电车车轮发热主要有以下几方面原因:
机械摩擦
- 车轮与轨道间的摩擦:电车在运行过程中,车轮与轨道表面始终保持接触并产生摩擦。尤其是在启动、加速、制动和转弯时,这种摩擦力会显著增大。例如,当电车启动时,车轮需要克服静止状态与轨道之间的静摩擦力才能开始运动,这个过程中会产生大量的热量。
- 轴承处的摩擦:车轮的转动依靠轴承来支撑和减少阻力,但即使有良好的润滑,轴承内部的滚珠(或滚柱)与内外圈之间在高速旋转时仍会存在一定的摩擦。随着电车运行时间的增加和速度的提高,轴承处的摩擦生热会逐渐积累,导致车轮温度升高。
制动系统作用
- 摩擦制动:电车常用的制动方式是通过制动装置使闸瓦或制动夹钳压紧车轮或制动盘,利用摩擦力来降低车速。在制动过程中,动能会转化为热能,这些热量大部分会传递到车轮上,使车轮温度迅速上升。例如,当电车紧急制动时,制动装置与车轮之间的摩擦力会急剧增大,短时间内会产生大量热量,导致车轮表面温度明显升高。
- 电阻制动:这种制动方式是将电车的动能转化为电能,再通过电阻将电能转化为热能散发出去。虽然电阻制动主要是通过电阻器发热来消耗能量,但在整个制动过程中,车轮仍然会受到一定的制动力,从而产生一定的热量。
电机驱动发热
- 电车的动力来源于电机,电机在驱动车轮转动时,自身会产生热量。一部分热量会通过电机与车轮的连接部件传递到车轮上。而且,电机输出的扭矩通过传动装置传递到车轮时,传动过程中的能量损耗也会以热量的形式散发出来,进而使车轮温度升高。
环境因素
- 高温天气:在炎热的夏季,外界环境温度较高,车轮本身就处于一个高温的环境中。同时,由于热传递的作用,外界的热量会传递到车轮上,使得车轮的初始温度较高。在这种情况下,电车运行过程中产生的热量叠加环境热量,会导致车轮更容易发热且温度上升更快。
- 高湿度环境:在湿度较大的环境中,空气的导热性能会有所变化,不利于车轮热量的散发。车轮在运行过程中产生的热量不能及时有效地散发到周围环境中,就会在车轮上积聚,导致车轮温度升高。
其他因素
- 车轮材质和制造工艺:不同的车轮材质和制造工艺会影响车轮的散热性能和热容量。如果车轮材质的导热性能较差,或者制造过程中存在缺陷,可能会导致车轮在运行过程中产生的热量不能及时散发出去,从而使车轮发热。
- 负载过重:当电车搭载的乘客或货物过多,超过了设计负载时,车轮需要承受更大的压力。这会使车轮与轨道之间的摩擦力增大,同时轴承等部件的负荷也会增加,从而导致更多的热量产生,车轮更容易发热。