地铁火车是怎么变轨的

火车没有方向盘操作转向，那么他是如何实现转弯的呢？本期知识就让我们了解一下火车是如何换轨的。假设轨道有一个分支道，将无法预知车轮到底会通过哪个轨道，而火车的轮子一侧有凸起的边缘，这个凸块可以保证轮子的安全， 使其不会离开轨道。由于图块在轮子右侧，轮子就不会通过左边轨道。如果要想轮子驶入左边轨道，在其未到达的时候将右侧轨道弯曲移开就可以，这只是基本的换轨概念。 如果同时有两个轨道，那么轮子该如何应对呢？轮子始终处于车轮内侧成蓝，两个轨道暂时称为蛇轨。当蛇轨弯曲时，车轮就会向右滚动，因为蓝轨道在弯曲留有很大的间隙，导致车轮在滚动中根本没有接触到左边轨道。 如果使用相反的方式将间隙留在左侧橙色轨道处，这样车轮就能很顺利驶向左边的轨道。明白这个原理，你就离造轨道不远了。两条重要的蛇轨不需要太长，在蛇轨上还有两个重要的疏轴点。 现在我们来开启火车。当橙色蛇轨轨道留有间隙，而交叉口又没有断开，火车轮子就会撞向城轨并脱轨，从而发生不可逆转的后果。要想解决这个问题也很简单。

这是火车变轨时的情景，还没看明白怎么回事，火车就已经完成了切换轨道。那么火车是如何变轨的呢？先来看一下火车车轮与铁轨之间的巧妙设计。 车轮的一侧设有一圈直径大于车轮主体的轮源，轮源会确保火车不会脱轨。面对分叉的铁轨，在轮源的作用下，车轮会被迫驶向右边的轨道。如果把右边铁轨改装 成一个可以来回波动的坚轨，车轮就会驶向左边的轨道。当一组车轮行驶在两条轨道上时，想要实现变轨就需要两条坚轨的帮助。当蓝色坚轨移动时，车轮会沿着黄色轨道行驶， 当橙色坚轨移动时，车轮会沿着蓝色轨道行驶。此时细心的朋友可能会发现，两条轨道交叉的部分会相互阻拦车轮前进。当火车行驶到此处时，就会撞上交叉的铁轨，发生脱轨事故。为了解决 解决这一问题，只需要把轨道交叉处断开，留有缝隙即可，这样车轮无论是变轨还是直行都不会受到影响。然而，新的问题出现了，仔细观察，车轮经过缝隙时，会因为缺少铁轨支撑在缝隙处掉落颠簸，增加火车脱轨几率。然而，我们把轨道延长，他会填充之前的缝隙， 给车轮提供足够的支撑，这样车轮就会平稳通过。即使这样，轨道依然存有缺陷。当延长轨道的偏转角度过小时， 车轮将会有较高的几率行驶到延长轨道上，同样会发生脱轨事故。但是办法总比困难多，只需要在最外侧的铁轨上安装两段互轨，就会完美解决这一问题，这样车轮会在互轨的帮助下引导车轮驶向正确的轨道。在一系列巧妙的设计下，火车也就顺利的完成电轨。

