TB/T 1407.2-2024 列车牵引计算 第2部分：动车组

详细总结：《TB/T 1407.2-2024 列车牵引计算第2部分:动车组》主要内容

《TB/T 1407.2-2024 列车牵引计算第2部分:动车组》是中国铁道行业的一项技术标准，旨在规范动力分散式动车组的牵引计算方法。该标准适用于标准轨距1435 mm铁路动车组，提供了一套完整的计算框架，包括基本单位、阻力计算、牵引和制动工况、电能计算以及校核方法。以下是主要内容的详细总结，结构分为多个逻辑部分，以确保清晰和丰富性。标准中包含三张图片（图1至图3），用于辅助理解平衡速度校核概念，我会在相关部分嵌入这些图片标签（位置紧邻原始描述）。

1. ​​引言和范围​​

• ​​目的​​：该标准是TB/T 1407《列车牵引计算》系列的第2部分，旨在规定动车组牵引计算的基本原则、计算方法和公式，为铁路行业提供技术依据。它补充了第1部分（机车牵引式列车），专注于动车组特性。
• ​​适用范围​​：仅适用于标准轨距1435 mm铁路的动力分散式动车组。标准强调计算必须采用国家法定计量单位，并考虑了实际应用中的专利问题（发布机构不承担识别专利责任）。
• ​​起草单位​​：由中国铁道科学研究院集团有限公司牵头，联合中车多家子公司（如长春轨道客车、青岛四方机车等）起草，主要起草人包括黄金、杨欣等专家。

2. ​​基本单位及要求​​

• ​​符号与计量单位​​：标准详细定义了物理量的符号和单位（见表1），确保计算统一性。例如：
  • 速度（v）单位为km/h，取至1位小数。
  • 牵引力（F）单位为kN，取至1位小数。
  • 单位合力（c）单位为N/kN，取至2位小数。
  • 加速度（a）单位为m/s²，取至3位小数。
• ​​取值规定​​：表2列出了具体物理量的取值规则，如动车组长度取至1位小数、制动距离取至个位等。这保证了计算结果的精确性和一致性。
• ​​关键要求​​：所有计算必须考虑回转质量系数（γ），默认值为0.06（除非特殊规定），以反映动车组动轮等部件的惯性影响。

3. ​​动车组牵引计算基本参数​​

• ​​核心参数​​：计算前需明确动车组的基本参数，包括：
  • 定员（额定载客量）及定员质量（M_z，单位为t，取至个位）。
  • 编组形式（如8辆或16辆编组）。
  • 最高运行速度及最高速度下的平直道剩余加速度。
  • 紧急制动最大减速度、最大起动牵引力（F_0）、轮周功率、恒功转折点速度、持续速度等。
  • 辅助系统参数，如整车网端容量（kV·A）、辅助电源容量（kV·A）、动车组长度（m）和轮径（mm）。
• ​​数据来源​​：这些参数应基于设计曲线或试验数据（参考TB/T 3588等标准），确保计算反映实际性能。

4. ​​阻力计算​​

• ​​运行基本阻力（W_0）​​：动车组在定员质量条件下的基本阻力按公式 W_0 = A + Bv + Cv^2 计算，其中系数A、B、C需通过试验获得（参考TB/T 3588）。
• ​​单位运行基本阻力（w_0）​​：转化为单位值 w_0 = /frac{W_0 /times 10^3}{M_z /cdot g}（g取9.81 m/s²），非定员质量时可参考定员结果。
• ​​单位起动基本阻力（w_q）​​：用于起动校核，最小不宜低于2 N/kN，确保动车组能可靠起动。
• ​​单位附加阻力​​：
  • 坡道附加阻力（w_i）等于坡度千分数i（上坡正值，下坡负值），公式 w_i = i。
  • 曲线附加阻力（w_r）公式 w_r = /frac{600}{R}（R为曲线半径，单位m）。
  • 隧道附加阻力（w_s）仅适用于长度≥5 km的隧道，公式 w_s = k /cdot /frac{C}{M_z} /cdot v^2，其中k为修正系数（8辆编组时，100 m²截面取0.35，90 m²截面取0.46）。
• ​​单位加算附加阻力（w_j）​​：总和公式 w_j = w_i + w_r + w_s，用于后续合力计算。

