鐵路運輸車輛

除了PRT車輛之外，車輛主要使用鋼輪運行在鋼軌上，因為低滾動阻力和單輪上可以支承的沉重重量。一些高速交通系統(tǒng)利用運行在混凝土梁或“鋼軌”上的帶有橡膠輪胎的車輛并且這些車輛是自動導(dǎo)向的，這樣的車輛的缺點是較高的滾動阻力、更多的運行費用和較低的重量支承能力。橡膠輪胎系統(tǒng)的另一個缺點發(fā)生在穿過道岔的運轉(zhuǎn)中。在一個系統(tǒng)中 (圖19-18)，橡膠輪胎相隔足夠遠(yuǎn)，以允許在道岔位置鋪設(shè)帶有尖軌尖端和轍叉的正規(guī)鐵路軌道結(jié)構(gòu)。車輛每端具有兩個鋼輪和一個輪軸。隨著車輛接近道岔，混凝土鋼軌向下傾斜以致于車輛支承在鋼輪上通過道岔，在此之后混凝土鋼軌向上傾斜以再次支承車輛。在這種橡膠輪胎系統(tǒng)中，車輛必須以較低的速度運行通過道岔。

巴黎Metro橡膠輪胎高速交通車輛的導(dǎo)軌和車輛橫斷面

注： 對于通過道岔的引導(dǎo)需要鋼軌和車輪。

PRT系統(tǒng)為專門的用途設(shè)計，并使用一種最能滿足這個用途的車輛。這些系統(tǒng)大部分用于轉(zhuǎn)移機(jī)場或旅游中心的乘客。橡膠輪胎是首選的，一部分是因為它們能為陡至10%的坡度提供牽引力。如果導(dǎo)軌遭受雪或冰，必須在寒冷天氣中加熱輪胎的運行表面。磁懸浮支座也在考慮中。每個車輛的運客量從4個座變化到20個。大部分車輛以單節(jié)或兩節(jié)運行，不過有些以5～8節(jié)車廂的列車運行。

1 牽引的方法

用于城市間客運和貨運系統(tǒng)的列車主要由柴油電力機(jī)車移動。在交通密度保證的地方，電力機(jī)車和一個高架的承力索或一條導(dǎo)電軌一起使用。大部分通勤系統(tǒng)由柴油電力機(jī)車產(chǎn)生動力，在有些車廂帶有推拉式控制機(jī)構(gòu)，所以在路線的每個終端列車不需要回轉(zhuǎn)。有些通勤系統(tǒng)是電氣化的，并且每節(jié)車廂擁有它自己的電動機(jī)，因此不需要單獨的機(jī)車。所有的城市高速鐵路運輸都是電氣化的，并且每節(jié)車廂對于每個軸具有一個驅(qū)動電動機(jī)為必需的高速加速與降速給出充分的附著力。私人高速交通系統(tǒng)也是電氣化的。不過，一些PRT系統(tǒng)由沿著導(dǎo)軌相隔一定距離安置的線性感應(yīng)電動機(jī)推動。推動力由車輛底部的反應(yīng)板來完成。FTA贊助的對PRT系統(tǒng)的研究包括下列制導(dǎo)的縮型車輛系統(tǒng)： 懸浮的單軌道，混凝土導(dǎo)軌上的空氣懸浮，鋁導(dǎo)軌上的橡膠輪胎以及在混凝土導(dǎo)軌上的橡膠輪胎。當(dāng)然也能開發(fā)其他系統(tǒng)。

