1. XenForo 1.5.14 中文版——支持中文搜索!现已发布!查看详情
  2. Xenforo 爱好者讨论群:215909318 XenForo专区

以后再有人问火车是怎样转弯的,拿这篇丢给他看

本帖由 漂亮的石头2015-09-06 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

    注册:
    2012-02-10
    帖子:
    486,320
    赞:
    46
    [​IMG]
    火车是怎么样转弯的?

    [​IMG] 王兆洋,骑行爱好者/拉力赛死忠/铁路机务与车务

    下面是另一个问题中已有的回答:

    火车在转弯时轮子是如何协调的? - 火车头

    最高票答案 @CRH380AL 的回答已经很详细了,下面答案的中心思想基本与之相同,只在细微处稍有差别。

    楼上有人说的是火车是怎样变轨的问题,而不是怎样转弯的问题。以下仅讨论怎样转弯的问题。

    A 轮轨关系

    首先咱要看看轮轨之间是怎样接触的:

    [​IMG]

    车轮内侧有突出的轮缘(Flange),简单理解,就是在弯道上,轮缘和钢轨起到一种引导作用,引导轮对通过曲线。

    但实际上,大多数情况下,是根本用不到轮缘的。

    原因就是车轮踏面并不是水平的,而是有一个倾斜,轮对外侧车轮半径小,内测半径大。这样,在曲线上,轮对由于惯性向外侧(下图中左侧)移动,会导致外侧轮轨接触点(Contact Point)处车轮半径较大,内侧半径较小,这样由于两侧车轮的半径差,就可以使轮对完成转向了。

    [​IMG]

    以上两张图片来源 Hay, W., Railroad Engineering - Second Edition, Chapter 28, Track-Train Dynamics,严禁用于商业用途。

    B 曲线加宽与外轨加高

    但是,对于多轴转向架(最常见的是双轴)来说,因为轮对之间不能相对转动,只能永远保持平行,所以在小半径曲线上要相应地设置轨距加宽,如下图。三轴或者以上转向架不擅长通过曲线也是这个原因。

    [​IMG]

    以上图片为个人绘制,严禁用于商业用途。

    此外,为了避免轮缘提供全部的向心力(否则可能造成轮轨的过度磨损甚至安全问题),在曲线上还会设置外轨加高。盗取 @hat600 的图片一张,原问题高速列车行驶时为什么有时是斜的? - 高铁,图片来源人民教育出版社《普通高中课程标准实验教科书 物理 2 必修》,严禁用于商业用途。

    [​IMG]

    C 转向架与车体的关系

    一台铁路车辆往往有两个甚至多个转向架,转向架转过去了,并不意味着车体转过去了。转向架的结构大概是这样的:

    [​IMG]

    图片来源:Bogie - 维基百科 Bogie,严禁用于商业用途。

    标有“Center Plate”的部件就是“下心盘”,相应地车体上有一个部件叫做“上心盘”,上下心盘之间通过“中心销”链接,上下心盘之间可以相互旋转。因此,一台铁路车辆在通过曲线时,实际上这这样子的:

    [​IMG]

    图片来源:转向架 - 维基百科,严禁用于商业用途。

    D 结论

    至此,从轮对怎样通过曲线,到转向架怎样通过曲线,到铁路车辆怎样通过曲线,都全乎了,为什么外轨要加高这一高中知识也补充完毕了。以后再有人问类似的问题,就拿这篇回答应付了~

    查看知乎原文
     
正在加载...