Тормозные системы поездов

Коэффициент сцепления колес с рельсами представляет частное от деления силы сцепления на вертикальную нагрузку от колесной пары на рельсы. Различают коэффициенты сцепления колесных пар при тяге и торможении.

Безъюзовое торможение проверяют по условиям статического равновесия колесной пары. Динамические факторы (переменная под влиянием колебаний вертикальная нагрузка от колесной пары на рельсы, силы инерции вращающихся масс) учитываются в значении ?, определяемом экспериментально.

Принятые  расчетные значения  коэффициентов  сцепления определяют максимальную эффективность тормозной системы. При заниженном значении расчетного коэффициента сцепления колес с рельсами уменьшается вероятность появления тормозных дефектов на поверхности катания колес, однако удлиняется тормозной путь; при более высоких значениях расчетного коэффициента сцепления тормозной путь сокращается ценой большей вероятности повреждения колес наварами, выщербинами, ползунами.

Физический коэффициент сцепления колес с рельсами колеблется в больших пределах (0,04—0,30) и зависит прежде всего от загрязненности рельсов, а также погодных условий, скорости движения, нагрузки от колесной пары на рельсы, износов подвижного состава и пути, динамических  свойств  рессорного  подвешивания   и  др.

Наиболее неблагоприятные условия сцепления — на участках пути, загрязненных буксовой смазкой, перевозимыми нефтепродуктами, торфяной пылью. Сильно ухудшается сцепление колес с рельсами при появлении на рельсах росы, изморози, при начавшемся дожде, когда рельсы еще не промыты. В этих случаях необходимо так выбирать начало торможения, чтобы ограничиваться только первой ступенью. После полного перевода грузовых вагонов на роликовые подшипники условия сцепления колес с рельсами улучшатся и коэффициент сцепления повысится.

Повышенная тормозная эффективность высокоскоростного подвижного состава реализуется с применением противоюзных устройств. Современные противоюзные устройства с быстродействующими электронными схемами не только предотвращают повреждение колес, но и несколько повышают коэффициент сцепления на загрязненных участках пути за счет вращения колес с повышенным (до 10—15%) проскальзыванием относительно рельсов.

В режимах тяги и электрического торможения расчетные коэффициенты сцепления в 2—2,5 раза выше, чем при фрикционном торможении. Эта разница объясняется тем, что нарушение сцепления колеса с рельсом при фрикционном торможении (без противоюзного устройства) — явление аварийное, в ряде случаев с серьезными последствиями. Поэтому принимаются соответствующие запасы, делающие маловероятным такое явление. При тяге и электрическом торможении может быть допущена большая вероятность нарушения сцепления колес с рельсами. Кроме того, на тяговом подвижном составе более эффективно воздействие песочницы на повышение сцепления колес с рельсами.