Введение
Термин в машиностроении, обозначающий величину сцепления. Области применения – транспортные средства.
В железнодорожной технике термин "тяговое усилие" описывает способность локомотива к тяге или толканию. Указанное значение тягового усилия для любого транспортного средства может быть теоретическим – то есть, рассчитанным на основе известных или предполагаемых механических характеристик – или получено в результате испытаний в контролируемых условиях. Данное обсуждение охватывает использование этого термина в механических приложениях, где конечным этапом системы передачи мощности являются одно или несколько колес, находящихся в трении с железнодорожным полотном.
Железнодорожные транспортные средства
Для того чтобы запустить поезд и разогнать его до заданной скорости, локомотив(ы) должны развить достаточную силу тяги, чтобы преодолеть сопротивление движению поезда, которое является комбинацией трения в осевых подшипниках, трения колес о рельсы (значительно большего на кривых участках пути, чем на прямых) и силы тяжести при движении в гору. После начала движения поезд будет испытывать дополнительное сопротивление при разгоне из-за аэродинамических сил, которые возрастают пропорционально квадрату скорости. Сопротивление может также возникать на скорости из-за бокового перемещения тележек (боги), что увеличивает силу трения между колесами и рельсами. Если разгон продолжается, поезд в конечном итоге достигнет скорости, при которой доступная сила тяги локомотива(ов) будет точно компенсировать общее сопротивление, прекращая ускорение. Эта максимальная скорость увеличится при движении под уклон за счет помощи силы тяжести и уменьшится при движении в гору из-за противодействия силы тяжести. Силу тяги можно теоретически рассчитать на основе механических характеристик локомотива (например, давления пара, веса и т. д.) или путем фактических испытаний с использованием датчиков усилия на тяговом дышле и динамометрического вагона. Мощность на рельсах – это железнодорожный термин, обозначающий доступную мощность для тяги, то есть мощность, используемую для приведения поезда в движение.
Значения и сравнения для паровозов
Притягательное усилие – это показатель, который часто используется при сравнении мощности паровозов, но он может ввести в заблуждение, поскольку притягательное усилие отражает способность тронуть поезд с места, а не способность тянуть его. Вероятно, самым высоким заявленным притягательным усилием обладал локомотив Virginian Railway 2-8-8-4 triplex, который в режиме простого расширения имел расчетное стартовое притягательное усилие 199 560 фунтов силы (887,7 кН), однако его котел не мог производить достаточно пара для движения со скоростью выше 5 миль в час (8 км/ч). Среди более успешных паровозов наибольшим номинальным стартовым притягательным усилием обладали локомотивы Virginian Railway AE класса 2-10-10-2, составлявшим 176 000 фунтов силы (783 кН) в режиме простого расширения (или 162 200 фунтов силы при расчете по обычной формуле). У локомотивов Union Pacific Big Boy стартовое притягательное усилие составляло 135 375 фунтов силы (602 кН); у локомотивов Norfolk & Western классов Y5, Y6, Y6a и Y6b типа 2-8-8-2 стартовое притягательное усилие составляло 152 206 фунтов силы (677 кН) в режиме простого расширения (впоследствии модифицированное до 170 000 фунтов силы (756 кН), по утверждению некоторых энтузиастов); а грузовой двухцилиндровый локомотив Pennsylvania Railroad Q2 достиг 114 860 фунтов силы (510,9 кН, включая бустер) – наивысшее значение для локомотива с жесткой рамой. Позднее двухцилиндровые пассажирские локомотивы обычно имели притягательное усилие от 40 000 до 80 000 фунтов силы (170–350 кН).