MPK News
Z pasją o komunikacji!

Jesień dla tramwajów nie jest dobrą porą roku. Spadające z drzew liście i obfite opady deszczu są przyczyną występowania częstych poślizgów, prowadzących nierzadko do zachodzenia niebezpiecznych zdarzeń: kolizji i wypadków.

 

Ruch, tarcie, przyczepność

Ruch pojazdów oparty jest na zjawisku przyczepności, polegającym na tym, że jeśli do ciała o przekroju kołowym przyłoży się jedną siłę pionową i drugą równoległą do płaszczyzny, na której ono spoczywa, to ciało będzie się toczyć po płaszczyźnie, nie zaś po niej ślizgać.

Badania wykazują, iż największą przyczepność stalowych kół z szynami można uzyskać, gdy obie powierzchnie są dokładnie wygładzone. Dochodzi wówczas do występowania nie tylko tarcia, ale też sił międzycząsteczkowych. Stąd wprowadzono współczynnik określający zależność siły nacisku i największej siły pociągowej, jaką może rozwijać koło napędzające – zwany współczynnikiem przyczepności. Jego wartość można określić ze wzoru:

gdzie:

 T – siła działająca na obwodzie koła [N],

 f – współczynnik przyczepności [-],

 G=mg – siła nacisku koła na tor [N], m – masa części pojazdu przypadająca na jedno koło oraz masa owego koła, g – przyspieszenie ziemskie.

 

Poślizg i sposób wyjścia z niego

W przypadku, gdy siła T (będąca skutkiem działania momentu napędowego przyłożonego do koła) wzrośnie tak, że przekroczy wartość iloczynu f*G, wystąpi tzw. poślizg koła. Jako że tarcie (od którego zależna jest przyczepność) między kołem a szyną zmniejsza się wraz ze wzrostem różnicy prędkości liniowej, wynikającej ze średnicy i prędkości kątowej koła oraz prędkości liniowej pojazdu, konieczne jest zredukowanie tej różnicy do poziomu poniżej granicznej wartości, tzw. prędkości poślizgu. Wtedy też przyczepność między kołem a szyną powróci.

 

Przyczepność a stan toru

Na wartość współczynnika przyczepności niebagatelny wpływ mają warunki atmosferyczne. Dla torów tramwajowych ułożonych w jezdni uśredniony współczynnik przyczepności (w funkcji szybkości ruchu - poniższy wykres) może przyjmować wartości (w granicach prędkości „tramwajowych”):

  • dla szyn mokrych: 0,15 ÷ 0,25,
  • dla szyn suchych: 0,25 ÷ 0,40.

Dla porównania - współczynnik przyczepności koła samochodowego:

  • do lodu - 0,1 ÷ 0,2,
  • do suchej nawierzchni - 0,7 ÷ 0,8,
  • w samochodach wyścigowych - powyżej 1.

Wartość współczynnika przyczepności f w funkcji prędkości v dla szyn suchych i mokrych

 

Mada

W okresie jesiennym tramwaje są szczególnie narażone na wpadanie w poślizg. Dzieje się tak ze względu na zaleganie na torowisku tzw. mady, a więc mieszaniny zgniłych liści, kurzu, błota i wody. Mada sprawia, że szyny stają się bardzo śliskie. W takich warunkach motorniczym trudniej ruszyć, a droga hamowania znacznie wydłuża się. Nietrudno wówczas o kolizje, zwłaszcza zaś o najechania i zderzenia boczne oraz potrącenia pieszych.

Pasażerowie jesienią częściej odczuwają dyskomfort w postaci liczniejszych szarpnięć (szarpnięcie tłumaczyć należy jako gwałtowną zmianę przyspieszenia i z punktu widzenia fizyki jest objawem zrywu – trzeciej pochodnej drogi po czasie) czy opóźnień spowodowanych większymi stratami czasowymi na rozpędzanie i hamowanie składu. Ci bardziej złośliwi będą mówić, że motorniczowie są w formie i wraz z nadejściem jesieni rozpoczynają okres wzmożonej częstotliwości stosowania „hamowania dzwonkiem” (gwałtowne hamowanie automatycznie uruchamia dzwonek).

Celem sztucznego zwiększenia przyczepności, szyny posypuje się doraźnie piaskiem z zamontowanych w tramwaju piasecznic, z których wysypuje się go cienkim strumieniem na szyny, tuż pod nadjeżdżające koła. Piasek na szynach nie jest jednak pożądany, gdyż utrudnia przepływ prądu między szyną a pojazdem.

(na podstawie: Podolski J., Kacprzak J., Mysłek J., Zasady trakcji elektrycznej, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1980)