回顾一边跑一边喷,正在行驶中的火车,为什

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火车在铁轨上行驶居然要喷洒砂子,这样做的目的是什么?

列车在铁轨上行驶,车轮会把钢轨磨的锃亮,这时火车轮子与铁轨的摩擦力就会变小,火车之所以能够前进全靠车轮与铁轨摩擦力,摩擦力小,火车前进时就会耗费更多的能源。

火车刚发明出来时,撒砂子是需要手动操作的,司机到某一路段会招呼自己身旁的副手往铁轨上撒砂子,副手用铲斗将砂子铲进车厢里的漏砂口,这个漏砂口正对着铁轨。后来撒沙子的工具更加先进,由手动改成了脚动。当需要撒砂时司机会用脚踩漏砂阀门,砂子会均匀的漏到铁轨上。

每次列车发车前,车组成员都要检查砂厢,如果不够就需要加砂。即便是目前中国最先进的动车,也有这个撒砂的装置。与老式蒸汽火车相比,动车的撒砂装置自动化程度更高。

火车在行驶过程中不是每时每刻都要撒砂子,只有以下情况司机师傅才会选择撒砂子。

第一种情况是上坡。上坡的时候火车对铁轨的压力与重力的分量相等,水平时火车对铁轨的压力就等于重力,而摩擦力与火车对铁轨的压力成正比,比值为摩擦系数u。显然火车上坡时摩擦力是减少的,这时不能增加火车的重力,那只能增大摩擦系数,撒砂子是最好的选择。

第二种情况是雨雪天气。这时铁轨很滑需要用砂子来增大摩擦,雨雪天气时是最费砂子的,全程都要撒。老式的火车只要在火车牵引头轮子前面撒砂就可以了,因为只有它需要摩擦力,后面的车厢承重轮摩擦力越小越好,这样可以节省燃料。现代动车就不一样了,动车组每一节车厢都提供动力,在雨雪天气时每一节车厢下面都要撒砂。

第三种情况是刹车。火车的质量大惯性就大,在高速行驶时想要把车停下来非常困难,刹车距离以千米计算,在进站前列车司机就要准备刹车。为了缩短这段距离,每个车轮前都要撒砂子,火车一制动砂子提供摩擦力就会让火车减速,不撒砂子火车的制动距离会增大30%。家住车站附近的小伙伴如果有机会可以到铁轨附近看看,靠近车站路段铁轨上的砂子会很多。

撒砂子有哪些好处呢?

首先砂子可以保护铁轨,减少铁轨和车轮的磨损。在火车运行时车轮会把大颗粒的砂子磨成粉末,这个破坏原本是要施加在轨道上的。

其次砂子可以带走铁轨上的污渍防止钢轨表面锈蚀。铁轨上的污渍来源有很多,主要有两个来,一个是火车轮子轴承的润滑油,这些润滑油形成的油污会留在铁轨上,砂子可以把这些油污带走。油污通常是防锈的,为什么要说砂子可以避免铁轨生锈呢?这就要看看列车在铁轨上留下的第二种污渍了。

老式列车在行进时会在铁轨上留下大小便,这些粪便会加速铁轨的腐蚀。老式火车的粪水是直接排放到铁道上的,难免会溅到轮子上,这时铁轨上就附着了尿液和大便,撒砂子可以把这些大便和尿液清除掉。原理就和农村大娘清理鸡屎一样,在扫鸡屎之前先用灰铲到灶台下铲些青灰,把草木灰覆盖到鸡屎上,用扫帚就非常容易扫除了,火车的砂子就相当于青灰。

火车撒砂厢是怎么运行的呢?能想出铁轨上撒沙装置的人真是个天才。

主要靠风吹,当司机踩撒砂踏板后撒砂阀门打开,与此同时撒砂风路开通,气流进入风路以后将砂厢底部的砂子吹到撒砂管中,砂子在重力和气流的作用下撒到铁轨上,每个撒砂管都正对一个车轮。砂子没有了,到站点后工人会用加砂机往砂厢里添砂。

列车上使用的砂子都是经过筛选的,太大了可能导致脱轨,太小了起不到任何作用。沙漠里的砂子是不能用在列车上的,从河里掏出来的那种白色的砂子是最合适的,直径在2毫米左右,含量不得少于80%。

火车行驶一次能消耗掉多少砂子?这些砂子不会堆积在铁道上吗?

从铁道相关部门的新闻我们可以得知,一列和谐号动车总共有8个砂厢,每个砂厢加满需要公斤的干砂,每天我国的高铁需要多吨的砂子来维持列车的运行。这些喷出的砂子并不会留在铁道上,砂子被车轮碾压后颗粒会变得更小,火车在行驶时产生的气流会将它们吹走,一般不需要处理,只有在岔道处的砂子需要铁路工人定时清理,铁路工人的日常工作也是很艰苦的。




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