Сильная сторона железнодорожного транспорта становится его слабостью

Наука и жизньHi-Tech

Победит ли ток песок?

Кандидат физико-математических наук Алексей Понятов

Песочница на паровозе, установленная на его цилиндрическом котле (слева от трубы). Видна идущая вниз трубка подачи песка.

Железное колесо легко, почти без сопротивления, катится по железному рельсу, и в этом одно из главных преимуществ железнодорожного транспорта. Но иногда из-за низкого трения ухудшается сцепление между колесом и рельсом, колесо начинает проскальзывать — возникает пробуксовка. В дождливую погоду и на крутых подъёмах пробуксовка колёс локомотивов происходит достаточно часто. Загрязнение рельсов опавшими листьями, машинным маслом, смазочными материалами тоже нередкая причина буксования. После начала пробуксовки коэффициент трения скольжения между колесом и рельсом резко падает, и самопроизвольно она прекратиться уже не может. При этом тяговое усилие локомотивов тоже падает. Так сильная сторона железнодорожного транспорта становится его слабостью.

Буксование колёс может приводить к повреждению двигателя и рельсов. На верхней поверхности рельса (головке) образуются пропилы и волны. Кроме того, от сильного трения металл разогревается, из-за чего под нагрузкой течёт в стороны. У паровозов пробуксовка колёс часто возникала из-за недостаточной нагрузки на ведущие колёса и, соответственно, небольшой силы трения. У современных локомотивов проблема частично решается за счёт значительно большей массы, но её нельзя чрезмерно наращивать из-за возможной порчи пути.

Песочница на современном локомотиве. Виден напорный патрубок, подающий песок под колесо.

С середины XIX века единственным средством борьбы с буксованием было мастерство машиниста в сочетании с подсыпанием песка под колёса для улучшения сцепления. На паровозе запас сухого песка хранился в так называемой песочнице — резервуаре, расположенном сверху на цилиндрической части котла. Под колёса песок выбрасывался через трубку с помощью сжатого воздуха или пара. В нужный момент машинист включал подачу песка краном, который располагался в его будке.

Как ни странно, но песок до сих пор остаётся одним из основных средств борьбы с пробуксовкой. Только теперь используют исключительно кварцевый песок и располагается он в боковых резервуарах локомотива. На участках железнодорожного пути с большим количеством крутых подъёмов при трогании с места и разгоне поездов на один километр пути подаётся 300—400 кубометров песка в год. В некоторых странах Европы используется смесь «сандит» на основе песка и антифриза.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Открыть в приложении