解密你不知道的火车
? ?火車,承載異地戀者無盡情懷的東西,看過日出,穿過高山,跨過大江,各色人物在此相遇離別,匆匆上車,開心交流分享,卻在下一站說再見;火車站,各種人生上演,人生重逢,相擁喜悅,激動落淚,相互寒暄;親人離別,叮嚀囑咐,相互擁抱,默默目送;情侶多日不見相擁親吻,幸福快樂,離別依依不舍,撒嬌委屈,一定要等到最后一分鐘再上車。承載太多太多人生,讓我對這樣一件發明充滿好奇,今天我就把之前腦子里冒出的一些問題整理一下答案分享給大家,幾部分內容來自于網友及朋友圈,感謝大家的積極回答。
1、軟硬臥的區別?
? ?軟臥有門,硬臥沒有,軟臥兩層四個人,硬臥三層六個人,軟臥比硬臥貴。
2、火車上的水是哪里來的?排泄物是如何處理的?
? ?火車上的水是列車在停站時一些車站的加水口加的水,水質和加水車站當地的自來水基本一致。
? ?是將大小便直接排放到路基上,我們為什么看不到哪些排泄物,因為在列車高速行駛產生的急速氣流壓力作用下,不管是便便還是衛生紙,都被強力分解拋散到鐵路兩邊的路基上,甚至被分解成及其細微的氣霧狀顆粒,彌散在空氣中,與大自然融為一體。但是當火車快要進站速度變慢后,列車員就會把廁所鎖起來禁止使用,因為此時行駛產生的氣流壓力已經抵不過重力,排泄物直接落入軌道,站臺就臭氣熏天變成大型化糞池了。這種“直排式”廁所的缺點是顯而易見的,污染環境不說,還有可能成為疾病傳染源,對鐵路養護人員及附近居民的健康造成影響。所以一種更先進的“集便式”廁所很早就在日本、美國和歐洲一些國家開始研發和使用。簡單來說,“集便式”廁所就是利用巨大的真空吸力,將糞便和氣味抽吸進車廂底部的“糞箱”中。車到終點,再由卸污系統抽送運走。我國大約是從2000年以后開始逐步對列車上的廁所進行改造,目前所有的動車組、高鐵,大部分Z字頭列車(直達列車)采用的25T型列車,少部分25G型列車(俗稱“紅皮車”),已經運行在環境保護要求高的沿線列車(如青藏鐵路)均使用真空集便器,實現了非直排。但是由于“真空集便式”廁所里經常會被旅客扔進雜物,堵塞抽便器,因此鐵路部門還誕生了一個新的工種:“集便專修工”。
3、火車上面看起來像電線樣的東西是干嘛用的?
是給火車供電的電線,鐵路行語接觸網,電壓為2.75萬伏,只有電力機車才能用上,在電力機車頂上有兩個受電弓(機車上部可升降的架子)
(看起來很酷的樣子哦)
一般只用運行方向靠后面的一個(火車車廂是沒有這個接觸設備的)。
(有電我阿三還能活?威武!)
電力機車把這個電引入機車后利用劈相機把它分成三相電這樣電力機車內的三項電動機才能工作、牽引。它的零線就是軌道,通過火車輪子傳遞給到電動機。 還有一點就是在電氣化鐵路沿線有好多的供電站,每一個供電站負責一段鐵路的電力,在兩個供電站供電交接的地方,接觸網就要采取斷路的方法,把兩段不同電站的電斷開,這就是在電氣化鐵路旁每隔一段看見的斷合牌子,斷表示即將進入另一供電區段,要求機車斷電,合就表示已經進入了另一個供電區段,機車可以合閘了。這里也就可以解釋“火車上的電力系統如何實現”這個問題了。
4、火車鐵軌看起來很光滑,為什么有這么大的摩擦力?
? ?火車的車輪與鐵軌之間的摩擦是靜摩擦,因為火車要前進就一定要有讓它向前的動力,而除了車軌外沒有什么可以給它了!所以他們之間的摩擦力一定是靜摩擦(在所有的摩擦中只有靜摩擦可以是動力),就跟我們騎自行車一個意思,這個在初中物理中好像有提到。
? ?根據牛頓第二定律F=u*N;輪軌之間的摩擦系數u并不算大,只是因為火車重力特別大,N特別大,所以看起來f就很大了。即使如此,在啟動加速的階段,這點摩擦力用于加速仍然是很費勁的,所以誰也沒經歷過在火車上有強烈的"推背感"。(網友:我親眼見過好幾回機車車輪在鐵軌上打滑打得火花四濺的場景呢~還有以前蒸汽機車時代,火車要爬稍微大一點的坡度路段的時候,會在機車一個特殊的沙箱里面裝沙子,在路上一路撒下來,用以增加輪軌之間的摩擦力喲~)
5、火車是如何驅動的?
