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为什么列车不用方向盘也能转弯

小涛涛 2015-05-01 09:23:20 手机版

  现在科技发达,人们出行的交通工具越来越多,速度越来越快,列出成为了人们主要的叫交通工具之一,细心的朋友们就会发现,列车的车头并没有安装方向盘,那么列车是怎样进行转弯等动作呢?其实,这是由于列车的设计原理以及运动方式所有关联的。

  为什么列车不用方向盘也能转弯?

  首先,列车的左右两个轮子是和轮轴固定在一起的,也就是说,两个轮子滚动的距离是相等的。然而,一个不容忽视的问题就摆在我们面前:弯道处的钢轨是呈弧形的,两根钢轨的长短是不一样的,内侧钢轨的长度要比外侧钢轨的短,怎么办?为了解决这个问题,技术人员将车轮与钢轨接触的一面——踏面设计成有一定坡度的斜面。这样,车轮的直径就从外向内逐渐变大。当列车在直道上行驶时,两个车轮都是踏面中部与钢轨接触,当列车进入弯道时,内侧车轮在踏面外侧与内侧较短钢轨接触,外侧车轮在踏面内侧与外侧较长钢轨接触,这样一来,两个车轮就变得“步伐一致”,列车就能平安拐弯了。

  其次,列车转弯时还得依靠一种叫作转向架的装置,因为转向架不仅是连接车轮和车厢不可缺少的“桥梁”,而且还能使车厢不受转弯的影响。通常,一节车厢是架设在两个转向架上面的,而一个转向架则装有两组轮对,当列车转弯时,车厢的中心线就会偏离轨道中心线,这将会使得列车不能圆滑地通过弯道。此时,装在转向架上的一个石磨状“心盘”就起了很大的作用,心盘能使转向架相对于车厢作自由转动,这就像大吊车无需转动下部车体,其驾驶室连同长吊臂一起可以自由转动一样。

  此外,当列车通过弯道时会产生一种离心力,它将严重威胁列车的行驶安全。为此,在设计弯道时,设计师会根据弯道的曲线半径和列车速度的快慢,来抬高外侧钢轨,使内侧钢轨高度低于外侧钢轨高度,从而列车通过弯道时会产生一个向心力,用来抵消弯道引起的离心力,在线路曲线半径、列车通过速度和轨道倾斜度这三者达到协调的情况下,列车就能安全、高效、平稳地转弯了。