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楼主: dongxuan1122

谁能来个科普贴,说说不同的轴数和轴重对机车的影响

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发表于 2013-6-18 00:37:46 | 显示全部楼层
komachi275 发表于 2013-6-15 17:24
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?后者的轴重照样很轻,但是电机额定功率600千瓦,瞬时1000千瓦。
发表于 2013-6-18 00:45:14 | 显示全部楼层
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多吨的全列车,跟ICE3/CRH3的50%动轴比例或者E2/CRH2C/380A的75%动轴比例相比,粘着肯定是吃紧的。

轮轨粘着在下雨天就只有0.2甚至0.1,机车可以靠撒沙来增加粘着,高速列车几乎不可能。
发表于 2013-6-18 01:53:07 | 显示全部楼层
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?
发表于 2013-6-18 01:55:22 | 显示全部楼层
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
发表于 2013-6-18 02:04:18 | 显示全部楼层
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
发表于 2013-6-18 10:12:17 | 显示全部楼层
本帖最后由 saxy_52 于 2013-6-18 10:15 编辑
komachi275 发表于 2013-6-18 01:53
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

“当年ICE3开发的前身是动力集中式的ICE-M”
ICE-M这个车还真的不知其具体数据和图片,如果有的话繁请帖来参考下?

“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”
这段话须商榷:粘着系数是物体的物理数值,它和物体表明的粗糙程度,材质有关和物体在空气中运行的速度无关。粘着牵引力或粘着阻力和相加于两物体之上的垂向分力的大小以及两物体间的摩擦系数(粘着系数)有关和物体的运动速度无关。

机车在启动阶段出现空转的原因很复杂。理论上说只要当时施加在动轮上的牵引力大于当时该动轮所能表现的粘着阻力,就会出现空转。粘着阻力发生变化的原因有许多,轮轨之间的接触条件变化是主要的原因,比如油,水污染,另外垂向分力的瞬时变化也是原因。在这里不说轴重的原因是当机车在坡道上启动或运行时,能用来计算粘着牵引力/阻力的数值是轴重的垂向(垂直于轮轨接触面)分量。

“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?”
如上所述,轴重和粘着系数均不是可控制的因素,现代动车或机车的防空转/防滑控制技术不是去控制轴重的变化或粘着系数的变化,而是通过传感器感应到空转/滑动的发生,迅速作出施加于论对的牵引力/制动力的调整。
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),只要功率足够,充分保证的导向,不被空气阻力,摩擦阻力等损坏,理论上都可以被加速到无限的速度。

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?
选择什么样的轴重作为标准是一种综合的考量。它和本国线路的条件,所需运行速度的高低,制动距离的标准,现有车辆制造技术和控制技术的基础和发展等因素有关,是经过综合考量后的一个合理的值。中国350km/h高铁线的标准曲线半径是5000m,而日本新干线500系所运行的高铁线的标准曲线半径是多少?
发表于 2013-6-18 10:21:01 | 显示全部楼层
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 ...

嗯,还是楼上说的靠普。
发表于 2013-6-18 10:45:42 | 显示全部楼层
我们国家B0-B0的客机的确很少见,目前貌似只有SS8是吧。如果不考虑SS8是准高速机车的话,是否适用于西南或者其它山区小曲线应用?
发表于 2013-6-18 10:47:52 来自手机 | 显示全部楼层
komachi275 发表于 2013-6-18 02:04
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

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,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,显示中这么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。
发表于 2013-6-18 10:51:11 来自手机 | 显示全部楼层
380A源自东日本的E2,本来轴重就比东海道的车大。速度提高后车体需要加固,所以重量增加,要论转向架的重量,380A在电机加重、轮对加重的情况下反而比2A的更轻。
发表于 2013-6-18 10:53:31 来自手机 | 显示全部楼层
ICE-M是试验列车,运营列车要是9600千瓦的功率就带那么点车厢,不亏死?
发表于 2013-6-18 11:04:19 来自手机 | 显示全部楼层
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。
发表于 2013-6-18 11:12:29 来自手机 | 显示全部楼层
酒后胡言 发表于 2013-6-18 10:45
我们国家B0-B0的客机的确很少见,目前貌似只有SS8是吧。如果不考虑SS8是准高速机车的话,是否适用于西南或者 ...

