牽引理論是研究電傳動機車牽引與列車運行的基礎理論和計算方法的一門專業理論，是電力牽引與傳動控制專業的必修課程理論之一。它套用動力學、電工學等的基本原理，分析研究這類機車牽引的理論問題和實際問題。
基本介紹
- 中文名：牽引理論
- 外文名：Traction Theory
- 內容：電傳動機車的牽引特性
這些問題大致包括以下三方面內容：（1）電傳動機車的牽引特性，調速和制動原理以及牽引運用特點；（2）電傳動機車牽引列車運行的運動規律及其牽引計算方法；（3）對電牽引具有深遠影響的新的套用技術。通過本課程的學習，可以達到以下目的：l．掌握電牽引的基礎理論，奠定必要的專業基礎。鐵路運輸的直接生產手段是列車的牽引運行，鐵路的車、機、工、電各部門都在為列車運行服務。列車牽引理論幾乎為各部門的共同基礎理論。以電傳動機車的設計而論，進行牽引計算是確定機車功率、速度等主要參數，提出設計任務書的基本手段；粘著重量的利用是充分發揮機車的功率、進行傳動裝置和機械部分設計的必要理論基礎之一；掌握機車的起動、調速、制動各運行狀態和線路情況對電路和電氣部分工作的影響，是設計高質量的主、控電路的必要條件之一。所以，象運輸、經濟、建築、機車等方面的不少專業均開設有關列車牽引的課程，一方面為本專業服務，另一方面起到拓寬專業知識面的作用。2．為後續的專業課程提供必要的基礎知識。電傳動機車是以電力傳動方式來實現能量變換及傳遞的機車的總稱。它既包括了電力機車、電傳動內燃機車和高速動車等幹線機車，也包括捷運的電動客車及工礦用電力機車。因此，電牽引也是一個廣義的概念。它是指以電傳動機車為動力的各類牽引方式，如包括以電力機車為動力的電力牽引和以電傳動內燃機車為動力的熱力牽引。本書力求在電力傳動共性的基礎上，較為全面地分析研究列車牽引的問題，並以鐵路幹線的列車牽引為主要研究對象。關於牽引的一些基本理論對捷運和工礦牽引也都是適用的，只是在一些具體的牽引計算上有所區別。為了論述方便，書中沒有對幹線與非幹線鐵路作進一步區分。鐵路運輸與現代生活的各個方面有著緊密的聯繫。為了適應現代社會迅速發展的需要，列車牽引正在向著高速、重載、舒適性和低能耗的方向發展。人們生活節奏的快速化和各類交通運輸的競爭機制促使高速客運的不斷發展。目前一些國家的高速列車，其速度已達200km/h以上，如法國、日本、德國、英國等。法國巴黎至里昂的426km的高速鐵路．使用TGV高速電動車組以213km/h的平均時速走完全程。該車組運行最高速度已達380km/h，創世界鐵路的最高速度記錄。鐵路貨運量的迅速增加，使得發展重載運輸已成為當今鐵路運輸的發展趨勢之一。美國、俄羅斯、加拿大等國都有40O0～10000t的重載列車，有的甚至組織20kt和30kt的重載列車。
改善勞動條件，提高服務的舒適性是現代社會的特徵之一，鐵路運輸也不例外。不少國家已在技術和設備上作了大量努力，在提供舒適的旅行條件上，達到了相當高的水平。降低列車牽引的能耗是各國普遍關心的問題。從制定能源政策到各項具體的節能措施，各國都做出了巨大努力，並取得了顯著效果。上面提到的TGV列車的能源消耗，每一旅客公里只消耗標準燃料16g，比普通旅客列車大得不多。傳統機車牽引的列車以160km/h的速度運行消耗的能量，供給TGV列車使用時，卻能以260km/h的高速運行。電力牽引具有功率大、效率高、可以反饋能量、適應性強、易廣泛套用新技術等許多優點，能適應現代列車牽引的需要。因此，鐵道電氣化很快為世界上絕大多數國家所接受，不少國家迅速發展電力牽引，充分發揮其優越性，使鐵道運輸取得了巨大進展。表1列出了世界鐵道電氣化發展較快的一些國家和我國的電氣化里程及其占全國運營里程的百分比，從表中所列數字可以粗略地看出各國大力發展電力牽引的總趨勢。
