火车上没有方向盘,是怎么控制火车转弯的?车厢之间靠什么连接?

2023-12-31     微兔分享呀

原标题:火车上没有方向盘,是怎么控制火车转弯的?车厢之间靠什么连接?

曾几何时,火车作为国内远途旅行的首选交通方式,是许多上了年纪的人的童年回忆。随着国内民航行业的蓬勃发展,铁路一度成为了不受人们关注的一个出行方式。

好在高铁的出现彻底拯救了铁路客运,如今的新式高铁最高时速已经能够达到时速350千米,原本需要数个小时的路程可能只需要几十分钟就能够到达。

于是不但乘坐高铁,甚至与高铁相关的行业和工作都成为了人们追捧的对象。也有人提出了作为火车驾驶员,在没有方向控制设备的条件下,是如何转弯的相关问题。

那么在火车驾驶过程中,驾驶员是如何操控火车行驶的,涉及到的相关火车组件又有那些呢?

如何让火车转弯?

相信许多看过火车驾驶室的人们,会惊奇于其操纵设备的简约,几乎除了加速减速的操纵杆和刹车部件以外,并没有任何如方向盘一样控制方向的东西存在。

那么司机们是如何控制火车转弯的呢?答案是无法控制,火车是否拐弯主要取决于铁轨的铺设方向,换句话说只有铁轨才能决定火车是否转弯,与司机的意愿并无相关。

既然可以把火车看成是在铁轨上机械运动的部分,那么是否可以抛开火车司机,是否火车司机只是一个起到监督作用的角色呢?这样的说法也是不对的。

因为火车虽然并不需要人为控制方向,但却需要人为控制速度,而在大部分的情况下,控制速度也就相当于控制了火车转弯时的急缓,保证了火车不至于拐弯过急导致翻车。

总所周知火车的轮子部分并非如汽车一样是平面,反而更像是滑轮装置一样,在轮子的表面是带有凹陷的。这样的特征保证了轮子可以紧扣铁轨,避免了打滑等行驶危险的可能。

而且大部分的火车轮子是内大外小的形状,位于内部的轮缘将会卡在铁轨内侧,起到修正列车行驶姿态和角度的作用,也可以缓解列车在改变方向和速度后带来的离心力的冲击。

所以当火车司机控制了行驶速度时,也变相的控制了列车的转弯,这一切都和车轮的设计是分不开的。另外如果想要强行的改变一辆列车的行驶方向,则需要从铁轨上入手了。

在许多火车站点中,为了让经过的某些火车进入另一条轨道,需要借助“扳道岔”的力量。即人为的改变铁轨的方向,从而在根本上影响火车的行驶方向。

火车之所以成为上世纪大行其道的交通方式,是和其操作的简便性和对环境要求的宽松分不开的,而关系到火车的转向问题和车厢连接问题的,还有两个重要的相关部件。

火车关键部件

在每个车厢间的连接处,我们呢都会发现一个奇特的类似挂钩的装置存在,这个看起来平平无奇的装置被称为“詹式挂钩”,是火车行业中的一个具有决定意义的发明。

这里面的“詹式”听起来像是中国人的名字,其实它是来自于美国的一位铁路设计者。在他发明新式的连接火车车厢工具之前,火车之间使用的通常只是普通铁链。

可是铁链虽然制作简单,但却带有许多难以解决的弊端。首先无论使用怎样的铁链都相当于焊丝了一节车厢,车厢之间无法自由增减转接,在灵活性方面不能同日而语;

其次无论再牢固的铁链,都很容易受到环境等问题的影响而产生断裂等情况。而且由于制造工艺的原因,恐怕维修起来也是一件十分麻烦的事情,更换新的车厢同样麻烦;

