火车运行原理是什么

Question

每次坐火车都会想下面这些问题，且每次都想不出个所以然。问题：火车如何在铁轨上运行的？火车轮子是铁的？其车轮如何与铁轨结合的？转弯怎么转的？怎么保障不会脱轨的？火车的动力源是不是在火车头上？还是每节车厢都有发动机驱动？火车用柴油还是用汽油还是什么油作燃料？一节火车头怎么会有那么强大的动力能带动十几节重有上千吨的车厢？火车跟动车除了速度外有何区别？问完了谢谢

Answer 1

原理是内燃机车烧柴油，电力机车用电，特点是速度快，马力大。

火车的原理与特点；

火车（Train），人类的现代交通工具之一，是人类利用化石能源运输的典例。是指在铁路轨道上行驶的车辆，通常由多节车厢所组成。
人类历史上最重要的机械交通工具，早期称为蒸汽机车，有独立的轨道行驶。铁路列车按载荷物，可分为运货的货车和载客的客车，亦有两者一起的客货车。
内燃机车虽然出世较晚，但它后来居上，比火车家族中的大哥哥蒸汽机车的本领高强，受到人们的重视。它的突出优点是：

1.速度快：内燃机车起动迅速，加速又快。通常，蒸汽机车的最大时速为110公里，而内燃机车的最大时速可达200公里，使铁路通过能力提高35%以上。

2.马力大：蒸汽机车的功率一般为3000马力左右，而内燃机车可以达到5000～8000马力，因而运载量就多。

3.能较好地利用燃料的热能：蒸汽机车的热效率一般仅为7%左右，而内燃机车可达到38%左右，提高了6倍，从而节省了大量的燃料。

4.适合缺水地区使用：蒸汽机车是个用水“大王”，一列火车平均每行驶10公里，就得消耗水3～4吨。通过干旱的缺水地区，火车就需要自带用水。据统计，在缺水地区运行一列火车，如果有10节车厢，其中有3节车厢是用来装水的。而内燃机车用来冷却的水仅需要几百公斤，供循环使用，内燃机车上一次水，可连续行驶1000公里，因而它被人们誉为“铁骆驼”。

5.司机驾驶操作方便：内燃机的司机不需要像蒸汽机车那样加煤加水，而且驾驶室内明亮宽敞，司机操作时视野开阔，既方便又安全。

Answer 2

　　火车的转向架卡在轨道上沿着轨道行驶，转弯时转向架转动，让火车沿着轨道继续行驶。 转弯时外轨高于内轨。
　　最初的列车是由绳索或马匹拉动的。到了十九世纪，多数的列车都改由蒸汽机车牵引。1940年代以后蒸汽机车渐由较清洁及需要较少劳力的柴油机车取代，后来又出现电力机车和动车组。
　　电气化铁路的最初投资很大，但按每里计算则是运作成本最低的。因此只有高流量的线路才适合电气化。电气化列车可能使用高架电缆或第三轨取电。
　　以动力的单位千瓦（KW）除以能够牵引的重量公吨（Ton）来计算动力机车头的效能称为牵引能力比，蒸汽机车效能最低，其次是柴油机车（电力传动比液力传动效益高），电力机车或是电联车相对而言就经济的多。因为不需消耗额外的动能来牵引产生动力的引擎。
　　牵引动能比由小排到大依序为：（客运飞机、摩托车、一般家庭的汽车、公路上跑的卡车、农用牵引机、全挂拖车、）蒸气机车、柴油液力传动机车、柴油电力传动机车、电力机车、柴油动车组、高铁动车组、电力动车组（客轮、渔船、油轮）。
　　若考虑单位燃料或是单位动力的成本来营运轨道车辆，是以小编组来做区间运转有最佳能量使用经济效益，也就是4车一编组。每站都停的通勤电联车最具效益。

Answer 3

火车轨道可以有很多条，对于运行的火车，前方的轨道只有一条。
在分道路段路口，会有工作人员按调度室或计划列表按时间调整扳动道岔，火车就可以在道岔段变轨，走到该走的那条线路上。所以对于运行的火车，前方只有一条可以通行的轨道。
火车不用琢磨该走哪条道。只是在进出站点和分道路段需要适当减速。
问题已解决可以采纳。

Answer 4

车轮和轨道是经过热胀冷缩后紧密配合的。

Answer 5

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。