[转帖］被黏着和轴重限制的最大轴功率

1.概述
粘着系数=粘着力÷静轴重，其中牵引状态的粘着力，往往大于制动状态的粘着力，本帖只讨论牵引状态。
轮轨之间的粘着系数是非常复杂多变的，难以精确描述。参考近期国外交流传动技术所达到的较高水平，连蒙带猜绘制了干燥条件下的牵引粘着系数，起动时约为0.45，100km/h时约为0.3，300km/h时约为0.1……仅代表个人看法，但也差不太多。
整个粘着系数的趋势是随着速度的提高而逐渐降低，低速状态下变化较大，高速状态下逐渐趋于常数，降低很慢（感谢法国人所做的探索）。干燥条件下的粘着系数如图中黑线所示
轮轨之间如果是湿润、油污的状态，粘着系数会降低，降低多少难以定论。而且，每个车轮的状态也不一样，第一个车轮往往会起到“抹布”的左右，把钢轨擦干净，后面车轮的粘着状态会渐渐好转（所以轴控技术非常有利于提高牵引力，除非采用很多动轴或者像EMD公司那样对自己的技术足够自信）。图中取干燥时粘着系数的70%作为湿滑状态的粘着系数，黄线所示——个人看法，仅供参考！不一定会引起打滑空转
★☆对高速动车组而言，为了防止擦伤车轮、提高正点率，动力轴实际输出的牵引力，要尽量小于粘着条件所限制的最大牵引力。对货运机车而言，要在粘着条件允许的情况下，尽量提高牵引力，增加运输能力。

把上图的粘着系数，乘以某种轴重，就得到了粘着条件所允许的最大牵引力。
把这个牵引力再乘以速度，就是粘着条件所允许的最大轴功率。
下图以17吨的轴重为例，画出了粘着条件所允许的最大轴功率，可见1600千瓦的电机，不太适合这个轴重——无论哪个速度范围。

上图的轴功率曲线为什么会呈现类似 “M” 的形状？
在“速度-牵引力”曲线图里，把不同功率的曲线和粘着力曲线画在一起，就可以解释了。
如下图，颜色逐渐加深的一堆曲线，是从250千瓦直到2000千瓦的等功率曲线，由于 “功率=牵引力×速度”，所以功率不变时，牵引力与速度成反比例关系，在图中的功率曲线就表现为双曲线模样。黄色的是粘着力曲线
1）从0km/h静止，一直到150~180km/h左右的范围，粘着力曲线不断切过功率曲线，表示实际能够达到的轴功率从0kW开始不断增大
2）在250km/h以上时又反被某些功率曲线超过，表示实际能够达到的轴功率略有减小，受到粘着条件的限制
3）而在速度很高、超过400km/h的范围，由于粘着力变化很小，最大允许轴功率又能够慢慢超越功率曲线——某些试验车能跑到500km/h以上，也正是利用了这一点。当然了，此时考验的是以牵引电器为主的方方面面，哪一个环节出差错都不行。

下面是两种动轴轴重19.5吨的高速动车组。可以看出，这个轴重可以采用1600千瓦电机。不过作为机车轴重偏小，作为高速动车组（250km/h以上）轴重偏大，应用不广泛。
1）红色线的是ICE-1，算是德国初期高速列车的代表，2M14T不等，轴功率1200千瓦，动轴轴重19.5吨，最高运营速度250~280km/h。这是典型的德国思维和技术水平的体现，粘着系数用得非常大，是高速列车里数一数二的。在最高速度达280km/h的情况下，恒功率起点可以做到92km/h，与客运机车相当。
2）橙色线是“中华之星”，2M9T，轴功率1200千瓦，动轴轴重19.5吨，最高运营速度270km/h。由于研制时国内技术水平有限，恒功率的起始速度比原型车ICE-1大一些（110km/h），但粘着系数依然用得非常狠。