我一直都以为火车与高铁是没有方向盘的，直到今天竟然在火车驾驶室上看到了这个小玩意。至于他是不是用来控制方向用的，咱稍后会有提到。下面咱们来看一下类似这种在同一线上出现有多条差轨火车，他是如何精准选对轨道实现转向变轨的。 先来了解一下火车轮子的构造，它是圆锥形，只有一面有凸起的。这个轮严称为法兰，它是直接卡在铁轨内侧的，它有两个作用，一是在火车行驶时，边上这个凸起法兰起到护栏作用，降低了车轮脱轨风险。 二是在火车需要转向变轨时，也能起到辅助转向引导变轨的作用。好，接下来我们看一下火车他是如何变轨的。火车变轨变道并不用驾驶室的司机来操作，咱们在前面看到这个方向盘，他其实是调速手轮式加速 速度使用的。火车变轨是由钢轨中能活动的这一小段来实现的，这部分叫做尖轨，他是可以左右活动控制他摆动的设备叫做转折器，而这机器是由调度式电脑远程控制。下面我们看一下最简单的单开倒叉如何变轨。 假如现在原轨道上行驶的火车要变至右轨道上行驶，只需控制转折器把尖轨往左平移，在右轨道这边留出一条够火车轮通过的空隙即可。 这时左火车轮上突起的法兰就能卡着尖轨边，顺着它引导的方向行驶。假如火车不需要变轨，要沿着远轨道行驶，控制转折器反向操作即可。 这时又出现新的问题，火车两边的轮子都是通过中间一条轴刚性质连接，竟然没有差速器。咱们都知道汽车主 转弯时，内侧轮子肯定要比外侧轮子行驶的距离短，汽车是通过差速器来调节这种差距，那火车没有差速器是如何实现转弯的？ 咱们前面说过，火车的轮子它不是平面的，如图所示，它是圆锥形，内侧大外侧小，这种结构设置有助于火车轮在重力的压力下，两边轮子只会向中间挤，不会滑出外面去。 但是火车在转弯时受到惯性离心力的作用，会使火车自然的向外甩，火车的轮子也会出现向一边倾斜的情况。如图所示， 这时外侧的车轮用大轮径接触钢轨行驶，而内侧的车轮用小轮径接触钢轨行驶，这样就能大幅度降低两侧车轮所行驶的速度差。 但是这种追行火车轮实现的速度差还是不能完美的达到差速器的效果，所以在火车转弯时，还是会出现轻微的一边轮子打滑现象，你们平时听到火车轮与铁轨摩擦的滋滋声，就是轮子打滑的声音。

火车轨道如此复杂，他是怎么实现安全变轨的呢？说到火车变轨，我们得先了解一下火车车轮的形状，他是一个外圆锥形，在车轮的内侧有一圈比车轮更大的圆盘，叫做轮圆， 他可以使车轮在运行中不会脱轨，而且还有一个重要的作用是能控制火车前进的方向。接下来我们来看一下火车变轨的过程。 火车变轨要依靠变动倒叉来实现，倒叉有转折机、尖轨、互轨等组成，转折机可以控制尖轨横向平移。 火车从 a 向 b 行驶时，上侧尖轨是远离基本轨的，但当车辆转向 c 时，转折机控制尖轨向上， 这时火车的右轮就不会与肩轨接触，轮员会引导车轮沿着 c 方向行驶，同时左轮被接轮引导也向 c 方向行驶，从而实现了变轨。 细心的朋友可以发现， b 和 c 是有一个交叉点的，火车变道时，车轮势必要经过这个地方，而这个交叉点会导致车轮侧翻。那这种情况该怎么避免呢？ 其实解决这个问题很简单，只要把这个交叉点断开，在轨道的连接处留出一定缝隙就可以了。但这样也会产生一个问题，就是车辆在通过缝隙时会产生颠簸甚至侧翻。 于是工程师们想到了把交叉的轨道延长，也就是异轨，这样在缝隙处轨道仍可以 支撑车轮前行。不过在车速比较高的情况下，还是可能出现脱轨，所以还需要在间轨两侧设置互轨，这样火车在通过时，互轨就可以稳定轮原方向，保证一侧的车轮始终在轨道上，避免高速变轨时车轮脱离轨道， 还可以降低车辆变轨产生的震动，起到固定轨道的作用。至于转折机是如何控制的， 我们在影视剧中经常看到火车经过之前，工人费劲的搬一个杆，这个杆就是控制转折机的。 不过在火车越来越多的今天，轨道非常密集，人工切换不再方便，所以现在的轨道切换都由地面基站的计算器统一控制，有效的减少了道岔扳错方向或扳不到 的情况。我们常见的火车都是双轨，而在日本有一种悬挂式的单轨列车，它的变轨跟火车相比，自动化程度更强。一般情况下，这种列车车身比路轨还宽。 在车辆变轨的路段，轨道是断开的，通过多条转向不同的移动轨道。在列车需要变轨时，电机会驱动这些轨道整体移动，与列车行进方向的轨道连接。 他们还自带锁紧装置，以确保连接稳固。在车辆通过后，移动轨道还会回到原位，在下一辆车到来时循环这个操作。 这种悬挂式单轨列车占地面积小，对城市道路的影响也比较小，非常适合人口密集的城市。在我们的山城重庆就有很多这样的单轨列车。