国内只需4轴、6400千瓦、最高速度220km/h一种客运机车(其实就是HXD1的原型),就能适应全部需要。客运,18~20节客车,千分之18以内单机,千分之20以上双机,如果跑200km/h的大列也是双机。快速货运,千分之13以内单机、以上双机,这种货车别指望凑够四五千吨再走。
发表于 2013-6-18 11:56:20 来自手机 | 显示全部楼层
wheremylove 发表于 2013-6-18 11:12
国内只需4轴、6400千瓦、最高速度220km/h一种客运机车(其实就是HXD1的原型),就能适应全部需要。客运, ...

快速货运还是采用客列加挂行包的方式吧。动车高铁可用行李车。
发表于 2013-6-18 13:21:18 | 显示全部楼层
saxy_52 发表于 2013-6-18 10:12
“当年ICE3开发的前身是动力集中式的ICE-M”
ICE-M这个车还真的不知其具体数据和图片,如果有的话繁请帖 ...

        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,看谁扔的东西重,扔得远,张飞信心满满,因为他力气大,结果刘备说,比赛扔羽毛。大家都知道,羽毛很轻,面积很大,你就是使出吃奶的劲儿,也就飞几步远。刘备把羽毛上绑了小石头,噌一下扔老远。

        对于列车运行其实也有相似的问题,列车速度很高的时候,空气阻力占运行阻力的份额很高,列车外形确定下来之后,空气阻力情况是确定的,轴重增加带来的阻力增加影响相对于空气阻力来说份额非常小,但牵引力却是成比例增加的。因此,速度很高的情况下,轴重适当提高,利于达到更高的平衡速度。而速度不高的区间,是列车加速很快的阶段,重量大的回转惯量大,即使都是全动力车,车重的加速还是比较慢。当然,以上说法都是在功率充足的前提下。

关于黏着系数,轮轨列车是滚动摩擦,是和速度有关系的,随着速度增加而降低。
发表于 2013-6-18 13:37:17 | 显示全部楼层
saxy_52 发表于 2013-6-18 10:12
“当年ICE3开发的前身是动力集中式的ICE-M”
ICE-M这个车还真的不知其具体数据和图片,如果有的话繁请帖 ...

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),只要功率足够,充分保证的导向,不被空气阻力,摩擦阻力等损坏,理论上都可以被加速到无限的速度。

————恰恰最大牵引力来源是黏着系数乘以轴重,这是有个限度的,而空气阻力随着速度2次方关系上升,机械阻力线性上升,两者叠加,很容易到平衡速度的,理论也不可能加速到无线的速度。这就是轮轨列车的局限,只是目前运营速度并不高,牵引力问题还不突出罢了。
             假设是雨雾天,黏着系数下降到很低的水平,或者轨道都是油,再冲个高速试试,速度到了一定程度无法增加,轮子铁定打滑。
发表于 2013-6-18 13:45:16 | 显示全部楼层
酒后胡言 发表于 2013-6-18 10:45
我们国家B0-B0的客机的确很少见,目前貌似只有SS8是吧。如果不考虑SS8是准高速机车的话,是否适用于西南或者 ...

可以适合,不过作为高速机车的SS8固定轴距2900比较大,如果速度不高,轴距其实还可以适当降低点比如2600~2800。不过SS7C等3BO的机车固定轴距2880,基本上和SS8也没啥区别,也宣称是适应小曲线的,另外SS4G的固定轴距也是2900,一样说适合山区。

所以说山区就不用折腾SS8了,还不如SS4G直接上。
发表于 2013-6-18 13:46:37 | 显示全部楼层
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...
发表于 2013-6-18 13:51:23 | 显示全部楼层
komachi275 发表于 2013-6-18 02:04
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

最关键冲高速还利用了下坡,这时候,重点利于速度提高。大家可以试试一个实心铁球好一个同样个头的气球从斜坡上扔下去,谁滚动的快,最终速度快。
发表于 2013-6-18 13:55:11 | 显示全部楼层
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
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