，所以说到底还是个功率不够的问题。

火锅和烤肉

铁道游击队长 发表于 2012-10-25 10:55
也许吧，这些对于咱们也只能屏感觉猜测了，还得拿数据来说话，权衡比较，谁知道呢，是吧……

对于它那样的你还有必要浪费时间么？其实大家来坛子是学习知识的，不是听它来炫耀的，你说是不是？目前国内电力机车的1250的轮直已经够用了，至于说为什么内燃机车的轮径要小10厘米、那纯粹就是设计习惯导致的，谁让轴功率电车是油车的2倍呢？一滩泥这家伙还曾经说过HXD3B能单机牵引2万多吨呢.....不知道你知道不，去问问机车调度，它肯定留有证据。

张治中

vvvf 发表于 2013-1-12 21:07
你说的没错，只要导线粗了，电流大了那么在磁场中所得到的力也就大了，但是你想过没有发电机能不能提供如 ...

讲的很对，柴油机的功率不可能很大。