轻型列车通风驱动装置 - 带真空驱动装置的机车车辆

轻型列车通风驱动装置 - 带真空驱动装置的机车车辆

除自行车外,所有交通工具都比其所承载的负载要重。若非如此,所使用的能源将得到更有效的利用。由真空泵驱动的大气铁路正是如此。
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如今,一辆汽车,即使是小型汽车,其重量都远不止一吨。哪怕就载两个人,仅车辆运行仍需近 90% 的能量。在此例中,乘客所需能量仅 10% 多一点。即使是满载情况下,有效载荷和车辆重量之比也很少超过 1:4。我们发现,飞机同样有此不利,而铁路的情况则更糟。

省掉车载驱动装置

在传统汽车中,驱动装置绝对是最重的部件之一。自行车之所以效率高,是因为其乘客就是驾驶员。但是,发动机真的需要如影随行吗?实际上,更好的做法是,在路线的某个位置安装发动机,然后将其动力远程传输至车辆。这是上上个世纪工程师们的想法。19 世纪 40 年代,爱尔兰和英格兰修建了第一条大气铁路线。

其基本思路很简单:在轨道之间铺设一根管道,管道顶部开槽并使用柔性密封件密封。管道内部有一个活塞,几乎完全填满管道的直径。管道固定于列车车厢底部,两个管道之间的连接通过管槽上的密封件来实现。真空泵在火车前方产生真空。活塞被沿着此方向拉动并一同拉动车辆。在背面,一个正压压缩机起辅助作用。

第二次尝试获得成功

19 世纪,材料和技术尚未达到所需水平,无法充分密封管槽和有效操作真空泵。如今,依托现代化技术,这些问题得以解决。巴西工程师奥斯卡·科斯特 (Oskar Coester) 因而得以在 20 世纪 70 年代开发 Aeromovel(气动车辆)。此运输系统的运行原理与 19 世纪的大气铁路相同。

现代化版本的系统在轨道之间有一个矩形轴(而非圆形管道),内部有一个矩形传动板(而非活塞)。固定泵的动力既用于列车前方的真空,也用于列车后方的正压。在 1980 年的汉诺威贸易博览会上,试驾了一辆试验车。目前有两个 Aeromovel 投入运行:一个是印尼主题公园长 3.2 千米的环形铁路,另一个是巴西阿雷格里港机场长 1000 米的铁路。另有其他安装方案也已制定。当 Aeromovel 满载时,有效载荷与车辆重量之比达到潜在破纪录值,即 1:1。

蒸汽机车除了自身的吨位重量外,还需要携带大量的硬煤。而这个替代蒸汽机车的早期产品,实际上有诸多优势。1845 年,伦敦至克罗伊登路线的大气铁路最高时速达到每小时 160 公里。这一纪录直到约 60 年后才被蒸汽机车打破。然而,大气铁路路线在不久之后近乎全部停止运行。

一个致命弱点就是管槽的密封。密封件通常用牛皮制成,用肥皂、鱼肝油等类似物质润滑。然而,皮革在霜冻时会变得又硬又脆。此外,使用的润滑剂会吸引老鼠,而老鼠会咬坏密封件。真空泵的蒸汽发动机本就效率不高,又没有信号技术来跟踪列车,只是严格按照时间表工作。如果列车晚点,则会不必要地消耗更多煤。有些列车还很难在月台高度精准地启动和停止。因此,蒸汽机车的缺点也好,进步也罢,终是使这项充满前景的技术暂时止步于此。


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