Зависимость силы тяги от скорости

Существует два режима движения локомотива, при которых сила тяги зависит от скорости различным образом. При движении со сравнительно небольшой скоростью, вплоть до так называемой критической скорости, запас мощности двигателей достаточен для создания предельной силы тяги. Сила тяги в этом режиме ограничена только потерей сцепления колеса с рельсом. Результаты экспериментальных измерений свидетельствуют о том, что предельная сила тяги сильно зависит от состояния материала, качества обработки и износа рельсов и колес, от погоды и еще большого числа факторов. Однако тенденция уменьшения предельной силы тяги с ростом скорости существует (рис. 3.3). Причиной этого может быть уменьшение времени процесса пластической деформации микробугорков в пятнах контакта при увеличении скорости движения. Поэтому число межмолекулярных связей между металлом колеса и рельса с ростом скорости тоже уменьшается, и это приводит к уменьшению силы тяги.

При движении со скоростью выше критической мощность двигателей достигает номинального значения и уже недостаточна для поддержания предельной силы тяги. По формуле мощности сила тяги уменьшается обратно пропорционально скорости:

. (3.3)

(Это похоже на уменьшение силы отталкивания бегуна от беговой дорожки по мере увеличения его скорости.)

Значение критической скорости V_кр можно определить, приравняв предельные значения силы тяги по сцеплению и по мощности (3.3) друг к другу

. (3.4)