火车是如何变轨的？面对错综复杂的铁路网，火车又是怎么知道该走哪条路的呢？今天我们就来一探究竟。如同公路一样，铁路也难免会有交叉的地方。假设铁轨在交汇处，四个相交点融合在一起， 如果是汽车可以轻松在这些铁轨上通过，因为汽车轮胎表面是平整的，而火车则无法通过。 仔细观察你会发现，火车车轮类似一个圆锥体的截面，内侧有一圈比车轮更大的圆盘，叫做轮源。正因为它的存在，使得火车车轮紧紧卡在铁轨中间，在轨道上运行不脱轨， 所以火车车轮无法通过接触点。因此铁轨相交点要留有一定的间隙能够让车轮通过。这也就是为什么我们看到腿轨交汇处会有很多间隙的原因。如果单纯两条腿轨相交，交叉口就会形成一个菱形 交叉点，但仅仅靠这个交叉点，火车是无法切换轨道的。例如，火车在轨道 c 上行驶，通过交叉点只能到腿轨 a 上，而无法行驶到腿轨 b 上。而火车要想变轨道，轨道 b 上则还需要安装一组导轨和监轨， 监轨由变轨器控制，背向左或向右推动，当监轨移动到左侧时，火车车轮将被引导到这个弯曲的导轨上，从而使向轨道壁。我们会发现， 现实中铁路网会比上面这个模型复杂得多，这时就需要多个导轨和监轨组合使用，来实现火车在不同轨道之间换轨。 我们来看看下面这个模型，大家就会明白了。一条铁轨通向三条不同方向的轨道，再倒插有两组变轨器，当第一个变轨器的监轨靠左，无论第二个变轨器怎么动，火车都只会驶向右边的轨道。 当第一个变轨器的监轨靠右变时，第二个变轨器也靠右，火车会驶向左边的轨道。 当第一个变轨器的监轨靠右边时，第二个变轨器靠左边时，火车会驶向中间的轨道。所以火车能够在复杂的铁路网轨道上换来换去，都是由这一组组变轨器配合来实现的，而不是火车司机。

我们都知道火车是没有转向系统的，那么它是如何变换轨道的呢？火车车轮内侧有一圈大于车轮的轮源，两条铁轨将两侧的轮源卡在中间，使车轮不会左右移动，在为火车导向的同时，使火车平稳行驶不脱轨。因此， 火车变轨不是由火车司机控制的，而是由钢轨中农活动的倒岔来控制的。以简单的三岔路单开倒岔为例，当倒岔与左侧轨道贴合时，与右侧轨道变流，笼剂，轮原可以从缝隙中通过，火车则按照左侧倒岔引导的方向向右行进。 当道岔与右侧轨道贴合时，与左侧轨道分离，轮原沿右侧道岔导向火车向左侧行驶过。 过去的道岔都是由搬到工人控制的，而现在大都采用数控机械精准控制，基本杜绝了搬错方向或搬不到位的情况。

前方到站是本次列车的终点站，列车将开启右侧车门，请 带好随身物品准备下车。列车运行中，请站稳扶牢， 理解与支持 各位乘客，本次列车的终点站黄田坝到了，请带好随身物品从右侧车门下车，注意站台与车厢之间的间隙。 欢迎您再次乘坐成都地铁。