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動車(全稱動力車輛)是指在軌道上運行的擁有驅動裝置、能產生一定牽引力的機車車廂。它有兩大類別,一種是單節機車,只負責車輛牽引,不具備運載功能;另一種是動力車廂,不僅擁有牽引能力,還有運載功能,可以在車輛上運輸旅客或貨物。

一列火車若能獨立正常地行駛,就離不開動車,所有火車類型的交通工具包括高普速列車、地鐵輕軌列車和磁懸浮列車[1]等都有動車。

優越性能

跟用機車拖動普通車卡相比,動車組的優點是:

動車組在兩端都有駕駛室列車掉頭時無需先把機車在一端脫鈎後再移到另一端掛鈎,大為加快運轉的速度。同時亦減少車務人員的工作及提高安全。(機車亦可以用推拉操作達到一樣的效果)。

動車組可以容易組合成長短不同的列車。有些地方的動車組會先整成一列,到中途的車站分開成數截,分別開向不同的目的地。

當中動力分散的動車組以下的優點特別明顯:

動力效率較高;特別是在斜坡上。動車組車卡的重量放置在各個帶動力的車輪上,而不會成為拖在機車後面無用的負重。因為同樣的原因,動車組上的動力軸對路軌黏著力的要求較低,每軸的載重亦較少。因此選用動車組的高速鐵路路線,對路線的土木工程及路軌的要求都較為低。

電力動車組因為有較多的電動機,所以再生制動能力良好[2]。對於停站較多的近郊通勤鐵路、地下鐵路,這優點特別明顯。因為動車組運轉快、占地小,行走市郊的通勤鐵路很多都是動車組。輕便鐵路、地下鐵路使用的亦幾乎全是動車組。

動車不但能開動,而且動車和由動車組成的列車的加速能力遠遠高於傳統列車。以下文字試圖說明為什麼車輪驅動的動車加速比傳統列車快──某些BT動車和某些編組BT的傳統列車(比如一個調車機加一節平車)被排除在外,噴氣推進車輛/列車、直線電動機車輛/列車等不是由車輪驅動的也顯然被排除,僅就一般情況而言。

對於鐵路車輛/列車,軌道為驅動輪對提供向運行方向的前進摩擦力(下文簡稱進摩),為非驅動輪對提供與運行方向相反的阻礙摩擦力(下文簡稱阻摩)。車輪發生空轉前,輪軌之間是滾動摩擦,車輪踏面上與軌道接觸的部位和軌道上與車輪踏面接觸的部位不發生相對位移,因而在計算時可視作靜摩擦。

在車輪與軌面之間就發生滑動之前施加在車輪上的驅動扭矩由小到大逐步增加,進摩也隨之增大;而當施加在特定車輪上的扭矩大到超過軌道能為此車輪提供的靜摩擦力時,車輪與軌面之間就會滑動,車輪開始空轉,進摩幾乎變成定值──這個滑動摩擦力僅由輪-軌壓力和輪、軌自身的物理特性相關,而不再隨驅動扭矩的增大而增大。

當進摩大於阻力時,z/列車速率增加(由靜止起步或越跑越快);當進摩等於阻力時,車輛/列車速率不變(或停着不動);當進摩等小阻力時,車輛/列車速率減小(直到停止)──在非高速狀態下,阻摩在車輛/列車運行時的阻力中占主導地位,直接影響阻力大小。

大部分動車所有輪對都是驅動輪對,剩下的小部分中的大部分,驅動輪對也占到全車輪對總數的一半或更多,也就是說,絕大多數動車全部或大部分重力壓在驅動輪上,而傳統列車只有機車的質量壓在驅動輪上──一般機車重力在全列車中只占小頭,其餘全是累贅。

視頻

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參考文獻