火车!关于火车的原理

道岔是使机车、车辆从一条轨道转移到另一条轨道的线路连接设备,通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔,线路的通过能力才能得到充分发挥。即使是单线铁路,也可以通过铺设道岔,修建比列车长度更长的岔线来拆分列车。

道岔是一个大家庭,最常见的就是普通的单开道岔。它由开关、连接件、辙叉和护栏组成。道岔包括基本轨、尖轨和转辙机械。当机车车辆要从A车道向B车道转移时,操作转辙机移动尖轨,尖轨1紧贴基本轨1,尖轨2与基本轨2分离,使B车道打开,A车道关闭,机车车辆进入连接部,沿导向曲线轨向辙叉和护轨单元过渡。该单元包括固定辙叉中心、翼轨和护轨,用于保护车轮不跨越两条轨道。

你可能发现了,当车轮通过辙叉时,两个翼轨最窄处与辙叉心最尖处之间有一个间隙,这个间隙就是道岔的有害空间。车轮经过此处时,可能因错辙叉槽而脱轨。这就是设置护栏的目的,就是强行引导车轮的运行方向。尽管如此,这种有害空间的存在限制了列车通过道岔的速度,对运行高速列车非常不利。

解决道岔有害空间的根本途径当然是消除有害空间。既然普通道岔做不到,那么就需要研制一种特殊的道岔——可移动中心轨道道岔。

活动轨的主要特点是辙叉轨可以移动。当我们要开某个方向的轨时,活动轨的辙叉轨紧贴开向相同的翼轨,与另一翼轨分开,这样普通道岔的有害空间就不存在了。实践证明,消除了道岔有害空间,行车更平稳,道口道岔限速少,特别适用于运量大、列车速度高的线路。

既然有单开道岔,就有双开道岔、三开道岔、多开道岔(复合道岔)。

双开道岔呈Y形,即与道岔相连的两车道分支向两侧。

三向道岔就像一个ψ形,同时连接三条轨道,两套转辙机械操作两套尖轨。

复合道岔是X形的,实际上相当于四组单向道岔和一对菱形交叉的组合。

另外,还有一种穿越装备,通常被称为钻石穿越。它由两组锐角辙叉和两组钝角辙叉组成,但没有道岔,所以无法在轨道间变道。

如果复合道岔X形的上两点和下两点分别相连,则为交叉线。它不仅能开更多的方向,而且占地少,所以常用于车站。

道岔有自己的编码,如9号道岔、12号道岔、18号道岔等等。这个码不是随机排列的,实际上代表的是辙叉角(α)的余切值,即辙叉心直角三角形的两条直角边FE和AE之比,即N=ctgα=FE/AE,N为道岔号。显然,辙叉角α越小,n值越大,导曲线半径越大,列车侧线通过道岔越稳定,允许的道岔速度越高。因此,使用大道岔有利于列车运行。然而,任何事物都有其两面性。道岔数量越多,道岔越长,成本越高,占用的土地也越多。所以采用什么数量的道岔要因地制宜,因线而异,不能一概而论。