為什麼火車軌道要沙子?
你知道嗎,火車必不可少的一樣東西,竟然是沙子。
火車頭裡,有一個專用的沙箱,每次火車行駛之前,裡面都會裝滿沙子。沙箱裡一邊連著司機腳下的一個開關,另一邊連著一根管子,延伸到車輪的前面。
火車啟動時,沙子就會順著管子噴出來。
這是因為,在啟動的時候,需要的牽引力是最大的。但由於鐵軌和車輪接觸面非常光滑,車輪只會原地打滑,反而浪費了發動機產生的牽引力。這個時候,就需要增大鐵軌和車輪間的摩擦力,沙子就派上了用場。
沙子落在鐵軌上,形成一個粗糙的接觸面,增大了車輪和鐵軌之間的摩擦力,車速就很容易地提上去了。
當火車需要爬坡時,也需要更大的牽引力,這時,火車也會噴出沙子。
減速的時候也一樣。當遇到緊急情況需要剎車時,火車也會先噴出沙子,增大鐵軌和車輪之間的摩擦力,以此來減少慣性的作用,幫助火車儘可能在短距離之內剎車。
雨雪天氣,沙子就更是必不可少。
火車輪下撒沙子,難道不會增加火車脫軌的風險嗎?
這些沙子,有國家標準,需要嚴格篩選的“火車專用砂”。
首先要把黃砂或者石英砂透過機械破碎,打磨成均勻的顆粒,每一粒大小都在2到3毫米之間。然後還要去除灰塵,保證塵土量低於5%。最後,還要在烤砂機裡經過700℃(℃讀作“攝氏度”)左右的高溫烘烤,直到水分烤乾,才能上崗。
這樣的沙子,細膩均勻,撒出來是薄薄的一層,火車上的你,連顛簸都感受不到。
反而是缺少沙子的火車,因為加速、減速過程中,車輪長期擦傷鐵軌,才更容易增加脫軌的危險。
不僅傳統火車需要沙子,就連高階的和諧號,也照樣離不了它。撒沙過程更加智慧,用電腦控制,根據車速變化,及時自動撒出沙子,對每次放出的砂量,也控制得更精確。
不過同樣在鐵軌上行駛的地鐵,由於發動機牽引力是由電腦計算的,會隨著速度增加而自動增加功率,所以就不需要沙子了。
駕駛室有撒沙按鍵,在下雨或者下雪的時候防止車輪打滑,車輪打滑不僅磨損鋼軌,對牽引電機也不好,還會完成測速不準,所以需要沙子。
爬坡時從車上灑在輪子前的鋼軌上,為了增加輪軌間的摩擦力。
加強機車與鋼軌間的粘著力或者叫摩擦力