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摆式列车

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''' 摆式列车 ''' (或称倾斜式列车、摆锤式列车、摇摆式列车、振子式列车; [[英语| 英文 ]] 译名:Tilting Train)是一种车体转弯时可以侧向摆动的列车。相较于普通列车,摆式列车通过一般弯道时会以较快 [[ 速度 ]] 行驶,可以节省行驶 [[ 时间 ]]
==原理==
当任何车辆以高速转弯,车内的物件和乘客都会受到惯性的影响。因为车内的物件以本来惯性直线前进,与车辆转弯后的前进方向不一致,于是产生了相对的速度变化。在铁路列车上,引致 [[ 车厢 ]] 内的物件和行李倾侧滑行,座位上的乘客亦会被压向一旁,而站着的乘客更可能失去平衡跌倒。
[[ 飞机 ]] [[ 自行车 ]] 能够以较高速转弯,因为它们在转弯的时候都会向侧面倾斜。但 [[ 汽车 ]] [[ 铁路 ]] 列车的车轮必需着地,本身并不能够倾斜。为了使到它们可以无需减速高速转弯, [[ 高速公路 ]] [[ 高速铁路 ]] [[ 路轨 ]] 在弯曲处都被建成向内倾斜的弧形。这样 [[ 交通载具 ]] 及车内乘客所需要的向心力便可以由重力的分量来提供。
对汽车使用的道路来说,这种倾斜非常重要。如果汽车转弯时的速度过高, [[ 轮胎 ]] 和地面的 [[ 摩擦力 ]] 会不足以提供够大的向心力,导致转弯曲率不够大, 而偏离 [[ 车道 ]] 。对铁路来说,重心高的车辆以太过高的速度驶过急弯,亦存在着翻侧的可能性。将路轨建成斜的弧形亦是避免这种可能的方法。但是一般来说,当列车还未接近足以翻侧的速度和急弯,乘客所感受到的不适已非常严重。故此大多数的 [[ 铁路 ]] 设计时所考虑到的,并非避免车辆翻侧,而是乘客所感的不适。
弧形路轨所需要的倾斜角是根据预计车辆经过行驶时的速度来决定。如果车速高,倾斜便要较多。部分在1960至1970年代所建成的高速线路却出现了一个问题,适合高速客运列车行驶的倾斜角度,并不适合普通速度的客车和货车。 [[ 法国 ]] [[ 日本 ]] 的高速铁路结果都需要建造专线,尽量减少弯曲的线路。至于其他因为多山,或者没有空间或金钱投资建设新线路的国家,唯有采用其他方法提高铁路的运营速度。例如 [[ 英国 ]] ,多数的铁路都是早年车速甚低的时候建造。这些线路现在都变成了建筑密集的地区,要重建比较困难。 [[ 意大利 ]] 则因为多山,线路必然多弯。这些国家于是 [[ 投资 ]] 发展了摆式列车。
摆式列车供乘客乘座的车体在转弯时可以侧向摆动。当车辆向左转时,车体向左倾摆,让重力提供足够的向心力让车产生向左之 [[ 加速度 ]] 。列车可以是靠 [[ 惯性 ]] 自行摆动的被动摆式,亦可以是由计算机控制,动力辅助的主动摆式。
早期的车体倾斜装置可区分为:利用惯性把 [[ 向心力 ]] 透过连杆等 [[ 机械 ]] 装置使车体自然倾斜的“自然摆式”(被动摆式)与利用感测器检测向心力大小再透过电动或 [[ 油压 ]] 等方式强制使车体主动倾斜的“控制形摆式”(主动摆式) ;前者主要是由日本于国铁时代所研发并加以实用化,而后者主要是由 [[ 欧洲 ]] 方面所主导,其中又以意大利所开发的摆式列车最为成功与普及。
在日本,自然摆式的列车开始运营以后,便有许多乘客出现类似晕车或晕 [[ ]] 的不适应感。经追查后发现其最大原因在于:自然倾斜装置在使列车倾斜地通过曲线轨道后,恢复正位时会产生如 [[ 钟摆效应 ]] 般的左右来回晃动。在了解原因后,开发者为此增加了抑制来回晃动的机构。之后又为了加强自然摆式列车的性能,增加了利用列车上的ATS检知系统,预先得知前方弯曲线路的 [[ 材料 ]] ;使列车在进入曲线 [[ 轨道 ]] 前先缓缓地倾斜车体,并在通过曲线后迅速地恢复正常位的控制形自然摆式。此种倾斜方式于1990年代开始进入实用化,并受到民营化之后的各家JR旅客铁道公司青睐而纷纷加以采用  除了上述的车体倾斜控制系统,另外还有一种利用转向架上空气弹簧气压控制列车微幅倾斜的装置。 相对于传统的倾斜装置,这种利用空气弹簧内的气体压力改变而伸缩,使列车能微幅左右倾斜的装置。此装置有着低成本与轻量化的好处,故也被称为简易型倾斜装置。不过此种倾斜装置除了因为空气弹簧机械特性而使反应较不灵敏外,也因为其频繁伸缩亦会加速相关组件的耗损速率。在日本,最新型的N700系新干线也采用了这套简易系统来提升其过弯的速度
除了上述的车体倾斜控制系统,另外还有一种利用[[转向架]]上[[空气]][[弹簧]][[气压]]控制列车微幅倾斜的装置。 相对于传统的倾斜装置,这种利用空气弹簧内的气体压力改变而伸缩,使列车能微幅左右倾斜的装置。此装置有着低成本与轻量化的好处,故也被称为简易型倾斜装置。不过此种倾斜装置除了因为空气弹簧机械特性而使反应较不灵敏外,也因为其频繁伸缩亦会加速相关组件的耗损[[速率]]。在日本,最新型的N700系新干线也采用了这套简易系统来提升其过弯的速度。
==视频==
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