3.客运机车
画了轴重21吨的几种国内外客运机车，分别是欧洲短跑手（ES64），株洲厂试制（6轴、9600kW、200km/h）机车，株洲厂HXD1D（6轴、7200kW、160km/h）机车，还有作为参照的SS7E机车（6轴、4800千瓦、170km/h）。
可见欧洲短跑手是粘着性能极其优秀的客运机车，基本上紧贴着高水平粘着极限；株洲厂的新机车能接近其性能，也相当不错了；至于SS7E，完全是被直流调速水平所限（1.7左右，为保证高速，传动比较小，低速牵引力被拉低），距离充分利用粘着，还远着呢。

各种客运机车的粘着系数曲线。
短跑手的粘着利用，几乎不低于国内任何一种直流货运机车，这可是能跑200km/h以上的客运机型！国外先进技术的水平，可见一斑。

货运机车
画出了国内的和谐系列货运机车，轴重都取25吨。
1）这些机车的粘着利用都非常高，尤其是轴功率1600千瓦的HXD_B型，HXN在低速阶段更加高。
2）如果货车最高速度限制在80km/h，那么HXD_B型机车发挥本领的余地较小；如果货车最高速度达到100~120km/h，这类特大功率机车就有很大的用武之地。
3）★☆轴功率巨大，不一定就会空转剧烈；减少轴功率，并不能带来粘着的提高。从图中可见，哪怕机车轴功率降到500甚至300kW以下，照样会在起动阶段遭遇粘着限制，而列车在坡道上爬不起来，恰恰就是起动阶段钢轨不能给予车轮足够的牵引力。

如果机车轴重提高到27吨，情况会有所改善

列举了3种轴重30吨以上的机车。
第一是大连厂设想的“6轴、轴重33吨、9600千瓦”机车，轴重增加以后，列车发挥大功率的速度范围增大，有利于高密度货物的重载运输
第二是美国EMD公司出品的SD90MAC机车，轴重约31.5吨，功率与HXN相当，起动牵引力极高。该车在美国保有量较少，应用受限
第三是美国EMD公司出品的SD70ACe机车，轴重约31吨，轮周功率估计2700多千瓦，是更新换代的主力机型
——SD70ACe轴重巨大、轴功率很低，但是在0~10km/h的起动关键阶段，依然需要很高的粘着控制水平。

转这个帖子主要是感觉hxd2g轴重只有18t，轴功率却达到了1400kw，会不会在黏着利用上出问题......
不过貌似黏着用的最狠的是启动阶段......还有恒功率起点等诸多问题没搞明白......
自己作为一个小弱也不多说什么了，召唤本吧的大神们吧～
@寒2614 @wml_rail @直流110V电源
再说几句比较软的话......
我不在这个吧的两年里咱吧真是天翻地覆啊，wml这样的大神都来到本吧了，本吧的某些讨论贴甚至有了当年铁路在线高铁版的感觉～（借以对现在满篇地名的高铁版表示呵呵）
没想到当年我无心插柳为hxd52288童鞋建的个人贴吧居然成为了著名的重载讨论贴吧，真是感慨万千...
寒哥和wml也在本吧化干戈为玉帛了～
本贴原帖的吵架我已删除，望两位大神忘掉过去的不愉快，既然这里涉及到了重载货运机车，就请大神们尽情展开讨论吧～

18吨轴重其实也可以了，这车是8轴的，全车144吨，重量可够大了，比以前的138吨的6轴韶山客货两用机车还大。其实确定了需要的黏着重量和功率是设计机车的前提，按照千分之12上坡道停起和按照160kph运行的要求，平均到轴数上的重量和功率，得到了现在的8轴客机。我自己是这么认为的。

对于和谐电2G和和谐电1G，和谐电1G整备重量148吨，和谐电2G是144吨，和谐电2G的自身阻力还是略小的，所以说可能比和谐电1G稍微好点，不过4吨重量也差不了什么。还是看实际的测试才知道。

对于SD90MAc和AC6600MAc这两种机车的保有量少，有些文献提到了说运用没有功率更小的SD70一级机车灵活，增加功率通过多机重联搞定。

看那些配图，18吨轴重配1400千瓦还可以，特别是最高200km/h级别的机车。再轻不行了。