火车高铁能跑起来,全靠这个升降架接触电网传送电力。就有好奇宝宝会担心了,这火车顶上的电线长期被磨损,他不会断吗? 你与其担心电线会不会断,还不如把注意力放到寿电宫顶上那个集电头会不会磨坏。因为相对于寿电宫而言,电线的磨损只是一瞬间的,火车嗖一下就过去了,而寿电宫顶上那集电头的磨损是实实在在的, 火车一天跑二十个小时,那他就得被电线磨二十个小时。所以第一代设计的受电工就遇到了这个磨损问题。 由于当时的火车无论白天黑夜都在跑这个集电头,长时间与电线摩擦,不可避免的加快磨损,一个集电头的寿命只有短短的几百小时,为了增加他的寿命,工程师们增加了集电头接触面积长度,并且把电线设计成 z 字形,这样火车在行驶过程中就避免了电线 一直只在集电头一个位置摩擦。这样设计虽然增加了集电头的寿命,但电线的磨损也是不能忽略的。所以在集电头上面又增加了一块碳刷,来降低对电线的磨损,因为碳刷的材质硬度相比于电线铜或铝的硬度要低很多。 但随着科技的发展,火车的行驶速度也越来越快,在速度增加的同时,受电工新的问题也随之而来。从视频中可以看出,受电工受到火车高速带来风阻的影响,接触面会抖动,与电线接触出现断续的情况,这会导致电火花的产生,影响安全的同时,也降低了双方的寿命。 为了解决这个问题,在一九零三年,有位叫做约翰 ku 布朗的工程师又发明出新一代的受电工,中间两条弹簧在自然收紧的状态下,即电头就升高。如果想降低他的高度,驾驶员只需往底部活塞推杆,增加空气压力即可。 这样的设计受到风阻的影响自然要小很多。驾驶员可以通过调整活塞内的气压力来决定集电头与电线的接触压力。这样的设计问题是解决了,但它并不够完美。 由于他的个头太大太笨重,受电工每次上升与下降都需要很大的动力来驱动,所以在一九五五年,有位工程师又对他进行了改良升级,由原来的双臂受电工改为单臂受电工。 他的智慧含量都集中在集电头上,无论受电功架子是上升还是下降运动,他集电头这台刷条始终能保持水平状态,他是如何做到的呢?我们先来看他下半部分结构, 从划线标志不难看出,它是一个四杆联动机构。当我们尝试旋转这条绿色的长杆,尾端这条短杆它会发生角度变化,把这条短杆延长,然后在末端安装上及电头的架子。我们只要旋 转这条绿色长杆,就能控制集电架上升与下降的高度。但是尾端这个架子的角度也会跟着改变,无法保持水平状态,以这角度接触电线就会造成巨大的磨损,所以在这个位置还要加入一条平衡杆。 但由于平衡杆是硬质材料,在受电工下降时,他距离无法缩短,所以在这个位置还要给他弄一个活动行程槽。这样的设置,无论受电工上升还是下降,他及电头始终能保持水平状态, 是不是相当完美了?然后再用电机连杆,就能控制单臂受电功的上升与下降。