Ferrocarril de adherencia
Un ferrocarril de adherencia se basa en la tracción de adherencia para mover el tren. La tracción por adherencia es la fricción entre las ruedas motrices y el riel de acero. [1] El término "ferrocarril de adhesión" se utiliza únicamente cuando es necesario distinguir los ferrocarriles de adhesión de los que se mueven por otros medios, como una locomotora estacionaria que tira de un cable unido a los vagones o los ferrocarriles que se mueven mediante un piñón. engranando con un estante .
La fricción entre las ruedas y los rieles ocurre en la interfaz rueda-riel o parche de contacto. La fuerza de tracción, las fuerzas de frenado y las fuerzas de centrado contribuyen todas a un funcionamiento estable. Sin embargo, la fricción de funcionamiento aumenta los costos al requerir un mayor consumo de combustible y al aumentar el mantenimiento necesario para abordar el daño por fatiga (material) , el desgaste en las cabezas de los rieles y en las llantas de las ruedas y el movimiento de los rieles debido a las fuerzas de tracción y frenado.
La tracción o la fricción se reducen cuando la parte superior del riel está mojada o helada o contaminada con grasa, aceite u hojas en descomposición que se compactan en una capa de lignina dura y resbaladiza. La contaminación de las hojas se puede eliminar aplicando " Sandite " (una mezcla de gel y arena) de los trenes de mantenimiento, usando depuradores y chorros de agua, y se puede reducir con el manejo a largo plazo de la vegetación junto a las vías. Las locomotoras y los tranvías utilizan arena para mejorar la tracción cuando las ruedas motrices empiezan a patinar.
La adherencia es causada por la fricción , con la fuerza tangencial máxima producida por una rueda motriz antes del deslizamiento dada por:
Por lo general, la fuerza necesaria para comenzar a deslizar es mayor que la necesaria para continuar deslizándose. El primero se refiere a la fricción estática (también conocida como "fricción estática " [ 3] ) o "fricción límite", mientras que el segundo es la fricción dinámica, también llamada "fricción deslizante".
Para acero sobre acero, el coeficiente de fricción puede ser tan alto como 0,78, en condiciones de laboratorio, pero normalmente en los ferrocarriles está entre 0,35 y 0,5, [4] mientras que en condiciones extremas puede caer hasta 0,05. Por lo tanto, una locomotora de 100 toneladas podría tener un esfuerzo de tracción de 350 kilonewtons, en las condiciones ideales (suponiendo que el motor pueda producir suficiente fuerza), cayendo a 50 kilonewtons en las peores condiciones.
