当前位置: 剪切机械 >> 剪切机械优势 >> 高铁为什么用电不用油,用柴油机不好吗
汇总:
高铁
动车
地铁
轻轨
部分船舶舰艇
这些钢铁巨兽都不是“内燃机车/船”。
很多人提到“火车”都会以字面上的意思来理解,认为火车是烧油的,其实这种错误的解读;如果从字面上来解读,火车应该是烧煤的蒸汽机车才对,然而这种技术早就淘汰了。现在的火车基本都是电力机车,只有极个别负责特殊任务的车头属于内燃机车;但是这些内燃机车也不是用柴油机直接驱动车轮,而是用柴油机发电,用电动机来驱动列车行驶。
来看两张图片:
A.大型柴油机
B.列车用异步电机
柴油发动机的体积非常大,如果用于驱动列车的话,一辆列车最起码有两节车厢的空间会被直接浪费掉;一节用于安装发动机,一节用于连接变速器!柴油机属于内燃机,这种发动机不宜以过高的转速运行,原因首先是其过低的热效率,以消耗燃油转化机械能(动力)的过程中,大量的热能都会被浪费掉,只有有三四成能转化为动力;所以柴油机以高转速运行的耗油量会非常大,成本则无法控制。
其次内燃机在运行中存在磨损的问题,用于润滑的机油也会在高温、高压和高频率剪切中快速老化;长时间高转速运转会快速缩短其使用寿命,所以才需要用变速器来控制转速,变速器的功能是低速时放大扭矩、高速档放大车速以降低转速。
驱动列车行驶需要超大的扭矩,虽然柴油机能提供足够大的扭矩,但是变速器却扛不住造;早期研究的列车用变速器就有整节车厢那么大,传动轴也大的很夸张,然而在试验过程中还是出现了传动轴断裂的情况,差点酿成严重事故。至此柴油机驱动的列车方案就被放弃了,看来还是电动机最理想;因为电动机没有磨损的问题,使用寿命超长,并且电动机的效率远高于内燃机,高转速运行也能合理控制电耗,所以就不需要用变速器来放大车速,直接以高转速提升车速即可。
重点是电动机起步即可爆发最大扭矩,用于牵引此类钢铁巨兽再合适不过,于是体积小巧的电动机就成为了一系列重型载具的发动机。
不仅是列车,潜艇在潜航时也用电机驱动,一些船舶也不例外;包括现在的公共汽车也基本都是电动客车,这些车分为两类,其一是纯电动汽车,其二是可纯电动驾驶的增程汽车,车辆也会配备柴油机,但也只是用于发电。
纯电动客车还有一种“无轨电车”,车顶上会有一组受电弓;在进入主路之后会升起受电弓,受电弓会搭在上面的电网上,此时就是电网给电机供电或同时为电池组充电。
这个模式和火车一样,高铁、动车和地铁都是通过该方式取电的,区别在于无轨电车在脱离电网之后可以由动力电池供电,火车则只能滑行,比亚迪的云轨属于轻轨,其同样具备动力电池,是比较特殊的轻轨,可保证在电网断电时能应急开到车站。
这个模式在货车领域也开始了应用,一旦公路网能覆盖“充电道路”,那么搭载受电弓的货车就能够实现无限续航了。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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