求科普：“中补减力”的意思

wlj1965518

前些天坐车过秦岭时，在一隧道口拍到了“中补减力”的标志牌，想了解一下它的意思

宜宾铁路局

估计是宝鸡-秦岭货列采用三补（通常为前补HXD3在本务前面，尾部连续补一个至两个HXD3）时，在这段已经突破比较陡的坡了（任家湾至杨家湾那个坡度不是吹的，完全是很明显的陡坡，为的是取得高度，进入第一层展线），尾部补机中第一个HXD3采用惰力推进。不必在开到大功率位。照片我如果没有猜错，大散关二号在一层转二层附近。因为我似乎看到远处的线路了

wheremylove

这应该是杨家湾~观音山之间，前面准备跨清姜河进入观音山站之前的大S弯道。

wlj1965518

wheremylove 发表于 2014-5-23 16:22
这应该是杨家湾~观音山之间，前面准备跨清姜河进入观音山站之前的大S弯道。

乘T7入川，列车在杨家湾待避了一会，从拍的照片看时间，离开杨家湾站6、7分钟就到了大散关二号隧道

wheremylove

可惜，由于HXD3牵引力过大，为了补机前的货车安全，爬山的牵引定数从3500吨减为3000吨。我们的货运重载技术还是有很多不足。

as

wheremylove 发表于 2014-5-24 12:01
可惜，由于HXD3牵引力过大，为了补机前的货车安全，爬山的牵引定数从3500吨减为3000吨。我们的货运重载技术 ...

为什么牵引力过大反而还要减定数呢？难倒是因为会不安全？

铁道游击队长

jsmbc980401 发表于 2014-5-24 23:07
俺个人理解，楼上的“牵引力”此处应理解为推力，因为电猴的功率太大，列尾做补机的时候，有可能造成推 ...

呵呵，挺逗，显然列车编组数量越多，每辆车的合力就越低，怎么反倒“不好控制”呢？
这个其实跟电制动一个意思，列车运行在曲线上的时候，会有一个横向分力，当推力过大时，就会造成列车横向力超标增加脱轨系数
降低定轴实际上就是降低机车出力，减少横向分力
至于为啥拉力没事儿推力就有事儿，因为拉力的横向分量是朝弯道内侧的，可以被离心力平衡一部分，而推力的横向分量是朝外侧的，与离心力叠加，增加了脱轨的危险

asoya

只能说定数越大，列车长度越长，推顶力与前车不匹配到一定程度，在曲线坡道上更容易出现问题，而不是和谐机车的推力大小的问题，机车的牵引力是可控的，并不是只能最大不能调。

wheremylove

asoya 发表于 2014-5-27 10:18
只能说定数越大，列车长度越长，推顶力与前车不匹配到一定程度，在曲线坡道上更容易出现问题，而不是和谐机 ...

道理是这样，但前提是机车能发出足够的牵引力。

其他情况如果降低牵引重量，原因基本上机车牵引力不足而不是过剩。

铁道游击队长

asoya 发表于 2014-5-27 10:18
只能说定数越大，列车长度越长，推顶力与前车不匹配到一定程度，在曲线坡道上更容易出现问题，而不是和谐机 ...

我觉得这跟列车长度没啥关系，当然列车越长编组也就越多，技术状态差的车辆数也就随之增多
关键还是限制机车发力，牵引力当然可调，但你定轴太大了，如果牵引力上不去，必然区间运缓，影响运输效率
打个比方，你3500吨跑60,可能需要每台机车出力300KN，而降到3000吨也许260KN就够用
所以如何制定牵引吨数还是要综合考虑取效益最大化的方案
说回楼主的问题，我觉得并不是因为坡度小了不需要那么大力了避免超速，事实上电力机车都是准恒速控制，仅仅调速的话本务控制一下即可，没必要跟中补较劲。应该是前方曲线半径太小，所以限制补机发力

铁道游击队长

要想打破制约，增加拉力比重即可，但就这一小段瓶颈，有没有必要去折腾两说了

asoya

铁道游击队长 发表于 2014-5-27 12:20
我觉得这跟列车长度没啥关系，当然列车越长编组也就越多，技术状态差的车辆数也就随之增多
关键还是限制 ...

若牵引力上不去，那是机车最大牵引力不足。
中补减力关键是前方路段曲线变小，长车列运行状况复杂，不仅有机车推顶力，还有列车自重下滑力，向心方向轮轨作用，车钩冲撞等等，怕顶出去。列车越长在这种小曲线上若推顶力控制不当，越容易出问题，因此，不如减力慢点通过。

铁道游击队长

asoya 发表于 2014-5-27 13:25
若牵引力上不去，那是机车最大牵引力不足。
中补减力关键是前方路段曲线变小，长车列运行状况复杂，不仅 ...

