列车运行理论列车运行有以下三种状态：(1)牵引状态，列车在牵引电动机产生的牵引力作用下加速启动或匀速运行；(2)惯性状态，牵引电动机断电后列车靠惯性运行，一般这种状态为减速运行；(3)制动状态，列车在制动闸瓦或牵引电动机产生的制动力矩作用下减速运行或停车。(一)牵引状态的列车运行基本方程式列车在牵引状态(加速运行)下，沿着运行方向作用在列车上有牵引力F、静阻力Fj、惯性阻力Fa。根据力的平衡原理，列车在牵引状态下的力平衡方程式为：1.惯性阻力列车在平移运动的同时，还有电动机的电枢、齿轮以及轮对等部件的旋转运动。为了考虑旋转运动对惯性阻力的影响，用惯性系数来增大平移运动的惯性阻力。因此，惯性阻力Fa可用下式表示:式中：M为电机车和矿车组的全部质量，m=(P+Q)1000kg；P为电机车质量；Q为矿车组质量；γ为惯性系数；a为列车加速度。将m值及γ值代式(4—2)，得：2．静阻力列车运行的静阻力包括基本阻力、坡道阻力、弯道阻力、道岔阻力及气流阻力等。对于矿用电机车，由于运行速度低，后三者都不予考虑，只考虑基本阻力和坡道阻力。(1)基本阻力基本阻力是指轮对的轴颈与轴承间的摩擦阻力、车轮在轨道上的滚动摩擦阻力、轮缘与轨道间的滑动摩擦阻力以及列车在轨道上运行时的冲击震动所引起的附加阻力等。通常基本阻力是经过试验来确定的。有了阻力系数以后，基本阻力可按下式计算：式中：F0为基本阻力,N；g为重力加速度，取9.8m／s2；ω为列车运行阻力系数。(2)坡道阻力坡道阻力是列车在坡道上运行时，由于列车重力沿坡道倾斜方向的分力而引起的阻力。设β为坡道的倾角，则坡道阻力为：在计算时，如列车为上坡运行，上式右端取“+”号，如为下坡，则取"-"号。一般情况下，电机车运行轨道的倾角都很小，因此sinβ≈tanβ，而tanβ=i。式中i为轨道坡度(‰)。将前面两式代入式(4-5)，即得：列车运行的静阻力应为基本阻力和坡道阻力之和，即：将式(4-3)和式(4-6)代入式(4-1)，便得到牵引电动机所必须产生的牵引力为：上式就是列车在牵引状态下的运行基本方程式，利用这个方程式可求出在一定条件下机车所必须给出的牵引力，或者根据电机车的牵引力求出列车中的矿车数。(二)列车惯性状态的运行方程式在惯性状态下，电机车牵引电动机断电，牵引力等于零，列车依靠断电前所具有的动能或惯性继续运行。在这种情况下，列车除了受有静阻力Fj外，还受到由于减速度所产生的惯性阻力Fa。Fa与列车运行方向相同，正是它使列车继续运行。惯性状态时列车力的平衡方程式为：或(4-10)(4-11)由此可见，当列车运行阻力系数一定时，惯性状态的减速度取决于轨道坡度的大小和上下坡。上坡时减速度α始终保持正值，直到停车为止。下坡时，如i<ω。，则α为正值即仍为减速运行，直到停车，如i>ω，则α变为负值，此时不再是减速而是加速运行了。可见，惯性状态是很不可靠的，操作时应予以特别注意。(三)制动状态的运行方程式在制动状态下，牵引电动机断电，牵引力等于零，并利用机械或电气制动装置施加一个制动力B。这个制动力与列车运行方向相反，在力的平衡方程式中应为负值，与静阻力的性质和方向一致。在制动力和静阻力作用下，列车必定产生减速度。此时，惯性阻力Fa却与运行方向一致，即为正值。则制动状态下的力平衡方程式应为：所以式中，Fa应代以减速时的惯性阻力，b表示制动时的减速度，则：将式(4-7)及式(4-14)代入式(4-13)，即可得到制动状态下列车运行方程式为：(4-15)利用式(4-15)可以求出在一定条件下制动装置必须产生的制动力；或者给定制动力，求出减速度及制动距离。二、电机车的牵引力如图4-28所示，主动轮对受到牵引电动机传来的转矩M，转矩M对整个电机车而言属于内力，它不能使电机车运动。主动轮对还受到下面几个力的作用：(1)电机车分配在一个主动轮对上的那部分重力P0g，它通过中心c作用在轮对上；(2)轨面对轮对的法向反力No，它作用于O点，与P0g在一条直线上；(3)由于M的作用，轮对将有绕中心c作顺时针方向旋转的趋势，而轮缘上的同轨面接触的那一点O，相对于轨面来说，有向左滑动的趋势，因此在轮缘上的。点受到轨面所给的切向摩擦反力F0，其方向是向右的；(4)由于摩擦阻力FO的作用，使轮缘上同钢轨接触的那一点O不会在轨面上向左滑动。理想情况下，整个轮对将以O点为瞬时中心向前滚动，即轮对作纯滚动运动。而轮对中心c点则作向前的平移运动。此时，列车的一部分运行阻力将通过电机车的联接器、车架及轴箱作用在轮对的中心c点，这就是图中的Fc。根据平衡条件得：式中：R为主动轮对轮缘半径。解上面的方程组，得到：(4-16)(4-17