粘著係數

粘著係數是指有關計算機車粘著牽引力的係數。機車粘著牽引力與機車粘著重量之比。由於機車輪周牽引力為機車動輪與鋼軌間的靜摩擦力，因而粘著係數實質上屬於動輪與鋼軌間的最大靜摩擦係數。但兩者之間又不完全相同，因機車振動、輪對蛇行運動、輪對與軌兩非點接觸和各動輪輪徑的差異等原因，輪軌間實際上存在著微小滑動。影響粘著係數的因素很多，如機車類型、軸重、軸重轉移、輪箍與鋼軌的材料以及它們的表面狀態等。粘著係數的變化範圍相當大，在乾燥清潔的鋼軌面上撒上一薄層細砂，牯著係數可高達0.6，而軌面不清潔且潮濕時，粘著係數僅0.15，甚至更小。粘著係數數值通過大量試驗來確定。

基本介紹

• 中文名：粘著係數
• 外文名：Adhesion coefficient
• 定義：踏面和鋼軌接觸面間的摩擦阻力
• 實質：最大輪周牽引力與粘著重量的比值

簡介

機車牽引車列運行時，動輪作用於鋼軌的力在任何情況下至多只能等於而不能大於粘著力，否則動輪就會在鋼軌上空轉（打滑），使機車牽引力急劇下降甚至消失。在機車不空轉條件下，根據粘著係數確定的機車牽引力，稱為粘著牽引力。機車粘著重量是機車所有動輪作用於鋼軌的垂直重量之和。

關係式

粘著係數μ、粘著重量Pμ和粘著牽引力Fμ的關係如下：

Fμ=Pμ·μ

一定類型的機車具有的設計粘著重量是固定值。機車的粘著重量確定後，就由粘著係數決定粘著牽引力，從而決定與之匹配的原動機功率。

產生因素

粘著係數是機車動輪和鋼軌接觸點上的靜摩擦係數，即相對速度趨於零時的滑動摩擦係數。它同許多因素有關，主要的有：

動輪受力狀態

機車原動機傳給動輪的力越是均衡、穩定，粘著係數就越大。如電力機車和電力傳動柴油機車，每個牽引電動機的特性相同，分配的電流相等，粘著係數就大。蒸汽機車動輪上的曲拐銷處於軸心上下垂直位置時，動輪的扭矩最大；處於軸心前後水平位置時，扭矩最小。左右側曲拐銷相隔90度，在動輪旋轉一周中兩側曲拐銷受力之和呈波形變化，所以蒸汽機車的粘著係數小於電力機車和柴油機車。

動輪踏面和鋼軌表面的狀態

表面越是平整、乾燥，粘著係數就越大。如果表面不平、潮濕或有霜、雪、冰、水、油垢等，則粘著係數降低。向動輪和鋼軌間撒以小顆粒的乾砂，可以增大摩擦力、提高粘著係數。

動輪直徑和裝配

各動輪的直徑越一致，裝配越準確，粘著係數就越大。蒸汽機車各動輪的直徑不同，或者動輪軸與鋼軌平面的投影不成直角，都會使動輪在滾動中帶有空轉，降低粘著係數。

機車運行速度

粘著係數隨機車運行速度的提高而降低。機車在運行中，會產生衝擊、振動和蛇形運動，動輪在鋼軌上會發生縱向滑動和橫向滑動。而且鋼軌表面不平整，運行速度越高，這些現象越嚴重，軸重轉移也越大，重量減少的動輪會發生空轉，全機車的粘著係數會減小。

線路的曲線半徑

曲線半徑越小，粘著係數越低。機車在小半徑曲線線路上運行，受離心力和向心力的影響，動輪在鋼軌上產生橫向滑動。此外，動輪踏面有一定斜度（內方直徑大，外方直徑小），在小半徑曲線線路上，由於外軌有超高，當機車速度不夠高而偏靠內軌，則同一軸上左右兩動輪以直徑不同的滾動圓滾動，還有內外軌長度不同，造成一側動輪在滾動中帶有空轉，橫向滑動和空轉都降低粘著係數。通常用對比試驗的方法求出粘著係數的降低率。

係數固定

粘著係數由專門試驗確定，其計算公式一般歸納為與機車運行速度V成反比的形式。 根據不同機車類型的專門試驗結果確定的係數。試驗結果證明：粘著係數受隨機因素的影響，試驗點的離散度較大，但粘著係數的圖形基本上是一條隨運行速度提高而降低的帶狀面，稱為帶狀粘著區，通常採用這個粘著區的平均值作為計算標準，所以把它稱為計算粘著係數。為了簡化計算，不論運行速度高低，機車的計算粘著係數按機車類型不同，採用固定數值，如1/3或1/4等。

套用示例

雨雪天氣的粘著係數對機車安全性能有影響；

合理地選擇輪軌間粘著係數取值，從而使車輛處於較有利的粘著利用狀況；

粘著係數對輪軌磨損特性有影響。