鐵路運(yùn)輸車輛

磁懸浮車輛原理示意圖

注： 帶有用于線性感應(yīng)電動機(jī)的水平反應(yīng)軌。

2 懸浮系統(tǒng)

自從1965年，在美國、英國、德國、法國、日本和加拿大對懸浮運(yùn)輸系統(tǒng)就已經(jīng)實(shí)施了大量的研究、開發(fā)和試驗(yàn)。研究了兩個概念：履帶式氣墊車 (圖19-21) 和磁力懸浮車 (圖19-22)。因?yàn)槠涓咴肼暭�，能量需要量大，增加氣墊風(fēng)輪和發(fā)動機(jī)的重量以及缺乏關(guān)于道岔的合適設(shè)計(jì)，氣墊支承系統(tǒng)沒有得到工作在懸浮領(lǐng)域的很多工程師的喜愛。

一位專家聲稱，一個高速懸浮系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)提供這些優(yōu)勢： 減少的旅行時間，舒適，安全，準(zhǔn)時，競爭性的運(yùn)費(fèi)，對環(huán)境的最小破壞，與其他運(yùn)輸系統(tǒng)的相容性以及最小的失效率。對于這些因素應(yīng)當(dāng)添加上在所有天氣狀況下的可運(yùn)轉(zhuǎn)性條件。

最有前途的磁懸浮系統(tǒng)類型在導(dǎo)軌和車輛之間不需要電流拾取系統(tǒng)。磁懸浮支承車輛。為此目的，三相交流電流供給導(dǎo)軌中的感應(yīng)器中并推進(jìn)車輛。通過改變?nèi)�相線圈的頻率來控制懸福達(dá)到250～300mi/h范圍的速度看來是實(shí)際的，每位客人每英里的能量消耗稍微低于以500mi/h運(yùn)行的飛機(jī)，而稍微多于60mi/h的汽車。

圖19-23顯示了這樣的一個磁懸浮系統(tǒng)的示意圖。導(dǎo)軌可能出于實(shí)際原因而抬高，盡管它可以鋪設(shè)在地下。這個系統(tǒng)提供了很多優(yōu)勢，包括與車輛沒有直接的電的或機(jī)械的接觸，沒有導(dǎo)向、支承或推進(jìn)摩擦，沒有要磨損的可動部件，高可靠度，良好的乘客安全性，低噪聲級，特別的乘坐舒適性以及沒有大氣污染。這也表明其建造費(fèi)及運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用可能是高的。

在這個系統(tǒng)中土木工程師特別感興趣的是導(dǎo)軌和支墩 (或隧道) 的建造，導(dǎo)軌定線和表面的維護(hù)，以及障礙物報警裝置。

盡管車輛的懸浮通常與高速服務(wù)中的使用相聯(lián)系，但用于低速和頻繁停下的帶有磁懸浮和線性推進(jìn)力的PRT車輛已經(jīng)在波音飛機(jī)公司的自動化運(yùn)輸系統(tǒng)中發(fā)展起來。

(R.D.Thornton，《用磁懸 浮低 飛火 車》，IEEE 系 列，1973.4; Gerhart W.Heumann，《德國的高速鐵路》，機(jī)械設(shè)計(jì)，1973.9.6; Klaus-Glatzel，G.Khordok，和D.Rogg，《磁力支承運(yùn)輸系統(tǒng)在聯(lián)邦德國的發(fā)展》，車輛科技學(xué)報，第VT-2卷，1號，1980.2，電氣和電子工程師協(xié)會，345 E. 第47大街，紐約，NY10017。)

圖19-23 由Transrapid EMS為德意志聯(lián)邦共和國研制的高速、磁懸浮系統(tǒng)示意圖

(a) 車輛懸浮和推進(jìn)系統(tǒng); (b) 導(dǎo)軌和支墩 (墩中心間距25m)

3 貨運(yùn)車廂

貨運(yùn)車廂的常用類型包括平板車、箱子、家畜車廂、油罐、漏斗、有蓋漏斗車、敞車、冷藏庫和乘務(wù)車廂。貨運(yùn)車廂的一些專用類型包括平板車上的拖車，雙層集裝車廂，自動行裝架，自動填塞車廂，平板車集裝箱，薄鋼板，鋼線圈和Hy立方體。專用車廂的目標(biāo)是改善服務(wù)，例如，自動填塞車廂完全地封住汽車，并且防止使用敞棚自動裝架車廂經(jīng)常發(fā)生的損傷和行竊。鉗夾車車廂用于運(yùn)載特別重和寬的貨物。自動列車組合了自動裝架車廂以運(yùn)輸乘客的汽車以及不同類型的運(yùn)輸乘客的傳統(tǒng)客車。貨運(yùn)車廂連結(jié)的長度，從礦石漏斗車的24ft變化到Hy立方體箱式貨車的94ft。

在美國、加拿大和墨西哥，為了貨運(yùn)車廂的自由互換，很多組件必須得到美國鐵路協(xié)會的批準(zhǔn)。這些組件包括耦合器、牽引裝置、中梁、空氣制動系統(tǒng)、車輪、輪軸、軸承、轉(zhuǎn)向架側(cè)架、彈簧、摩擦式減振器、枕墊和旁承。允許的總鋼軌荷載通過軸頸的大小來確定。　表19-6列出了用于四輪軸車廂的幾種軸頸尺寸的最大荷載。

表19-6 每條鋼軌的最大容許貨運(yùn)車廂荷載

5.5×10

6×11

177000

220000

7×12

315000

貨運(yùn)車廂的寬度和高度，對于無限制的互換必須在板B的范圍之內(nèi) (圖19-24)，而對于在大部分鐵道中的互換在板C范圍內(nèi)，正如AAR機(jī)務(wù)科關(guān)于貨運(yùn)車廂的設(shè)計(jì)、制造和施工規(guī)范中所給出的。對于具有超過41ft 3in的轉(zhuǎn)向架心盤中心間距離的車廂，板B的寬度尺寸必須減少。

大部分鐵路擁有一個間隙局，對于裝載超過板B和板C界限的貨物的車廂進(jìn)行裝載間隙和路線的檢驗(yàn)。另外，超過重量限制的重型荷載也被清除，但是還要限定在指定的路線和速度，尤其當(dāng)在結(jié)構(gòu)上方運(yùn)行是必要的時候。