在大城市中,地铁无疑是最常用的交通工具 。
然而 , 对于地铁是否会转弯与上下坡的问题,却很少有人知晓 。毕竟,较公交车而言,地铁相对平稳,也相对封闭 , 乘客无法根据自身感觉与窗外景象判断地铁具体的行进状态 。
那么,在实际运行过程中,地铁究竟是否会转弯,又是否会上下坡呢?下面 , 就让我们来好好研究下这个问题吧!
地铁转弯吗?对于地铁是否会转弯这个问题,答案是肯定的 。在实际的运行过程中 , 地铁需要行使一段较长的距离 , 其中势必要通过不少弯道 。
但车厢内的乘客,却很少感受到地铁正在转弯 。其中的原因就要从地铁列车及线路设计上说起了 。
根据基本的力学原理,任何交通工具转弯时,都需要向心力(指向弯道圆心的力) , 而且转弯速度越快,弯道越急,需要的向心力就越大 。
地铁在转弯时,同样需要向心力,否则无法维持沿圆弧的运动 。地铁的向心力由自身重力和铁轨反作用力的合力提供 。
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就像上图中揭示的那样,地铁弯道处的两根钢轨并不像在直道上那样平行,而是呈现外侧铁轨高于内侧铁轨的情况 。
其中的原理很简单,在通过弯道的过程中,地铁列车本身就没有与地面在一个水平面上,而是向内侧铁轨方向倾斜 。
这样,在重力和铁轨反作用力的共同作用下,列车就可以获得足够的向心力,顺利完成转弯 。
如果弯道处的铁轨也保持在一个水平面上,轻则会损伤铁轨与车轮 , 重则会使通过弯道的地铁列车倾斜角度过大,最终导致列车脱轨 。
那么问题来了,为什么地铁里的乘客,几乎感受不到列车在转弯时的倾斜呢?
其实在设计过程中,专家们充分考虑了这一问题 。为了最大程度保障乘客的乘车体验,地铁车厢被放置在空气弹簧上 。
它的作用是通过空气的充排,让整个地铁列车处于平稳运行状态 。这样的空气弹簧,在每个转向架上都有安装 。
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当然,仅仅靠空气弹簧还不足以解决列车转弯时的平稳运行问题,这时候就需要高度调节装置大展身手了 。
当地铁列车在转弯过程中,不可避免地向内侧方向倾斜 , 高度调节装置就会对空气弹簧的充排气进行有效控制 。
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内侧的高度调节装置受到列车倾斜影响,被挤压向下,开始进行充气操作;外侧的高度调节装置则对应地开始排气 。
在这两侧空气弹簧与高度调节装置的综合作用下,转弯时地铁的外侧车轮虽然比内侧车轮高,但是列车车厢依然能在转弯过程中保持水平状态 。
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需要注意的是,为了避免极端情况的发生,地铁列车与转向架之间有钢锁连接,以防止弯道两侧的空气弹簧与高度调节装置同时发生故障,这样地铁列车就不会因为车身过度倾斜而侧翻 。
地铁上下坡吗?在地铁转弯的问题解决后,地铁上下坡的问题又出现了 。在正常运行过程中,地铁确实会出现上下坡的情况,但由于坡度不大,使得上下坡不易被地铁列车内的乘客所察觉 。
成都地铁运营公司的列车驾驶员凌浩在接受媒体采访时,就“进站时列车是在上坡,出站时是在下坡”问题做出解释 。
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