今天给各位分享为什么火车不会打滑的知识,其中也会对火车轮子为什么不打滑进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
本文目录
为什么火车不会脱轨呢
火车不会脱轨的真正原因,是来自一个精妙的设计,很多人都不懂,看完再也不用担心它出轨了!
每当我们在坐火车或者看见火车在路上行驶的时候,都会发出这样的疑问,为什么火车不会脱轨呢?
毕竟火车的轨道,跟其他交通工具都不同,比如汽车有很宽的马路,飞机又有广阔的天空,唯独火车比较独特,两边的轮子严丝合缝的压在了铁轨上,我一开始以为火车的轮子是卡在铁轨上的,但是后来我发现并不是这样,至少从外面看上去,轮子都是平放的,没有往下很深的卡口
火车的轮子是灰铸铁制成的,感觉铁很容易打滑,为什么火车不容易脱轨呢?而且还能自由地拐弯,转弯的时候也不用像汽车一样转动轮子,这究竟有何玄机?
关于火车轮子要想搞清楚火车为何不会脱轨,就先来看看火车轮子的设计
火车的轮子就比较独特,不像汽车轮胎用橡胶制成,火车车轮的材料是灰铸铁,通过观察我们发现,火车的轮子也是正圆形,但是里面还有一圈轮缘
通过这张图就能很直观地看出来了,里面的一圈有凸起的边,给人的感觉仿佛是将轮子卡在铁轨上,从而保证轮子的接触面跟铁轨比较牢固,但是外面却没有这一圈轮缘
注:上图能看出火车轮子内侧(轮缘那边)要大一些,外侧圆盘要小一些
然而,真相是里面这一圈凸起的边,并没有卡住铁轨,也就是说没有跟铁轨接触,要不然的话火车在高速的行驶,就会发生强烈的摩擦
不过,这样的设计也是为了安全起见,用来防患于未然,在火车要在脱轨的时候,才能发生作用,所以这一圈轮缘,的确有防止脱轨的作用,不过一般情况很少用到,所以基本不会跟铁轨发生触碰
巧妙的踏面设计,让火车很难脱轨车轮跟轨道的接触面叫做踏面,能够保证火车的轮子跟铁轨接触在正中央,这一个踏面其实是一个圆锥面(内侧跟外侧的大小不是统一的)
这个踏面到底有什么区别呢?那就是靠铁轨里面的部分粗一些,车轮靠外面的部分又细一些,这可是一个巧妙的设计,正是因为了有这个设计,火车就不容易脱轨了
那是因为火车在行驶的时候,因为轮子里面的部分更粗,加上火车重力的影响,所以车轮就会自动地滑到轨道的中央
火车右侧的车轮向里挤,同时左侧的车轮也在向里挤,所以就能保证火车的轨道都在正中央
尽管火车在高速行驶时,会发生一些颠簸晃动的现象,但正是因为有了对中的巧妙设计,火车是很难发生脱轨的
火车内侧凸起的轮缘,主要作用是引导着火车,沿着导轨的方向行驶,在紧急关头,还能防止火车脱轨,这起到一个防患于未然的作用,不过通常情况是用不到的
总结:火车之所以不会脱轨,根本原因还是来自于踏面的巧妙设计,火车的踏面并不是一个圆柱体,而是类似于上图的锥体,这种巧妙的设计,导致内侧的滚动半径较大,外侧变细了,所以滚动半径也会变小,这样车轮就会偏向另一侧寻找平衡
所以当我们在坐火车的时候感觉有点晃动,这是因为轮子在来回晃动的动态平衡之中,这种踏面能保证火车不脱轨,还能顺利的转弯
火车如何转弯?这种椎体的踏面设计,在火车转弯的时候,更是起到了非常重要的作用
在我小时候,人们说火车路线是直的,因为火车的轮子根本不能像汽车那样转动,火车也就不能拐弯了,所以铁轨只能修得非常笔直
然而,这种说法是错误的,我第一次坐火车的时候,就看见火车经常拐弯,那么,火车拐弯的原理又是什么呢?
假如火车向右转弯时,就会受到离心力的影响,右边车轮的外侧会接触到铁轨,但是左侧的车轮内侧会接触铁轨,加上靠铁轨内部的部分粗一些,也就是内侧的半径要大于外侧的半径
所以在转动相同角度的时候,左侧轮子滚动的距离,就要大于右侧车轮滚动的距离,而且内侧的铁轨要比外侧的铁轨短,火车就能够顺利的转弯了,所以哪怕是转弯时,轮子不会内外转动,也不会脱轨的
写在最后就是因为火车轮子的巧妙设计,所以火车是不容易脱轨的,不过一些自然灾害,也可能引发火车脱轨
我之前完全不懂这些原理,老是觉得火车轮子就这样平放在上面,到底安不安全?总之,现在看完已经彻底懂了,以后也可以放心大胆地坐火车,再也不用担心了!
火车轮子是钢的,钢轨也是钢的,那为什么不打滑
因为机车重量大,目前国内的机车标准轴重一般在23吨,货运的有25吨的,目前在中南部运煤通道上试验的HXD2F型轴重是30吨,列车的牵引力靠的是轮对与轨道之间的摩擦力,摩擦力F=μ*Fn,所以就算摩擦系数小,只要压力足够大,照样能够产生足够大的牵引力。当然有时候也是会打滑的,比如雨雪天气或者线路坡度较大的时候,这时候就会采取些措施来增大摩擦力,一般就是向轨道上洒砂,来提高摩擦系数。
为什么火车不会打滑
你好楼主。小时候我也有过这个疑问,但是现在明白原因了。主要靠的是车头车轴的重量。
我们知道铁轨与车轮接触面小,而且都是钢铁,摩擦力确实没有汽车轮胎的摩擦系数高,但是我们不要忘了压力也是摩擦力的一个影响因素。所以设计者往往把车轴的重量增加以达到足够的行驶摩擦力。
一般的客车车厢每根车轴(就是一对轮子)就有将近20吨重,而一节车厢的重量也只有50吨左右。而车头的轴重更是达到23吨左右,能提供巨大的压力以保证摩擦力,或说粘着力,能让车轮与铁轨之间产生滚动摩擦,避免打滑。
另外,如果下雪的话,车头可以往线路上撒沙,额外增大摩擦力。希望对你有帮助!
火车轮子和铁轨都是光滑的,为什么不打滑呢做成齿轮咬合的不行吗
做成齿轮的话,噪音首先会大到你怀疑人生!其次,摩擦力跟车重有关,这就是跟压强有关,火车那么重,在修建铁路是也考虑了坡度的问题,所以牵引力与摩擦力是可以平衡的。而且故意设计成这样降低滚阻的。用齿轮会增大滚阻,消耗很多能源,车速提高困难,噪音大,安全系数低。
关于为什么火车不会打滑到此分享完毕,希望能帮助到您。