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揭秘|高铁动车是如何做到高速平稳行驶的?
作者: 来源: 时间:2017/9/4 10:51:12
    去年有一个外国人乘坐中国高铁的视频曾经红极一时,原因是他在坐高铁时把硬币立在高铁上竟然很长时间没有倒下来。中国高铁一直以平稳的行驶闻名于世,那么高铁是如何做到平稳行驶的呢?
   火车在轨道上往前行走靠的是黏着和滑移也就是滚动摩擦,好比几根圆木在地上滚动,列车重量加载在钢轮上,和钢轨之间通过微小形变产生相互作用力,其实和制动盘的原理是类似的。
钢轮在加载后产生形变,钢轨被加压,钢轮在前进的反方向也挤压,挤压部分前端是黏着区,也就是这个区域的钢轮相对于轨道的速度为零,而后端部分叫做滑移区,这个区域的钢轮相对于轨道有轻微的速度。
   当牵引力不断增大的时候,滑移区会逐渐扩大,当黏着区完全消失,车轮就会产生打滑。
普通铁路的钢轨,几十米就有个接口,火车行驶总是离不开“哐当哐当”的声音,车轮滚过钢轨连接处时,车轮震动、车厢震动、地面也震动,列车行驶一点儿都不平稳,简直就像在大风大浪的海面上行船一样,不能平稳前进,速度就不能提高,否则震动加剧就会形成翻车的事故。
  我们看看高铁,修路时按照季节,在钢轨热胀冷缩,伸得最长的时候,把一根根的钢轨焊接起来,这样钢轨就不会伸得更长,到了冬天冷缩的时候,就凭着钢材本身的抗拉强度,保持不变形。这样就消除了钢轨上数不尽的接口,车轮平稳地滚动,列车行驶告别了“哐当哐当”的震动,列车平稳前进,就像在风平浪静的海面上,舰艇就可以全速前进了。
第一方面的原因,是高铁的路轨做出了改革,使列车行驶平稳前进,这样才能高速、全速行驶。另一方面,就是高铁的列车也做出了改革。俗话说,火车跑得快——全凭车头带。高铁就不再用火车头来牵引列车,而是使用动车组,几乎所有车轮都一同运转,不仅团结合作力量大,而且变速也灵活了,这样才能提高速度。
   传统的列车开动,首先要火车头的车轮转起来,火车头自己先开动起来,然后拖动列车。可是我们不要搞错了,火车头独自的重量,毕竟比不上整列火车,是不能一口气直接带动整列火车的。实际火车开动时,火车头要首先牵动第一节车厢,有了第一节车厢一同动起来,增大了火车头运动的能量,才能牵动第二节车厢……整列火车开动起来,其实是一节一节动起来的,有个相当长的过程,需要相当长的时间。变速也一样,普通火车要跑这么快,就相当不容易了。高铁动车能高速平稳行驶揭秘
再看看高铁,动车组有牵引电机的决不只是火车头,几乎每个车厢都有电动机,几乎每个车轮都是有动力旋转。这样一来,动车组前进,就像赛龙舟个个都奋力划桨,所有车轮一致地运转,团结力量大,列车相对就变轻了,列车就跑快了;这个情况又有些像部队仪仗队,全体动作一致,指挥操作才灵活,要是动作不协调,改变状态要好长过程,速度就不能这么快了。
   总之,高铁原理,至少两个方面,一方面是消除了钢轨连接口,列车才能够全速行驶;另一方面就是使用动车组,所有车轮一同运转,不仅团结力量大,而且动作一致,列车开动和变速都变灵活了。这样一来,高铁的速度就大大加快了。
 



文章标题:揭秘|高铁动车是如何做到高速平稳行驶的?

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