不是不足，是不敢出那么大力，您后面不是挺明白的嘛
核心问题是推力不敢太大，如果定吨增加到3500，缓行（不提高牵引力）照样安全通过（本身车速慢了离心力也降低了，反倒更安全），只是运输效率降低
本质原理应该就是推力和拉力产生横向分量的方向相反，换句话说在小曲线半径路段加大本务牵引力反倒减轻外轨压力——以前还真没想到过这层问题，感觉挺有意思的

asoya

铁道游击队长 发表于 2014-5-27 15:29
不是不足，是不敢出那么大力，您后面不是挺明白的嘛
核心问题是推力不敢太大，如果定吨增加到3500，缓行 ...

是啊，所以我说和谐机车牵引力大不是什么问题，最多别出那么大力气就是了。

陇海

意思理解都差不多   这给个出处的依据      



3117吨×39辆×计长51.8

本务SS4-045  
中补DJ1-003  
尾补DJ1-004  


1.三台机车时间不一致。以本务机车时间为基点，中补机车时间比本务机车快6秒，尾补机车时间比本务机车快8秒。
说明：根据铁道部《监控装置管理办法》相关规定，机车之间时差允许在30秒以内，三台机车误差最大8秒，符合标准。


2.三台机车速度不一致。本务机车9时06分08秒，机车速度40km/h，中补机车9时06分13秒，机车速度44km/h，尾补机车9时06分15秒，机车速度43km/h。
说明：本务机车9时06分08秒匀速运行在K41+634m处（工务线路数据显示K41+400m--K42+240m为25.5‰的上坡道），而中补机车9时06分13秒运行在K40+957m处、尾补机车9时06分15秒运行在K40+994m处（工务线路数据显示K40+350m--K40+900m为25.8‰上坡道、K40+900m--K41+400m为25.2‰的上坡道、K41+400m--K42+240m为25.5‰的上坡道），根据数据显示，当时中后补机运行在25.8‰上坡道向25.2‰的上坡道变坡点，加之，补机的作用就是从列车尾部施加推力，且此推力要大于本务机车牵引力才能使列车车钩处于压缩状态，推动列车前行。因此，列车尾部速度高于本务机车速度属于正常现象。



3.列车在发生紧急制动前，中后部补机瞬间在2秒内速度上升2km/h。其初步过程推断是由于车辆原因造成列车第36辆即将脱线及分离的同时，尾补两台机车在瞬间产生的推力只是施加在尾部的2台机车及4辆车辆上，导致瞬时这6节车产生较大的加速度，体现在的LKJ运行记录上即表现出尾补机车瞬时出现列车涨速的趋势。
附加：对41035次列车在9:06:11时附近的涨速情况计算说明。对于中补DJ-003及尾补DJ-004机车，从9:06:11时至9:06:13列车在两秒内速度从42km/h涨至44km/h。其在9:06:11时有明显的涨速趋势，通过对值乘机班的的事故概况报告及详细询问， 3台机车的乘务员在此时没有进行手柄加载操作；通过牵引计算验证说明列车在此时的涨速与乘务员手柄的变化不存在直接关系。



通过抽调LKJ运行记录及查询列车详细编组，则在这两秒内该次列车的加速度为
α=Δυ÷Δt=（44-42）×1000m×2s÷3600s=1.11m/s
（1）对正列而言忽略不计3台机车的自重及25.6‰的上坡道。则在这两秒之内列车的牵引合力需增加的ΔF为：
ΔF1=m×α=3117吨×1000 kg×1.11 m/s=3459KN
实际3台机车最大发挥的牵引合力最大为550KN×3=1650KN。
理论计算需要的合力远远小于实际3台机车所能提供的最大合力，因此证明该处的涨速与列车牵引手柄的变化无关。
（2）若只对2台补机机车及守前的5辆车辆，忽略不计25.6‰的上坡道。若按加速度为1.11 m/s，则在这两秒之内列车的牵引合力需增加的ΔF为：
ΔF2=m×α=768吨×1000kg×1.11 m/s=852KN
由于当时列车的速度为42km/h，单台机车的牵引合力约为400KN，机车牵引力最大能给至550KN，则2台DJ型机车牵引合力增量最大为2×（550-400）=300KN。
理论计算需要的合力远远小于实际2台机车所能提供的最大合力，因此同样证明该处的涨速与列车牵引手柄的变化无关。
综合以上两种牵引计算证实，说明41035次列车在该处的涨速与牵引手柄的变化无关。

