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火车为什么要在铁轨上开,只是怕压坏路面吗,用履带不能解决吗? 第1页

  

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说实话,我认为题主这个提问是在逗我,不过想了想还是决定认真回答吧。


先说轨道交通的钢轨

1.轨道限制了车身的横向运动。

轨道交通(铁路,地铁,轻轨,单轨)相对于胶轮运输(汽车)、履带(坦克、推土机)最大的不同是轨道限制了车身的横向运动。这一特点的最明显结果是在未脱轨的情况下,轨道交通的机车、车辆只会在轨道限界内前后运动。它带来以下优势:

(1)由于限制了横向运动导致,驾驶变得简单:铁路、轻轨、地铁司机驾驶时只需要注意前方(信号,轨道,接触网)状况即可驾驶理论上无限长度的列车,也不用担心后面的车厢与其它车辆接触或碰撞。(请对比绞接式公共汽车转向与掉头的困难,就是两节的那种)

图1:铰接式公交车(2节)
图2:铰接式公交车(3节)

(2)因为(1)的原因轨道交通易于实现大运量运输。如:重载铁路运输中常常使用机车牵引超过70节敞车运载货物,车长超过一公里(最长近4公里);春运时会使用超过18节客车组成的客车体,总长接近500米。

图3:重载铁路运输

(3)易于能源供应。如:电气化铁路通过在线路上方架设接触网为电力机车供电,使整个系统供能集中,由发电厂统一发电导致能源效率更高,污染更少,污染物更易被集中处理,电力机车与动车组因为内部没有内燃机而减小负重,长途旅客列车由于不在需要挂空调发电车而减小负重,从而实现更高运行速度。

图4:接触网与受电弓

2.轨道交通中轮对与钢轨运行时阻力小

轮对在钢轨上滚动的过程中,由于两者弹性小(相对汽车等胶轮方式),几乎不会产生(不是完全没有)由于弹性形变产生的阻力,因此高速运行时更节约能源。

由于轨道交通的轮轨特性带来的劣势当然也有,比如:启动难,坡道起动更难,加速慢,制动远,停车不容易精确控制

图5:某型机车轮对与钢轨接触点



再说履带

履带常用在工程机械和武器装备上。无论工程机械和军事装备,都有2个特点:(1)相比汽车载重大(相对于轨道交通依然偏小,铁路货运敞车每节都是90吨载重往上,重载线路则更高)(2)工作环境恶劣(路烂)。(本人对于履带的了解仅限于常识,实在抱歉)


总结一下,履带的目的是“开荒”,即可以在牺牲速度和载重的前提下换取通过性;而轨道交通可以同时保证较高速度、较大载重、以及轨道内近乎完美的通过性,进而保证经济性。


如果抽象一下,其实轨道交通中的钢轨和枕木就是轨道车辆的“履带”,而履带也正是坦克和推土机的轨道。




  

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