最后也是最重要的一点,则是铁链的坚固程度已经赶不上人们对于铁路货运日益增长的重量需求了。这也是在使用铁链的年代,火车车厢包括载货量都有严格规定的原因。

出于一次在公园里,对一群手拉着手做游戏的孩子们的观察,这位美国的技术人员灵机一动,发明了一种酷似两只手紧握式的挂钩,这就是沿用至今的“詹式挂钩”。

其主要原理是当两个挂钩靠近之时,收到压力挤压的内部弹簧压缩导致钩面“握”在一起,从而引发后方的提销落下锁住紧密连接的状态。

在整个过程中,需要人工处理的可能只有检查两个挂钩是否对齐,而不需要操作具体的连接过程。只等到火车头部向后的撞击,后面的车厢就会一节一节的自动扣紧锁死了。

无论拉载多么沉重的货物,这种连接车厢的方式都会让火车以一个整体存在,不会因为某一个连接处不稳而导致后续车厢脱轨或影响火车的行驶安全。

当然如今在科学技术飞速发展的大背景下,这种曾经先进的连接方式也不在广泛使用于客运领域了。为了追求更加舒适的乘坐体验,高铁和动车大多采用电气连接等更新的方式。

而涉及到火车行驶安全和舒适度的另一个主要部件,则是火车的转向架,巧合的是这个部件同样是列车行驶重要的基础组件,且和火车的转弯也有着相当密切的联系。

通常在每一节的车厢底部,我们都可以看到除了车轮以外的巨大机械部件的身影,它就是转向架,有趣的是虽然承担了列车大部分的重量,却需要尽量不和车体相连接。

可以说无论是正常行驶,还是在列车转弯,减速,甚至制动的时候,转向架都起到了决定性的作用,说它是列车运行中不为人知的“无名英雄”也不为过。

转向架的国产之路

早期的转向架大多采用链条传动的方式,虽然成本更低但是由于自身特点和技术的缺陷,无论是平稳性还是安全性,都无法同如今的齿轮传动机制相比。

一列火车的载重量和行驶速度,往往取决于多个方面的指标,其中转向架的结构和质量就是其中一个重要的衡量标准。

为了顺利过弯,转向架中的下心盘会作为圆心,带动结合在一起的列车底架上的上心盘进行转动。目前我国的铁路运输货车,主要包括导框式侧架转向架等结构模式。

而最常用的货车使用转向架则是国产的“8A”型,这种转向架的问题在于,由于摇枕和侧架通过摇枕弹簧,与摩擦减震装置相连接,而转向架自身的抗凌刚度远远不够。

这就导致了列车的时速还没达到百公里每小时,就会产生蛇行失去稳定的问题发生,更不用说如果搭载的货物较多,相关的安全速度还会进一步降低。

为了提高货车的运行速度,提高转向架的结构和装置特质也就成为了重中之重,其中尤其以我国自研的转向架开发为最优先级。

当然在转向架的方面,国外的一些厂家的产品可以轻易解决我们的需求,而且价格也在可以接受的程度。可是关于工业制品是早还是买的问题,相信大家心中早已有了答案。

一旦放弃我国的国产产品研究,市场就完全掌握在了外人的手中,除了必须忍受年复一年的价格上涨外,突然的断供也会导致我国产业的崩溃。

早在二十世纪五十年代,我国自行设计的转向架都投入使用,并且为工业发展提供了巨大的助力,当然因为设计陈旧目前当时的型号大多已经淘汰。

我国研制的“U型结构”转向架问世于约五十年前,和前代产品相比,由于采用了U型框架,独特的轴箱定位装置和吊挂式闸瓦基础制动装置等等,其可靠性和平稳性都有了提高。

1993年,在原有的U型转向架基础上加装了中央悬挂式油压减震器,并在两端携带了弹性纵向牵引拉杆,在列车的行驶速度和乘坐舒适度方面,取得了巨大的突破。

本世纪初我国第一台无摇枕转向架成功问世,其采用了钢板拼焊,横梁使用无缝钢管连通侧梁,用空气弹簧悬挂代替摇枕式设计,且在其中包含抗蛇行油压减震器等部件。

这个产品的出现,标志着我国的国产转向架进入了一个新的阶段,或许在技术层面同世界现金领域仍有差距,但毫无疑问这个差距正在一天天的变小。

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/eacfc2e99c643daebbd477f54ffceb83.html