Сцепление колес с рельсами, ограничение силы тяги по условиям сцепления

Сцепление колеса с рельсом тем сильнее, чем больше сила Ро (см. рис. 2), с которой колесная пара давит на рельс. Сцепле­ние, необходимое для реализации силы тяги, можно получить лишь при условии, что некоторая доля этой силы Ро будет больше силы тяги Fкд, развиваемой данной колесной парой.

Если сила тяги превысит силу сцепления, то сцепление нару­шится, колесо начнет проскальзывать по рельсу, при этом сила сцепления резко уменьшится, колесо как бы лишится упора и начнет вращаться все быстрее. Это явление называют боксованием; при нем вращающий момент, развиваемый двигателем и реализуемый колесной парой, падает (из-за уменьшения тока и коэффициента сцепления) и сила тяги снижается, что прежде всего вызывает уменьшение скорости движения поезда; возможно и нарушение коммутации двигателей локомотива.

Чтобы определить наибольшую допустимую силу тяги электро­воза, необходимо знать значение коэффициента сцепления.

Коэф­фициент сцепления зависит от многих факторов: состояния поверх­ности рельсов (масляные пятна, торфяная или угольная пыль, листья уменьшают сцепление, песок — увеличивает); общего со­стояния пути; радиуса закругления и возвышения рельсов на кри­вых участках пути. При небольшом дожде коэффициент сцепле­ния снижается, однако при сильном дожде, смывающем грязь с рельсов, уменьшения коэффициента сцепления не наблюдается.

На коэффициент сцепления влияют также факторы, зависящие от состояния электровоза. Так, повышенный прокат бандажей, разность в диаметрах по кругу катания комплекта колесных пар или колес одной колесной пары, большие поперечные разбеги колесных пар, различие жесткости рессор и пружин, неудачный подбор тяговых двигателей по характеристикам ухудшают сцепле­ние, особенно с ростом скорости движения. Большая инерция (масса, диаметр) вращающихся частей, связанных с двигателем, препятствует развитию боксования.

Коэффициент сцепления на электровозах постоянного тока двигатели соединены последова­тельно или последовательно - параллельно.