? ?現代的火車動力基本有兩種,一是內燃機車,另一種是電力機車,蒸汽機車基本全部淘汰了。
? ?內燃機車:內燃機車(diesel locomotive)以內燃機作為原動力,通過傳動裝置驅動車輪的機車。根據機車上內燃機的種類,可分為柴油機車和燃氣輪機車。由于燃氣輪機車的效率低于柴油機車以及耐高溫材料成本高、噪聲大等原因,所以其發展落后于柴油機車。在中國,內燃機車的概念習慣上指的是柴油機。 分類 按用途可分客運、貨運、調車內燃機車。接走行部形式分為車架式和轉向架式內燃車。 按傳動方式分為機械傳動、液力傳動、電力傳動內燃機車。現代機車多采用電力和液力傳動。電力傳動又可分為直流電力傳動和交—直流電力傳動和交—直—交電力傳動內燃機車。 工作原理 燃料在汽缸內燃燒,所產生的高溫高壓氣體在汽缸內膨脹,推動活塞往復運動,連桿帶動曲軸旋轉對外做功,燃料的熱能轉化為機械功。柴油機發出的動力傳輸給傳動裝置,通過對柴油機、傳動裝置的控制和調節,將適應機車運行工況的輸出轉速和轉矩送到每個車軸齒輪箱驅動動輪,動輪產生的輪周牽引力傳遞到車架,由車架端部的車鉤變為挽鉤牽引力來拖動或推送車輛。
? ?電力機車:電力機車構造相對簡單,里面就是大的變壓器,靠機車的受電弓把接觸網的電引到機車內,通過變壓器變壓再提供給牽引電機,一般是交流傳動的.電力機車的電是來自于發電廠,如果你見過電氣化鐵路就會明白了,在鐵路上空架設著電力接觸網,上面一般都是25KV或者27.5KV的高壓直流電,這些電來自于變電所,變電所的電還是來自于發電廠.電力機車上面有有個受電弓,呵呵就是您所謂的電刷,就是靠它把高壓電引到機車內,所以說只要接觸網有電機車就可以行駛。
6、火車是如何換軌的?
很久以前是這樣的
要解釋這個問題,先要鋪墊一下,說一些基本知識
1. 火車車輪與鋼軌的關系幾乎所有人都知道火車車輪是壓在鋼軌上面的,但是可能很多人沒有仔細看過火車輪與鋼軌的位置關系。圖1.
可以看出,火車的車輪確實是壓在鋼軌上的,用來傳遞火車的重力。但是還有一個地方要注意,圖中紅色部分,就是火車車輪內側有一圈比車輪半徑更大的圓盤,這個東西叫做“輪緣”(用錘子敲一下,會發出像敲鑼一樣清脆的聲響……)。這薄薄的一層東西,讓車輪與不僅是壓在軌道上,更像“卡”在軌道里面一樣。這個結構,就可以保證車輪始終在軌道上運行不出軌,用來控制火車運行的方向。
2. 道岔的原理輪緣是用來控制火車運行方向的,那么要實現“變軌”,其實就是要控制輪緣的位置。于是人們就發明了“道岔”這種東西,以控制輪緣位置的方式,實現變軌。圖2. 道岔示意圖
第一個道岔示意圖有一個會動的部分。當那個部分留有小細縫的時候,輪緣就可以從小細縫中穿過,按照外側軌道引導的方向行進。當兩根軌道密貼時,輪緣就被引導到靠內側的軌道方向行進。圖上紅色的尖軌部分靠右密貼時,開放A——B方向。靠左密貼時,開放A——C方向。所以火車運行的方向,取決于道岔的開放方向。說到這里,我們可以知道,火車在道岔處的運行方向,根本就不是司機控制的,而是靠地面控制道岔的開向來控制方向的的……所以司機是不用管火車運行方向,也不用去變軌什么的,只要老老實實把火車往前開就行了。但是一般列車在進站前,或者在車站里面進行調車作業的時候,司機還是需要了解進路的情況,知道自己將要經過什么道岔、進入哪條股道、道岔開放的是哪個方向。一來為了確認道岔是不是扳對位置了,而來要控制速度。一般來說側向因為有曲線,通過速度要比正向慢。3. 如何保證道岔的開放不出錯理論上,只要把道岔的位置扳對了,火車進入正確的股道或者通過車站是沒有問題的。但是,由于人工操作實在是沒有辦法保證每次都扳對,即便是采用機械的方法,也不能保證其不出故障。道岔一旦沒有扳倒位,那么火車經過道岔的時候,很容易發生脫軌事故。而道岔扳錯方向了,就意味著火車可能進入到錯誤的股道里面。而錯入的那條股道上,有可能有別的列車停放,也有可能同時正在接迎面開來的火車,也有可能有正在施工的工人(忽然想起哈佛公開課那個選擇撞1人還是撞n人例子,業內人士表示司機是很無辜的……),因此要千方百計地保證火車不能入錯道。于是鐵路人就發明了“聯鎖”這種東西。“聯鎖”,就是保證進路、道岔位置、信號三者的相互制約關系的機制。就比如說,一列車要從下行方向接入,在車站的1道停車,那么信號員就會在聯鎖系統里面下達排列進入1道進路的指令,然后跟這個指令相關的道岔就開始轉換,將所有相關的道岔都轉換到開放至通向1道的方向,系統會自動檢測道岔是不是都扳到位了,如果道岔全部扳到位,那么系統將開放防護這條進路的信號,示意列車可以進入。同時,封鎖與這條進路有沖突的其他進路。總之,在聯鎖規則的約束之下,可以保證火車在車站里面所經過的進路,在同一時間是不沖突的,是可以避免列車相撞的。
圖3. 微機聯鎖界面
在不久之前,各個車站普遍使用的是6502型繼電聯鎖,用繼電器來實現約束關系。現在經過技術改造后,各個車站陸續采用微機聯鎖系統,使用計算機來實現聯鎖的約束關系。雖然如此,各個車站依然各自為政,可以自行控制本站的進路。下一步,鐵路的調度系統將發展為CTC調度集中,所有車站的進路、道岔和信號都由調度指揮中心直接控制,自動排列。
總結
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