Процесс изменения силы сцепления при повышенном скольжении определяется характеристикой сцепления колес с рельсами.
Рис.3. График изменения тормозных характеристик вагона при юзе колесных пар |
1 — скорость вагона при торможении; 2— скорость вагона при юзе колес;
3 — предполагаемая скорость вагона без юза; 4 — тормозная сила колесной пары.
Явление, когда колесо прекращает свое вращение и начинает скользить по рельсу при продолжающемся движении поезда, называется заклиниванием или юзом. Между тормозной силой и силой сцепления существует строго определенная зависимость – для вращения заторможенного колеса необходимо, чтобы тормозная сила не превосходила силу сцепления его с рельсом.
Как правило, заклинивание колесной пары не происходит мгновенно. Предварительно колесная пара начинает проскальзывать, скорость ее становится меньше поступательной скорости подвижного состава. Это приводит к увеличению тормозной силы Вт за счет повышения коэффициента трения φк. В точке контакта колеса с рельсом кинетическая энергия превращается в тепловую, что может привести к сдвигу металла на поверхности катания колеса при проскальзывании и появлению навара или образованию ползуна при скольжении. Поэтому максимальная величина тормозной силы ограничивается условиями сцепления колес с рельсами. Следовательно, во избежание юза максимальное тормозное нажатие принимают таким, чтобы тормозная сила не превышала силу сцепления колеса с рельсом. Для этого должно выполняться правило:
Вт < Вс
Нарушение этой зависимости ведет к заклиниванию колесной пары колодками.
При снижении скорости в процессе торможения значения коэффициента трения φк становятся больше коэффициента сцепления φс, следовательно, вероятность заклинивания колесных пар выше при низких скоростях движения. При высоких скоростях значения φс больше φк и значит, опасность юза практически исключается, а силу нажатия колодки на колесо можно увеличить для реализации большей тормозной силы.
Вопросы для самоконтроля:
1. Назначение тормозов в поезде.
2. Что такое тормозная сила.
3. Что выражает коэффициент трения.
4. Условие безюзового торможения.
5. Почему при снижении скорости растет тормозная сила.