除了PRT車輛之外,車輛主要使用鋼輪運行在鋼軌上,因為低滾動阻力和單輪上可以支承的沉重重量。一些高速交通系統利用運行在混凝土梁或“鋼軌”上的帶有橡膠輪胎的車輛并且這些車輛是自動導向的,這樣的車輛的缺點是較高的滾動阻力、更多的運行費用和較低的重量支承能力。橡膠輪胎系統的另一個缺點發生在穿過道岔的運轉中。在一個系統中 (圖19-18),橡膠輪胎相隔足夠遠,以允許在道岔位置鋪設帶有尖軌尖端和轍叉的正規鐵路軌道結構。車輛每端具有兩個鋼輪和一個輪軸。隨著車輛接近道岔,混凝土鋼軌向下傾斜以致于車輛支承在鋼輪上通過道岔,在此之后混凝土鋼軌向上傾斜以再次支承車輛。在這種橡膠輪胎系統中,車輛必須以較低的速度運行通過道岔。
巴黎Metro橡膠輪胎高速交通車輛的導軌和車輛橫斷面
注: 對于通過道岔的引導需要鋼軌和車輪。
PRT系統為專門的用途設計,并使用一種最能滿足這個用途的車輛。這些系統大部分用于轉移機場或旅游中心的乘客。橡膠輪胎是首選的,一部分是因為它們能為陡至10%的坡度提供牽引力。如果導軌遭受雪或冰,必須在寒冷天氣中加熱輪胎的運行表面。磁懸浮支座也在考慮中。每個車輛的運客量從4個座變化到20個。大部分車輛以單節或兩節運行,不過有些以5~8節車廂的列車運行。
1 牽引的方法
用于城市間客運和貨運系統的列車主要由柴油電力機車移動。在交通密度保證的地方,電力機車和一個高架的承力索或一條導電軌一起使用。大部分通勤系統由柴油電力機車產生動力,在有些車廂帶有推拉式控制機構,所以在路線的每個終端列車不需要回轉。有些通勤系統是電氣化的,并且每節車廂擁有它自己的電動機,因此不需要單獨的機車。所有的城市高速鐵路運輸都是電氣化的,并且每節車廂對于每個軸具有一個驅動電動機為必需的高速加速與降速給出充分的附著力。私人高速交通系統也是電氣化的。不過,一些PRT系統由沿著導軌相隔一定距離安置的線性感應電動機推動。推動力由車輛底部的反應板來完成。FTA贊助的對PRT系統的研究包括下列制導的縮型車輛系統: 懸浮的單軌道,混凝土導軌上的空氣懸浮,鋁導軌上的橡膠輪胎以及在混凝土導軌上的橡膠輪胎。當然也能開發其他系統。
因為調車是私人高速交通的一個如此重要的部分,所以傳統的雙軌系統具有一個重大的優勢,雖然它將是困難的但并非不可能克服。例如,示于圖19-19的載人移動器車輛支承在橡膠輪胎上,并且由另外一套壓在鋼導梁上的橡膠輪胎制導。對于調車,導梁的一端可以來回移動以排列起想得到的軌道。示于圖19-20的私人高速交通車輛支承在4個橡膠輪胎車輪上,并且在導軌上由另外一組四橡膠輪胎車輪引導。導輪可以是計算機控制的以使得車輛沿著左邊或右邊的導軌面。因而,在車站,通過引導導輪沿著一個導軌面,可以使車輛通過; 或者使車輛進入車站軌道稍做停留,通過引導導輪沿著另一個導軌面。在導軌上不需要其他的可動部件使車輛迂回或停在一個車站。
Westinghouse載人移動器系統的導軌和車輛的橫斷面
帶有單個高架導軌的波音私人高速交通系統的輪廓圖
注: 位于西弗吉尼亞大學,磨根城,W.V.車輛容納8個座位和13個站位。速度范圍達30mi/h。在高峰期間,這個系統運行在預定的基礎上; 否則,在乘客要求的自助式服務基礎上。加熱輪胎運行表面以融化雪或冰。
任何類型的系統的支座可以是車輪 (鋼輪胎或橡膠輪胎),氣墊懸浮 (圖19-21) 或磁懸浮 (圖19-22)。因為每種類型的懸浮都是昂貴的且復雜的,于是必須有高于一切的優勢以證明如果使用這樣的一個系統花費是應當的。
運輸系統的動力可以是柴油發動機,電動機,燃氣輪電力發動機,燃氣輪液壓發動機,噴氣推進發動機和線性感應電動機 (圖19-21),或者氣動的。在任一給定運輸系統的推進器類型的選擇中,必須考慮每種的成本和特點。關于柴油電力驅動和電動機驅動有大量經驗,關于燃氣輪電力發動機和燃氣輪液壓發動機有一些經驗。經驗表明,與柴油電力驅動或電動機驅動相競爭是困難的。到目前為止,渦輪電力驅動或渦輪水力驅動的效率還趕不上另外兩種。
履帶氣墊車原理示意圖
注: 帶有用于線性感應電動機的垂直反應軌。
對于高于100mi/h的速度,電動機驅動優于柴油電力驅動,因為電動機驅動不需要牽引發電設備的重量; 而且,對于短期時間,它可以從承力索上吸收大量電力,而柴油電動機具有固定的最大電力。
使用支承在傳統軌道的鋼軌上的電動電力機車的試車中已經得到了超過200mi/h的速度。
然而,為了有規則地得到200~300mi/h的速度,車輛可能必須用線性感應電動機或渦輪噴氣發動機來產生動力。不過,因為噪聲級后者可能是不能采用的,并且對于如此高的速度,前者在保持軌道電抗器成一精確直線和平面以及維持它免受風積的巖屑、沙、雪和冰中有困難。在這樣的速度下,克服空氣阻力所需要的電力是相當大的。
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