В 1814 году английский инженер Джордж Стивенсон построил первый паровоз для работы на железной дороге.
Он революционно отличался от предыдущих паровых автомобилей: для тяги использовались стальные колеса с ребордами/гребнями.
Так двести лет назад гребневые стальные колеса стали стандартом для железнодорожных перевозок по всему миру.
Trackmobile следует этому стандарту по тем же причинам, что и все железные дороги
- Стальные колеса более долговечны, чем резина или полиуретан
- Коэффициент сцепления стальных колес на стальных рельсах более стабилен, чем сцепление резиновых или полиуретановых колес в широком диапазоне условий движения (снег, лед, дождь, загрязнения)
- Стальные колеса имеют гораздо меньшее сопротивление качению, чем резиновые или полиуретановые шины
- На стальные колеса не влияют элементы конструкций рельсового пути: стрелочные переводы, стыки, контррельсы, различные плиты, уголки на железнодорожных переездах
- Стальные колеса не могут «сдуться», а резиновые шины легко выводятся из строя при проколе
- Стальные колеса всегда сохраняют одинаковое
пятно контакта с рельсом, а резиновые пневматические шины (обычной шириной 250 до 300 мм) деформируются на 75 мм головки рельса
Проблема деформации шин на рельсах чрезвычайно важна. Конструктивно стандартные
шины созданы для передачи нагрузки всей
шириной протектора на плоскость поверхности качения. Когда пневматические резиновые шины устанавливают на головку рельса, четвертая часть веса транспортного средства плюс нагрузка, передающаяся от прицепленных вагонов сосредотачиваются только на малой части (до 75 мм) ширины протектора. На фотографии показано, как шина деформируется под весом
транспортного средства 19 тонн. Деформация
вызывает повышенные нагрузки на боковины шины и внутреннюю структуру (корд), на которые не рассчитана шина в обычных условиях.
Кроме того, при том, что резина хорошо держит сжимающие нагрузки, она не обладает хорошей стойкостью к сдвигу. На рельсах, при транспортировке тяжелых железнодорожных составов, шины подвергаются сжатию от массы транспортного средства, и одновременно сдвигу от крутящего момента, передающего тяговое усилие на рельс. Продольное усилие сдвига плюс сила сжатия плюс трение между шиной и рельсом быстро нагревают часть протектора до точки разрушения резины.
Клиенты, использующие машины с приводными колесами на пневматических резиновых шинах сообщают, что «срок жизни» шин намного короче, чем ожидалось и составляет от 1 до 6 месяцев (за исключением нескольких машин с низким коэффициентом использования). В среднем клиенты вынуждены менять комплекты шин 3 – 4 раза в год.
Машина на резиновых шинах использует дополнительные опорные катки/ролики для удерживания ее в рельсовой колее. При этом до 25% веса машины используется для прижимания этих опорных катков к рельсам. Инженерам приходится решать две противоречивые задачи:
- для увеличения сцепного веса и тяговых возможностей машины надо передавать как можно больше веса на тяговые резиновые колеса
- а для предотвращения сходов железнодорожного состава с рельсов надо как можно сильнее прижимать опорные катки к рельсам, то есть передавать на них больше веса
В результате это противоречие заложенное в конструкцию машины приводит к снижению безопасности движения.
По этим причинам технологии стальных колес всегда имеют преимущества над резиной при серьезной железнодорожной работе.