时速350公里的高铁,刹车居然基本不靠刹车片?动车一秒能冲出近百米,凭啥能做到说停就停,还能在站台100%精准对位,这背后到底藏着什么黑科技?
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高铁为何不靠刹车片刹车?
大家坐高铁时应该发现了,明明高铁以350公里的时速狂飙,可进站减速却相当丝滑,几乎感受不到刹车的顿挫感。这是因为刹车片并不是高铁的刹车主力。
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咱们印象里的刹车,都是依靠闸片压紧车轮,借助摩擦力减速。小到自行车,大到绿皮火车都是基于这个方法,这叫机械制动。这种刹车常伴随抖动,还有尖锐刺耳的摩擦声。
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可高铁整车重达500吨,稳定跑出350公里时速,如果纯靠摩擦刹车,速度归零的这几分钟里产生的热量,足够把一整座标准泳池的水瞬间烧开。车轮也会被直接烧软、报废,根本行不通。那高铁究竟靠什么减速呢?
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高铁是如何刹车的?
高铁停车主要用电力。高铁列车上面都有一个翘起的小天线,名叫受电弓。受电弓会紧紧贴住轨道上方的接触网,平时高铁前进时,都是通过受电弓从接触网取电,再把电传输给车体下方的牵引电机,驱动列车向前奔跑。
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等到要刹车时,牵引电机立刻切换成发电机模式。车轮带动电机旋转,产生反向的阻力,不仅能在悄无声息中,完成平稳减速。而且还能把列车前进的动能,转化成电能,再通过受电弓返还给接触网。这样一来,又能用回收的电力,供给沿线其他高铁运行,一举两得。这套方式叫作再生制动。
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此外,高铁上配备有涡流制动和风阻制动两套辅助系统。所谓涡流制动,就是利用转向架上的磁铁和钢轨之间的磁场,产生一个反向涡流阻力,抵消列车前进的动力。而风阻制动更简单粗暴,车顶挡板直接升起,依靠空气阻力辅助减速。
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为何高铁能实现精准停车?
不过虽说高铁减速主力不靠刹车片,但想要完美精准停稳,刹车片依旧是关键一环。高铁之所以能做到次次平稳进站,精准对位,靠的是两大车载“大脑”:ATP、ATO,以及地面应答器。
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ATP是列车的自动保护系统,负责实时计算列车的速度曲线和线路坡度,随时调整牵引力和制动力。ATO是列车自动运行系统,相当于高铁的人工智能司机。
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而地面应答器是在高铁轨道上,每隔一段就会布设的感应装置,它像是轨道上的数字坐标。高铁驶过时,列车底部的天线会通过电磁感应,激活应答器。应答器就能识别出列车位置、线路坡度和标准速度,再把数据实时传输给列车的ATP和ATO。哪怕身处隧道这种GPS信号盲区,列车依旧能精准锁定自身位置。等列车快到站时,两套系统就会提前演算完整的减速曲线,分级平稳制动。
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然而想要做到车厢门和站台标记严丝合缝,最后一步依旧需要司机操作刹车片,把停车精度收束到厘米级别。等司机肩膀对齐站台的“动车组停车位置”牌子,才算完成百分百精准停靠。
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参考资料: 1. 高铁和火车竟然有这多么种制动方式——新浪财经 2. 高铁列车如何精准对标停车?——人民铁道报 3. 误差不超过20厘米,高铁如何做到精准停靠?——人民网 4. 高铁列车为什么停车那么稳?原因找到了!——北京铁路
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