铁道游击队长

陇海 发表于 2014-5-27 19:49
意思理解都差不多   这给个出处的依据      

我昨天还琢磨呢，假如本务和补机时间不同步，分析的时候肯定麻烦，果然，呵呵
话说，045机车我还坐过呢，当年从凤州坐到宝鸡，哈哈
第2段，“补机的作用就是从列车尾部施加推力，且此推力要大于本务机车牵引力才能使列车车钩处于压缩状态，推动列车前行。因此，列车尾部速度高于本务机车速度属于正常现象。”——我对此不认同
只要补机发力即可使全列合力增加（当然首先要大于自身阻力才有意义），这与车钩状态无关。这个我下一楼单说一下
而如果全列车钩已然压缩，前后机车速度不一致肯定不可理解。这里面单独提出来，机车速度是否准确？轮径校正是否及时（当然就算不准也不会差4公里）。另外是否把中补和尾补得位置搞反了？
看了第2段，顺便说一下这种情况——当列车前半部分所在的坡道角度小于后半部时，此时尾补推力还有一个向上的分量，此时若赶上转弯，又碰上空车，则很可能脱线。昨天之所以没考虑这种情况，因为我觉得变坡点超过3‰都有竖曲线，所以未做考虑。具体有没有影响，影响大不大，还是得靠计算。当然本事故应该与此无关（从工务数据推断）
顶推运行的时候，很显然尾部车辆破坏力最大，这倒是与事故事实相符
那个附加的验证计算，请问是机务段的吗？这倒是真说明水平有点弱啊，呵呵呵
既然司机都说了没动手柄，而且LKJ应该也可以记录手柄位置（具体求证），那还计算啥？而且这计算本身也没啥意义啊，因为脱线是事实。肯定会引起补机速度瞬间变化。当然本着对事故负责的态度，算一算倒是也无妨，可是，咱好歹算正确了啊
首先咱说，计算的第二种情况没有意义，因为已经假定此时列车脱线，那何必还假定司机动手柄呢，这两种小概率事件碰在一起的概率根本不用考虑。而且第2种考虑了机车总重，第一种则不考虑，这也太不严谨了吧？坡道居然也大言不惭的不作考虑，这两种因素都会导致合力更大，也就是更利于证明司机没动手柄，也许是机务段觉得现有计算已经足够了，所以就无需考虑更多了，那么请看看他的计算吧。加速度会不会算？2秒涨2公里加速度是1.11？拜托时间是除数好不好。显然加速度只有0.28
那么再算算吧，两种情况下机车均满足出力需求，哈哈哈，这真让人跌眼镜
当然了，第一种情况如果考虑机车剩余牵引力，则不满足，可是他又没说（在第二种情况里说了）
如果这算事故报告，铁路啥水平真的不言而喻

铁道游击队长

关于车钩状态以及车钩力，显然是一件非常复杂的事儿，谈点自己的看法
简单的来个模型，三个小车在平直轨道上连挂，从左到右依次为A、B、C车，其中A、C车提供动力，B为拖车，三车自重均为1，设A和C各出力10，列车向左运行
现在由A单独出力10牵引，则全列加速度为3.3。当C开始出力，则出力的第一时间，C车加速度为13.3，当C与B的车钩失去张力时，C加速度降为10，A与B的加速度为5（此时可以理解为两个系统）。由于C的加速度大于AB，故C将撞击B车，此时车钩压缩，设撞击前B（等于A的速度）和C的速度分别为VB和VC，撞击后的合速度为VH，由动量守恒我们知道，MVB+MVC=2MVH，则VH=（VB+VC）/2， 由于VC大于VB，则VH大于VB（也就是VA），那么此时A车与B车的车钩失去张力，此时A车加速度为10， BC为5
当A加速至VH'（速度都在涨）时，此时A再加速，AB间车钩拉紧（如果车钩间距正好合适，否则更复杂了，也许得多少次阻尼后才会趋于稳定），由于各车速度相同，此后状态保持稳定，全列加速度为6.7
也就是说此时B车前钩拉伸，后钩压缩
如果C车牵引力小于3.3，则全列拉伸；若C牵引力大于20，则全列压缩。很显然并不是C大于A就会压缩，而车钩状态并不影响列车合力
如果车厢为偶数，那么假设列车数量足够多且车钩间距足够小的话，列车中部车钩应该不受力，即既不拉伸也不压缩。当然实际情况很复杂，各车重量不一样，状态也不一样
但很显然如果列车非前部单一牵引的话，最好弄密接钩，呵呵

上局林段

宝鸡南，杨家湾到神沙河桥进入展线地带，一直和上山公路伴行，其中杨家湾车站不设上坡上坡吧，从宝鸡南开始铁路面略低于公路，到神沙河那儿是公路略高于公路， 因为上跨公路， 公路都能 一直感觉是在上山， 铁路想想是够陡了，这段路铁路上升了海拔280多米吧没有展线海拔近920米，再经过展线地带结束到青石崖车站海拔为1302米， 更是上升了380多米，北坡铁路进铁路隧道前近处有公路上跨铁路， 铁路 海拔为1345米，最后进秦岭隧道在南出口达到 海拔最高点为1409米，过后出洞后持续千分之十左右不等的下坡， 海拔降了近20米， 秦岭车站海拔为1390余米。铁路北坡那是算起来除了车站外都 比较陡，在北坡大隧道前公铁路交汇处公路已有十几个回头湾了， 不过公路 没隧道， 过岭要爬得更高， 最高点海拔达到 了1550米，从宝鸡市区的海拔590米到公路越岭最高点海拔上升了960米，这个持续上坡估计就青藏公路和些西南地区有。

经文

长知识了！！