Эффективность тормоза характеризуется величиной тормозного пути, который зависит от тормозной силы. Однако величина касательной тормозной силы колеса связана с силой сцепления колеса с рельсом зависимостью:

Зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления трамвайных вагонов - Часть 1

Где: BКп — тормозная сила колесной пары в кг;

GКп — вес, приходящийся на тормозную колесную пару, в т;

ψ — коэффициент сцепления.

Величина касательной тормозной силы определяется из уравнения равновесия сил, приложенных к тормозной колесной паре:

Зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления трамвайных вагонов - Часть 1

Где: BКт — касательная тормозная сила колесной пары;

WОб — сопротивление движению колесной пары от сил трения в осевых и моторно-осевых подшипниках в редукторе и механических потерь в тяговых двигателях.

Первый член правой части уравнения (21) во много раз больше второго, поэтому с некоторой погрешностью можно принять, что:

Зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления трамвайных вагонов - Часть 1

Где 2q — сила нажатия двух тормозных колодок, или

Зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления трамвайных вагонов - Часть 1

Следовательно, величина касательной тормозной силы BКт или тормозной силы колесной пары BКп не должна превосходить силу сцепления колеса с рельсом, в противном случае начнется явление юза (проскальзывание колеса или его заклинивание).

При возникновении юза тормозной эффект уменьшается вследствие того, что сила трения Т при скольжении между колесом и рельсом менее тормозной силы (коэффициент трения между колесом и рельсом φР менее коэффициента сцепления ψ):

Зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления трамвайных вагонов - Часть 1

В таком соотношении тормозной силы тормозной путь будет больше, чем при торможении с вращающимися колесами.

Движение колесной пары в режиме юза нежелательно не только по причине ослабления тормозного эффекта, но и образования на бандажах колес лысок, из-за которых при известных условиях вагон снимается с линии для ремонта бандажей.

Из уравнения (22) видно, что на эффективность торможения при неизменных q и GКп оказывают влияние φ и ψ.

Величина φ зависит как от материалов трущихся поверхностей (тормозной колодки и тормозного элемента: бандаж, диск, барабан), так и от скорости движения при торможении.

На рис. 69 изображена зависимость коэффициента трения колесно-колодочного тормоза от скорости (по опытам МЭИ).

Наибольшего значения (0,35) φК достигает при скоростях, близких к нулю, на сухих и чистых рельсах.

Величина φК заметно снижается на рельсах, покрытых маслом, которое при качении колеса попадает на колодки.