因為調(diào)車是私人高速交通的一個如此重要的部分，所以傳統(tǒng)的雙軌系統(tǒng)具有一個重大的優(yōu)勢，雖然它將是困難的但并非不可能克服。例如，示于圖19-19的載人移動器車輛支承在橡膠輪胎上，并且由另外一套壓在鋼導(dǎo)梁上的橡膠輪胎制導(dǎo)。對于調(diào)車，導(dǎo)梁的一端可以來回移動以排列起想得到的軌道。示于圖19-20的私人高速交通車輛支承在4個橡膠輪胎車輪上，并且在導(dǎo)軌上由另外一組四橡膠輪胎車輪引導(dǎo)。導(dǎo)輪可以是計算機(jī)控制的以使得車輛沿著左邊或右邊的導(dǎo)軌面。因而，在車站，通過引導(dǎo)導(dǎo)輪沿著一個導(dǎo)軌面，可以使車輛通過; 或者使車輛進(jìn)入車站軌道稍做停留，通過引導(dǎo)導(dǎo)輪沿著另一個導(dǎo)軌面。在導(dǎo)軌上不需要其他的可動部件使車輛迂回或停在一個車站。

Westinghouse載人移動器系統(tǒng)的導(dǎo)軌和車輛的橫斷面

帶有單個高架導(dǎo)軌的波音私人高速交通系統(tǒng)的輪廓圖

注： 位于西弗吉尼亞大學(xué)，磨根城，W.V.車輛容納8個座位和13個站位。速度范圍達(dá)30mi/h。在高峰期間，這個系統(tǒng)運行在預(yù)定的基礎(chǔ)上; 否則，在乘客要求的自助式服務(wù)基礎(chǔ)上。加熱輪胎運行表面以融化雪或冰。

任何類型的系統(tǒng)的支座可以是車輪 (鋼輪胎或橡膠輪胎)，氣墊懸浮 (圖19-21) 或磁懸浮 (圖19-22)。因為每種類型的懸浮都是昂貴的且復(fù)雜的，于是必須有高于一切的優(yōu)勢以證明如果使用這樣的一個系統(tǒng)花費是應(yīng)當(dāng)?shù)摹?/p>

運輸系統(tǒng)的動力可以是柴油發(fā)動機(jī)，電動機(jī)，燃?xì)廨嗠娏Πl(fā)動機(jī)，燃?xì)廨喴簤喊l(fā)動機(jī)，噴氣推進(jìn)發(fā)動機(jī)和線性感應(yīng)電動機(jī) (圖19-21)，或者氣動的。在任一給定運輸系統(tǒng)的推進(jìn)器類型的選擇中，必須考慮每種的成本和特點。關(guān)于柴油電力驅(qū)動和電動機(jī)驅(qū)動有大量經(jīng)驗，關(guān)于燃?xì)廨嗠娏Πl(fā)動機(jī)和燃?xì)廨喴簤喊l(fā)動機(jī)有一些經(jīng)驗。經(jīng)驗表明，與柴油電力驅(qū)動或電動機(jī)驅(qū)動相競爭是困難的。到目前為止，渦輪電力驅(qū)動或渦輪水力驅(qū)動的效率還趕不上另外兩種。

履帶氣墊車原理示意圖

注： 帶有用于線性感應(yīng)電動機(jī)的垂直反應(yīng)軌。

對于高于100mi/h的速度，電動機(jī)驅(qū)動優(yōu)于柴油電力驅(qū)動，因為電動機(jī)驅(qū)動不需要牽引發(fā)電設(shè)備的重量; 而且，對于短期時間，它可以從承力索上吸收大量電力，而柴油電動機(jī)具有固定的最大電力。

使用支承在傳統(tǒng)軌道的鋼軌上的電動電力機(jī)車的試車中已經(jīng)得到了超過200mi/h的速度。

然而，為了有規(guī)則地得到200～300mi/h的速度，車輛可能必須用線性感應(yīng)電動機(jī)或渦輪噴氣發(fā)動機(jī)來產(chǎn)生動力。不過，因為噪聲級后者可能是不能采用的，并且對于如此高的速度，前者在保持軌道電抗器成一精確直線和平面以及維持它免受風(fēng)積的巖屑、沙、雪和冰中有困難。在這樣的速度下，克服空氣阻力所需要的電力是相當(dāng)大的。