Тема 1.2. Реализация сил тяги и торможения.

Образование силы тяги; ограничение силы тяги; образование тормозной силы; физические процессы образования силы сцепления; коэффициент сцепления.

Литература  

Методические указания

Учащийся должен изучить, как образовываются силы тяги и торможения, реализующиеся движущимися колесными парами. Движущимися называются колесные пары или колеса, которые приводятся во вращение тяговыми электродвигателями.

Для поступательного движения ПС необходимо наличие внешних сил. Такая внешняя сила возникает в результате сцепления движущих колес с рельсами или дорожным покрытием.

Силу, которая обусловлена вращающим моментом тягового двигателя, называют силой тяги.

Сила тяги ограничивается предельно допустимой силой сцепления, имеющей природу сил трения. Если этот предел будет превышен, произойдет срыв сцепления. Движущие колеса начнут скользить относительно пути в точке касания. При этом их угловая скорость  будет больше угловой скорости , соответствующей поступательной скорости v, а значение угловой скорости _ск колес по рельсам _ск. Начнется боксование колес, при котором происходит повышенный износ бандажей (или шин) и пути.

Если в режиме торможения тормозная сила превысит предельно допустимую силу сцепления, произойдет заклинивание колес. Тормозные колеса начнут скользить относительно пути в точке касания. Это явление называется юзом. При юзе резко уменьшается тормозная сила, т.к. она определяется коэффициентом трения качения между колесом и рельсом при скольжении их относительно друг друга. А коэффициент скольжения всегда меньше коэффициента сцепления. Юз – опасное явление для безопасности движения, т.к. во время юза увеличиваются время торможения и тормозной путь. Кроме того, во время юза при скольжении колес происходит сильное истирание бандажей колесных пар или шин троллейбуса.

Учащиеся должны уметь пользоваться законами сцепления:

а) наибольшая сила тяги подвижного состава не должна превышать предельной силы сцепления;

б) наибольшая тормозная сила подвижного состава не должна превосходить предельной силы сцепления;

в) если сила тяги подвижного состава или тормозная сила больше предельной силы сцепления, нормальное движение подвижного состава невозможно (в режиме тяги возникает боксование, в режиме торможения – юз).

На ПС, как правило, имеется несколько колесных пар. Коэффициент сцепления ПС  в целом всегда меньше коэффициента сцепления колеса _к. Это обусловлено причинами:

1. Неравенство силы тяги или тормозной силы отдельных осей вследствие неодинаковости диаметров движущих колес и электромеханических характеристик двигателей,

2. Разный вес, приходящийся на движущие и тормозные оси,

3. Загрязнение рельсов и бандажей колес (дорожного покрытия и шин).

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое боксование и юз?

2. Какие процессы возникают при взаимодействие колес с дорожным покрытием?

3. Что такое контактная площадка?

4. Что понимают под зоной скольжения?

5. Почему коэффициент сцепления является одним из основных факторов, влияющих на эксплуатационные и технико-экономические показатели электрического транспорта?