Как поворачивает поезд, если колёсные пары монолитны
Объясняем, как вагоны проходят повороты, хотя колёса у них не поворачиваются
Как известно, железнодорожный путь состоит из двух параллельных рельсов, закреплённых уложенными перпендикулярно шпалами. Он направляет гребень железнодорожного колеса, сохраняя направление движения вагона без дополнительного трения. Вагонная тележка — это основной элемент ходовой части вагона, представляющий собой поворотное устройство, на которое опирается кузов вагона.
Основное преимущество вагонной тележки — малая колёсная база, что обеспечивает вписывание в кривые малого радиуса. Её узлами являются рама, колёсные пары, буксы, рессоры и тормозные колодки. Наибольшее распространение получили двухосные тележки — как наиболее простые. Встречаются и трёхосные тележки, отличающиеся более сложной конструкцией рамы.
Колёсная пара представляет собой пару колёс, жёстко посаженных на ось и вращающихся вместе с ней как единое целое. Колесные пары вагонов монолитны, однако в повороте внешнее колесо всегда проходит больший путь, чем внутреннее. Именно поэтому поверхность качения делают конической — в поворотах колёсные пары по инерции смещаются к внешнему рельсу и колесо катится по нему той зоной, где его радиус больше.
За счёт этого и происходит поворот вагона. На резких закруглениях радиусом менее 500 метров удержать колёсную пару на рельсах позволяет реборда — гребень на внутреннем радиусе колеса. Колёсная пара при этом направляется силами, возникающими в результате контакта внутренней боковой поверхности рельса и гребнем наружного колеса.
Кроме того, профиль колеса не цилиндрический, а конический — радиус обода колеса с внешней стороны меньше, чем с внутренней. Учитывая профиль рельса, это позволяет колёсной паре сдвигаться от центра пути наружу поворота. Чтобы колёсные пары смещались плавно, кривизна пути увеличивается и уменьшается постепенно. В поворотах, которые поезд проходит быстро, внутренний рельс кладут ниже внешнего.
