Закон сцепления

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 PK паровоза, имеющего, например, пять сцепных колёсных пар, равен 100 т, то на каждую колёсную пару (при равномерном распределении нагрузки) приходится 20 т (20000 кг). Значит, сила тяги одной колёсной пары будет равна 20:4 = 5 т (5000 кг), а сила тяги FK пяти колёсных пар — 25 т (25000 кг).

Из сказанного можно сделать такой вывод: если наибольшую силу тяги FK разделить на сцепной вес PK паровоза, то получим число, которое называется коэффициентом сцепления (обозначается φ). Например, в нашем случае коэффициент сцепления равен:

φK = 25000:100000 = 0.25.

Иными словами, коэффициентом сцепления называется отношение наибольшей силы тяги паровоза при отсутствии боксования к сцепному весу паровоза.