許多國家以占鐵路運營里程～的電氣化里程，完成全國鐵路～貨運周轉量。法國以約占全國鐵路網的電氣化鐵路，完成全國運量以上。俄羅斯（原版為俄羅斯，本版一律以俄羅斯代替）鐵路在交通運輸系統中占有主導地位，它承擔其國內貨運量的和客運量的。近年來，俄羅斯鐵路採取了一系列的技術組織措施，以適應運量的不斷增長。其中起重要作用的是鐵道電氣化和推廣重載運輸技術，而鐵道電氣化又是重載運輸的重要保證。俄羅斯鐵路電氣化的里程雖只占全路的，但完成的貨運任務卻占總量的。它的總運營里程約占世界鐵路的，而其所完成的貨物周轉量卻占世界鐵路的。這些表明，俄羅斯鐵路已具有很高的運輸能力和設備使用效率。德國在大規模鐵道電氣化的三十年中，鐵路總周轉量提高了，但由於電氣化，使一次能源消耗絕對值卻降低了約，即由9OO萬噸單位煤燃料降低到300萬噸以下。大量事實說明，發展電力牽引對提高鐵路運輸能力和運輸效率具有重大的作用。3/12/12/13/23/1%803/22/13/13/2%12%52%30%70電力牽引也存在一些缺點，如機動性差，對通信干擾較大，一次投資大等。電力牽引雖然一次投資大，但是，機車可靠性較高，運營費網較低，能源利用經濟，運行性能好，長遠地綜合考慮其經濟效益，電力牽引仍然是可取的。解放後，我國鐵路運輸有了相當大的發展。鐵路營業里程從1952年的22900km增長到1988年的52767km。1988年完成貨物周轉量為，比1952年增長倍；完成旅客周轉量為萬人·km，比1952年增長15倍。這期間我國牽引動力的數量和質量均大為改觀。蒸汽機車大幅度增加，內燃機車、電力機車從無到有。到1988年底，全路保有機車13163台，比1950年增加倍，機車總功率增加了5倍左右。目前，我國已能生產功率為6400kw相控調壓的韶山4型八軸幹線貨運電力機車和功率為272OkW的東風8型電傳動內燃機車。目前，我國鐵路承擔了國內交通運輸總量中的旅客周轉量和70的貨物周轉量。可以看出，鐵路運輸在我國交通運輸中起著十分重要的作用。kmt10000,9866⋅×7.17610000,325×1.2%60%目前，我國三種牽引方式，其里程和占總運營里程的百分比分別為：蒸汽機車牽引32662km，占；內燃機車牽引14335km，占；電力機車牽引5738km，占。所承擔運輸工作量的比重分別為：蒸汽機車牽引為，內燃機車牽引為，電力機車牽引為（1988年底的統計數字）。1988年我國列車的平均牽引重量為2365噸。%9.61%27%9.10%5.39%1.47%4.13為了適應我國經濟建設和人民生活的需要，緩和運能和運量的矛盾，必須加速電氣化鐵路建設，大力發展電力牽引，實現牽引動力的現代化，推動我國鐵路運輸事業的發展。今後電牽引的發展為我們提出了一系列艱巨的任務。例如，對我國所用機車的機型、功率等級的配置、各類機車的比重、年生產量等遠近期目標，進行充分的科學論證，進一步制定適合我國國情的牽引動力發展規劃；各類機車和動車的設計、製造以及新車的研製；牽引動力的能源合理利用和牽引運行節能；機車牽引能力和運用效率的提高；列車牽引理論和牽引電算的研究及套用等。所有這些任務的完成，都與電牽引的基礎理論有著緊密的聯繫。努力加強電牽引領域的學科建設，不斷提高我國電牽引的理論水平，無疑將對我國電牽引的發展起到積極的作用。
