火车是如何变轨的？谢谢

Question

如题所述

Answer 1

1. 火车车轮与钢轨的关系
几乎所有人都知道火车车轮是压在钢轨上面的，但是可能很多人没有仔细看过火车轮与钢轨的位置关系。


图为火车轮对与钢轨之间的关系



可以看出，火车的车轮确实是压在钢轨上的，用来传递火车的重力。但是还有一个地方要注意，图中红色部分，就是火车车轮内侧有一圈比车轮半径更大的圆盘，这个东西叫做“轮缘”（用锤子敲一下，会发出像敲锣一样清脆的声响……）。这薄薄的一层东西，让车轮与不仅是压在轨道上，更像“卡”在轨道里面一样。这个结构，就可以保证车轮始终在轨道上运行不出轨，用来控制火车运行的方向。


2. 道岔的原理
轮缘是用来控制火车运行方向的，那么要实现“变轨”，其实就是要控制轮缘的位置。
于是人们就发明了“道岔”这种东西，以控制轮缘位置的方式，实现变轨。


图2. 道岔示意图


第一个道岔示意图有一个会动的部分。当那个部分留有小细缝的时候，轮缘就可以从小细缝中穿过，按照外侧轨道引导的方向行进。当两根轨道密贴时，轮缘就被引导到靠内侧的轨道方向行进。
图上红色的尖轨部分靠右密贴时，开放A——B方向。靠左密贴时，开放A——C方向。
所以火车运行的方向，取决于道岔的开放方向。
说到这里，我们可以知道，火车在道岔处的运行方向，根本就不是司机控制的，而是靠地面控制道岔的开向来控制方向的的……
所以司机是不用管火车运行方向，也不用去变轨什么的，只要老老实实把火车往前开就行了。
但是一般列车在进站前，或者在车站里面进行调车作业的时候，司机还是需要了解进路的情况，知道自己将要经过什么道岔、进入哪条股道、道岔开放的是哪个方向。一来为了确认道岔是不是扳对位置了，而来要控制速度。一般来说侧向因为有曲线，通过速度要比正向慢。




3. 如何保证道岔的开放不出错
理论上，只要把道岔的位置扳对了，火车进入正确的股道或者通过车站是没有问题的。但是，由于人工操作实在是没有办法保证每次都扳对，即便是采用机械的方法，也不能保证其不出故障。
道岔一旦没有扳倒位，那么火车经过道岔的时候，很容易发生脱轨事故。
而道岔扳错方向了，就意味着火车可能进入到错误的股道里面。而错入的那条股道上，有可能有别的列车停放，也有可能同时正在接迎面开来的火车，也有可能有正在施工的工人（忽然想起哈佛公开课那个选择撞1人还是撞n人例子，业内人士表示司机是很无辜的……），因此要千方百计地保证火车不能入错道。于是铁路人就发明了“联锁”这种东西。


“联锁”，就是保证进路、道岔位置、信号三者的相互制约关系的机制。
就比如说，一列车要从下行方向接入，在车站的1道停车，那么信号员就会在联锁系统里面下达排列进入1道进路的指令，然后跟这个指令相关的道岔就开始转换，将所有相关的道岔都转换到开放至通向1道的方向，系统会自动检测道岔是不是都扳到位了，如果道岔全部扳到位，那么系统将开放防护这条进路的信号，示意列车可以进入。同时，封锁与这条进路有冲突的其他进路。
总之，在联锁规则的约束之下，可以保证火车在车站里面所经过的进路，在同一时间是不冲突的，是可以避免列车相撞的

在不久之前，各个车站普遍使用的是6502型继电联锁，用继电器来实现约束关系。现在经过技术改造后，各个车站陆续采用微机联锁系统，使用计算机来实现联锁的约束关系。虽然如此，各个车站依然各自为政，可以自行控制本站的进路。下一步，铁路的调度系统将发展为CTC调度集中，所有车站的进路、道岔和信号都由调度指挥中心直接控制，自动排列。


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看见有的评论说到的CTC并不适用大站，因为大站的作业复杂，进路控制复杂，所以CTC水土不服，我觉得我有必要补充一点。


中国的铁路装备和铁路运输的发展，一直以来都不是以技术革新驱动的，而是以需求驱动的，换句话说，就是你有多少东西，我就给你运多少，直到我运不了了，我才想办法扩充运力，这个时候才想起来要更新技术。


高铁的出现，从某种程度上才扭转了这种思想，开始追求更好的速度，更优质的装备，更先进的运输组织理念和营销组织模式。

Answer 2

通过道岔。

道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。

道岔是个大家族，最常见的是普通单开道岔。它由转辙器、连接部分、辙叉及护轨三个单元组成。转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械。当机车车辆要从A股道转入B股道时，操纵转辙机械使尖轨移动位置，尖轨1密贴基本轨1，尖轨2脱离基本轨2，这样就开通了B股道，关闭了A股道，机车车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。这个单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨，作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。

大家可能已经发现，车轮在通过辙叉时，从两根翼轨的最窄处到辙叉心的最尖端之间有一段空隙，这就是道岔的有害空间。车轮通过此处时，有可能因走错辙叉槽而引起脱轨。设置护轨的目的也就在此，它要强制引导车轮的运行方向。尽管如此，这个有害空间存在限制了列车通过道岔的速度，对开行高速列车十分不利。

解决道岔有害空间的根本之道，当然是消灭有害空间。既然普通道岔做不到，就必须研制特殊道岔——活动心轨道岔。

活动心轨最主要的特点是辙叉心轨可以板动。当我们要开通某一方向股道时，活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴，与另一翼轨分开，这样一来，普通道岔的有害空间就不存在了。实践证明，消灭了道岔有害空间，行车更加平稳，过岔速度限制较小，因而特别适合运量大，需要开行高速列车的线路使用。

既然有单开道岔，就有双开道岔、三开道岔以及多开道岔（复式交分道岔）等。

双开道岔为Y形，即与道岔相衔接的两股道向两侧分岔。

三开道岔如同Ψ形，同时衔接三股道，由两组转辙机械操纵两套尖轨。

复式交分道岔像X形，实际上相当于四组单开道岔和一副菱形交叉的组合。

除此而外，还有一种交叉设备，通常使用的叫做菱形交叉。它由两组锐角辙叉和两组钝角辙叉组成，但没有转辙器，所以股道之间不能转线。

如果将复式交分道岔的X形的上面两点和下面两点分别连接起来，就是交叉渡线。它不仅能开通较多的方向，而且占地不多，所以经常在车站采用。

道岔各有其代号，比如9号道岔、12号道岔、18号道岔等等。这个代号可不是随便排列的，它实际上代表了辙叉角（α）的余切值，也就是辙叉心部分直角三角形两条直角边FE和AE的比值，即N=ctgα=FE/AE，N就是道岔号。显而易见，辙叉角α越小，N值就越大，导曲线半径也越大，列车侧线通过道岔时就越平稳，允许过岔速度也就越高。所以采用大号道岔对于列车运行是有利的。不过，事物总有它的两面性，道岔号数越大，道岔越长，造价自然就高，占地也要多得多。因此，采用什么号数的道岔要因地制宜，因线而异，不可一概而论。本回答被提问者采纳

Answer 3

最早的火车未必有马车跑得快呢 现在的火车 可以说是相当厉害了 那小伙伴们知道火车是如何变轨的吗

Answer 4

火车才不是只有前行或后退的单调，这个重要的部分就是道岔，通过它列车可以实现跨越、转线、并线和折返。本期节目小编带大家看一段动画，它演示的主角就是一段单开道岔，我们将看到火车在通过它时，如何实现变轨。