于电力机车需要铺设架线，所以动力完全靠自己输出的内燃机车来说也是有着不可替代的作用，在一些只有铁轨并没有铺设架线的边远地区，还是只有内燃机车才能到达。

现如今内燃机车仍是铁路货物运输不可缺少的重要一环，具有载重大、速度快、铺设快捷等优点，这一点在美国和俄罗斯这些国家体现的尤为明显，这些国家交通行业发达，人们出行不依靠公共铁路，但是他们繁荣的经济需要每天有大量的货物贸易在国内流通，内燃机车的优势这时就显现了出来。

我们国内也有着自己研发的DF4、DF8和DF11等客货运内燃机车，在自己生产的同时也从许多国家进口一些机车为自我研发提供新思路。随着铁路的提速和重载化，国内也正在开发更多高速重载的货运内燃机车。

1.3 内燃机车能耗问题研究情况

1.4 研究内容和研究技术路线

本课题针对内燃机车能耗问题，参考各国对机车能耗问题的分析与解决方法，选取国产DF型内燃机车，采用牵引运行知识建立力学模型。通过油耗公式为后半部分的能耗计算提供了基础，本课题的主要研究内容如下：

⑴单位合力曲线的绘制与运行时分的计算，机车运行在牵引、惰性和制动三种不同状态下，在不同的阶段由于机车受力的不同，导致能耗不同，通过《牵规》中对于不同工况不同车型的速度与受力情况公式的查阅，制作表格绘制曲线。源:自*优尔~·论,文'网·www.youerw.com/

⑵能耗计算，通过对DF型内燃机车不同型号在不同速度下每公里耗油量的查阅，再通过油耗公式计算机车在不同工况下的油耗。

⑶理论推导，进行内燃机车油耗的公式推导，分析运行时分对油耗的影响。

⑷程序的编写，主要是三种工况下机车的受力情况以及油耗的公式编辑。

⑸能耗估算界面的设计，有两个选择模块，分别是车型选择和需要在图形上显示的结果和能耗值，另外有一个运行距离和最小速度的输入模块，可以通过输入不同的数值来得到需要的能耗值。

⑹算例分析，根据上述研究内容，课题研究的技术路如图1.1所示：

设计流程图

1.5 章节安排

对课题的研究首先从参考文献入手，我查阅了大量资料，将其进行归类以便后续研究。在理论上参考大量书籍确定设计理念与方案，在实践操作时，选择用模拟软件进行设计和分析，设计部分理论参考《牵规》中的不同型号机车的参数以及现行的油耗标准，运行时分和油耗计算采用Excel软件，界面设计采用MATLAB软件，再通过该软件进行编程。整体论文的章节划分如下。

第一章 绪论，本章主要介绍选择本课题的大环境以及内燃机车的发展现状，能耗技术的研究情况等文献综述

第二章 能耗计算理论推导， 进行能耗的计算，分析内燃机车的运行工况，进行运行时分的计算，分析运行时分和能耗的关系。

第三章能耗估算系统建模，中选择MATLAB这个软件进行介绍，阐述选择它的优点，在使用MATLAB时需要注意的原则和要点，罗列出需要进行计算的一些数据要求。

第四章系统设计，对设计的系统进行流程总结，阐述设计的详细内容，加入用户登录界面的设计。最后介绍整个系统的功能并对其进行测试分析。

第五章测试结果，选取DF4型内燃机车进行测试，绘制出单位合力曲线、速度-距离曲线以及时间-距离曲线，通过控制变量法列表描述机车在不同速度下行驶10km路程所消耗的油量。

第六章结论，总结能耗估算的设计心得。发现自己设计中存在的问题与不足，希望能为铁路的节能环节提供一些参考与借鉴。