Паровозыжелезнодорожный транспорт

Все современные паровозы оборудованы песочницами, из которых песок подаётся на рельсы сжатым воздухом. Песок хорошего качества (сухой хорошо просеянный, кварцевый песок) обладает замечательным свойством увеличивать коэффициент сцепления движущих колёс с рельсами, когда в этом есть необходимость. По образному выражению некоторых машинистов песочница является вторым регулятором на паровозе. Во-время включить песочницу — это значит предупредить (но не прекратить!) боксование колёсных пар подсыпкой песка на рельсы (фиг. 132) и реализовать повышенный коэффициент сцепления, т. е. увеличить силу тяги по сцеплению. Во-время выключить — это значит предотвратить возрастание сопротивления движению паровоза и вагонов, потому что чрезмерное подсыпание песка на рельсы, помимо непроизводительного расхода его, затрудняет перекатывание колёс по рельсам. Общих правил по применению песка привести нельзя; опытный машинист, приводя в действие песочницу, всегда учитывает вес состава, скорость поезда, крутизну подъёма, радиус кривой, состояние поверхности рельсов (влажные, сухие). Искусный механик знает, что перед началом боксования из-за проскальзывания движущих колёсных пар паровоз слегка вздрагивает. Уловив этот момент, он включает песочницу, убавляя или прибавляя поступление песка на рельсы под движущие колёсные пары. Успех подобного способа улучшения коэффициента сцепления зависит не только от умения машиниста управлять паровозом, но и в большей степени от надёжности действия песочницы. Поэтому паровозная бригада должна тщательно следить за исправностью песочницы. Правила технической эксплуатации запрещают выпускать паровозы, у которых имеются неисправные или не снабжённые песком песочницы. Применение песка особенно необходимо при трогании поезда с места и при движении по затяжному (длинному) подъёму, когда сопротивление движению значительно возрастает. При трогании поезда с места наиболее эффективна подача песка одновременно под все движущие колёса паровоза. При установившемся движении поезда на площадках и подъёмах песок подаётся, как правило, под колёса первой сцепной оси или бегунка. Проходя по песку, колёса бегунка размельчают его, благодаря чему достигается лучшее сцепление движущих колёс с рельсами.

Сцепление колёс с рельсами не позволяет колёсам вращаться на одном месте (боксовать). Пока усилие пара на поршень соответствует максимальной силе сцепления, колёса будут катиться’по рельсам и перемещать паровоз. Но едва лишь оно превысит максимальную силу сцепления, как колёса начнут проскальзывать или будут вращаться на одном месте (боксовать). В этом случае движение паровоза вперёд может прекратиться. Поэтому сила тяги по машине не должна быть больше силы тяги по сцеплению. Конструкторы в своих расчётах всегда стремятся максимально использовать сцепление колёс с рельсами. Чем оно больше, тем больше сила тяги паровоза. Между силой тяги паровоза и сцепным весом установлена определённая зависимость. В момент трогания паровоза (т. е когда скорость его близка нулю) сила тяги (сила сцепления) каждой колёсной пары будет примерно в четыре раза меньше той нагрузки, которую колёсная пара передаёт на рельс. Если сцепной вес Рк паровоза, имеющего, например, пять сцепных колёсных пар, равен 100 т, то на каждую колёсную пару (при равномерном распределении нагрузки) приходится 20 т (20 000 кг). Значит, сила тяги одной колёсной пары будет равна 20:4 = 5/п(5 000 кг), а сила тяги FK пяти колёсных пар — 2Щт (25 000 кг). Из сказанного можно сделать такой вывод: если наибольшую-силу тяги FK разделить на сцепной вес Рк паровоза, то получим число, которое называется коэффициентом сцепления (обозначается фк). Например, в нашем случае коэффициент сцепле* ния равен фя =25 000: 100 000 = 0,25. Иными словами, коэффициентом сцепления называется отношение наибольшей силь1 тяги паровоза при отсутствии боксования к сцепному весу паровоза. Вес паровоза можно считать величиной постоянной. Значит сила тяги зависит от коэффициента сцепления. Чем больше коэффициент сцепления, тем лучше используется сцепной вес паровоза, тем большую силу тяги он может развить. На практике величина коэффициента сцепления колеблется в широких пределах и главным образом зависит от состояния и степени износа поверхностей рельсов и бандажей, искусства машиниста управлять паровозом, скорости его движения и т. д. Из всех возможных значений коэффициента сцепления в расчётах принимается то его значение, которое позволяет реализовать наибольшую силу тяги. Итак, сила тяги паровоза не может быть больше силы сцепления движущих колёс с рельсами. Таков закон сцепления — важнейший закон движения локомотива. Большая сила тяги позволяет возить более тяжёлые поезда. Так, например, если при коэффициенте сцепления 0,24 паровоз может вести состав весом 3 000 т, то при коэффициенте сцепления 0,25 паровоз способен вести состав весом 3 125 т, т. е. на 125 т больше. Иначе говоря, даже незначительное (на одну сотую) повышение коэффициента сцепления позволяет значительно повысить вес состава. Что может дать повышение коэффициента сцепления? Предположим, что по однопутной линии пропускается 24 пары грузовых поездов. Следовательно, в нашем примере, в первом случае по линии может быть за сутки перевезено грузов 24 • 3 000 = = 72 000 т брутто, а во втором случае 24-3 125 = 75000 т, т. е. на 3 800 т брутто больше в каждом направлении. Иными словами, только за счёт повышения коэффициента сцепления пропускная способность линии может быть увеличена более чем на один поезд. Большинство машинистов наших железных дорог водит поезда, вес которых на 15—20% превышает нормы, а машинисты, в совершенстве владеющие искусством скоростного вождения тяжеловесных поездов, водят поезда полуторного и даже двойного веса. В 1954 г. по сети железных дорог прошло более 2 млн. тяжеловесных поездов, в которых перевезено сверх нормы свыше 700 млн. т грузов, а за первое полугодие 1955 г. около 400 млн. т. Передовые машинисты-тяжеловесники на деле доказали возможность значительного увеличения коэффициента сцепления. Они постоянно вносят существенные поправки в технические нормы веса и скорости поездов, утверждая новые, прогрессивные нормы, и тем самым способствуют более эффективному использованию мощности паровозов.