5. ​​牵引及再生制动工况计算​​

• ​​单位合力（c）​​：根据不同工况计算：
  • 牵引工况： c = f - (w_0 + w_j)，其中 f = /frac{F /times 10^3}{M_z /cdot g}（F为牵引力）。
  • 再生制动工况： c = - (b_d + w_0 + w_j)，其中 b_d = /frac{B_d /times 10^3}{M_z /cdot g}（B_d为再生制动力）。
  • 惰行工况： c = - (w_0 + w_j)。
• ​​加速度（a）​​：考虑回转质量系数，公式 a = /frac{1}{102(1+/gamma)} c，用于量化速度变化。
• ​​运行时间和距离​​：当c ≠ 0时，按速度间隔（一般≤10 km/h，避免转折点）计算：
  • 运行时间（t_y）公式 t_y = /frac{1}{3.6} /sum_{i=1}^n /frac{v_{2i} - v_{1i}}{a_i}。
  • 运行距离（S_y）公式 S_y = /frac{1}{25.92} /sum_{i=1}^n /frac{v_{2i}^2 - v_{1i}^2}{a_i}。
  • 当c = 0时（如匀速），关系式 S_{y0} = /frac{v t_{y0}}{3.6}。

6. ​​制动计算​​

• ​​控制减速度（β）​​：需不低于设计曲线，基于试验数据（参考TB/T 3402）。
• ​​动车组减速度（β_j）​​：考虑阻力和回转系数，公式 /beta_j = /beta + /frac{1}{102(1+/gamma)} (w_0 + w_j)。
• ​​制动时间和距离​​：
  • 制动响应时间（t_k）需通过试验获得，响应距离公式 S_k = /frac{v_0 /cdot t_k}{3.6}（v_0为制动初速度）。
  • 制动有效时间（t_e）和距离（S_e）按速度间隔计算： t_e = /frac{1}{3.6} /sum_{i=1}^n /frac{v_{1i} - v_{2i}}{/beta_{ji}} 和 S_e = /frac{1}{25.92} /sum_{i=1}^n /frac{v_{1i}^2 - v_{2i}^2}{/beta_{ji}}。
  • 总制动时间（t_z）和距离（S_z）公式 t_z = t_k + t_e 和 S_z = S_k + S_e。

7. ​​电能计算​​

• ​​牵引运行用电量（Q_y）​​：公式 Q_y = /frac{/int_0^{t_y} (U_w /cdot I_p) /, dt}{3600}，其中U_w为网侧电压（25.0 kV），I_p为牵引用电有功电流（需通过试验获得）。
• ​​整备、惰行、空气制动及停站用电量（Q_0）​​：公式 Q_0 = /frac{/int_0^{t_0} (U_w /cdot I_{p0}) /, dt}{3600}，I_{p0}为自用电有功电流（8辆编组取18 A，16辆编组取36 A）。
• ​​再生制动发电量（Q_z）​​：公式 Q_z = /frac{/int_0^{t_{zs}} (U_w /cdot I_z) /, dt}{3600}，I_z为再生制动发电有功电流（试验获得）。
• ​​区段总耗电量（Q）​​：总和公式 Q = Q_y + Q_0 - Q_z，提供能量效率评估。

8. ​​牵引计算校核​​

• ​​起动能力校核​​：评估动车组在指定上坡道能否起动。计算合力 C_h = F_0 - W_q - W_i - W_r，其中：
  • W_q = /frac{w_q /cdot g /cdot M_z}{1000}（单位起动基本阻力），
  • W_i = /frac{w_i /cdot g /cdot M_z}{1000}（坡道附加阻力），
  • W_r = /frac{w_r /cdot g /cdot M_z}{1000}（曲线附加阻力）。
    若 C_h > 0，动车组可起动；否则无法起动。
• ​​平衡速度校核​​：用于确定动车组在特定线路条件下的稳定运行速度。总阻力 W_z = |W_0 + W_i + W_r + W_s|，分三种工况校核：

  • ​​牵引平衡速度​​：牵引特性曲线与总阻力曲线的交点速度（见图1）。

    

     

  • ​​再生制动平衡速度​​：再生制动特性曲线与总阻力曲线的交点速度（见图2）。

    

     

  • ​​复合制动平衡速度​​：复合制动力 B_j = (1 + /gamma) M_z /cdot /beta 与总阻力曲线的交点速度（见图3）。

    

     

9. ​​整体特点与应用价值​​

• ​​系统性​​：标准提供了从基本参数到校核的完整流程，强调试验数据（如TB/T 3586、TB/T 3588）的重要性，确保计算准确。
• ​​实用性​​：针对中国铁路环境，考虑了隧道、曲线等特殊条件，电能计算部分有助于评估能源效率。
• ​​创新点​​：专为动车组设计，区分了牵引、再生制动和复合制动工况，突出了现代动车组的节能特性。
• ​​局限性​​：未引用外部文件，术语定义较少，可能需结合其他标准使用。参考文献包括TB/T 3402、TB/T 3586和TB/T 3588，用于补充试验方法。

此总结覆盖了标准全部关键内容，结构分层清晰，嵌入图片位置均紧邻原始描述（图1-3在平衡速度校核部分）。如需特定部分更详细解释，请随时指出！