火车如何运行

当我们说火车时，我们不仅仅指托马斯坦克引擎。相反，我们指的是一整套:火车车厢、铁轨、开关、信号和火车头，虽然不是所有的火车都依赖火车头来拉动，但我们提到的大多数火车都依赖火车头。

在火车头的带领下，连在一起的火车车厢紧随其后，甚至满载着货物和乘客马戏团在某些情况下是动物。铁轨操纵着火车还有其他一些我们稍后会讲到的功能。因为许多火车在同一条轨道上运行，所以开关和信号控制着交通。让我们来分析一下。

将鼠标悬停在零件标签上，以查看每个零件在柴油机上的位置。

他们的工作机车就是把化学能从燃料(木材、煤、柴油燃料)转化为运动的动能。最早的火车头是用蒸汽机做的，你可以在蒸汽技术如何工作。的蒸汽机车持续了大约一个世纪，但最终被柴油机车这是一个巨大的机械奇迹，可能包括一个巨大的发动机电为列车提供电力的交流发电机或发电机。事实上，柴油机车有自己的文章——柴油机车如何工作。许多列车在整个队列中散布多个机车，以增加和分配动力。

除了蒸汽和柴油动力的机车，许多火车完全依靠电力运行。他们从沿着轨道的第三条轨道或电线获得电力。变压器从线路转移电压，电流驱动轮子上的电动机(交流或直流)。电力机车被用于地铁还有许多通勤铁路系统。

操作人员通过油门、倒车装置和刹车来控制列车。的节气门控制机车的速度。的换向装置使火车头能够后退。的刹车允许机车减速和停止。无论是哪种类型的机车，都使用空气制动器和手动制动器来停止发动机。空气制动器利用高压空气驱动制动脚抵住车轮。刹车片和车轮之间的摩擦减缓了车轮的运动。操作员还会把发动机的油门调回来，以减缓火车的速度，就像你停车时把脚从油门踏板上拿开一样。在空气制动器失效的情况下(通常在没有足够的空气压力来驱动它们时)，也会使用机械式手制动器。

所有的火车车厢都有底盘它包含轮子和缓冲驾乘的悬挂系统。在起落架的两端，耦合器，它们像钩子一样连接着汽车。

起落架的顶部是什么取决于有轨电车的类型，有几种。

继续阅读，了解是什么引导火车旅行。

铁轨引导着列车，作为列车运行的低摩擦表面，经常将列车的重量转移到下面的地面上。轨道也可能提供电沿着第三条轨道供电，你应该还记得。

铁轨由两条相距一定距离的平行钢轨组成计。标准尺寸是4英尺8.5英寸(1435毫米)。这些铁轨由铁路连接起来关系(在欧洲称为枕木)，可能由木材或混凝土制成。钢轨通常用螺栓固定在枕木上。领带被固定在松散的砾石或压舱物。压舱物通常由松散的石头组成，有助于将负载转移到下面的基础上。系带“漂浮”在镇流器上，轨道的重量使它们保持稳定。

当铁路工人铺设铁轨时，他们经常使用一种平底钢轨，类似于建筑中的工字钢大梁。栏杆有一个宽的底座或脚，一个窄的网和一个头(比网宽，但没有脚宽)。铁轨的重量在每码80到160磅(36到73公斤)之间变化，这取决于在轨道上运行的火车的类型和国家。轨道段之间可以用螺栓连接的钢板(称为鱼尾板)连接，但大多数现代轨道段是焊接在一起的，以提供平稳的行驶。

在铁轨下面，铁轨有时会加装软垫或压载。地基可以用沙子或混凝土制成。在许多情况下，铁路轨道是高出周围地面的，并有排水系统水。它们还可能被栅栏包围，以防止动物和人在轨道上游荡。最后，电动列车将有第三条电力轨道或伸出的电线来供电。

钢轨可以是直的也可以是弯的，因为钢轨很容易弯曲成形状。根据地形的不同，一些弯道可能会有轻微的角度或倾斜，以帮助火车在通过弯道时保持在轨道上。在轨道上的各个点，轨道可能有开关它可以将火车从一条轨道移动到另一条轨道。开关和伴随的轨道对控制交通很重要。例如，当两列火车在同一条轨道上运行时，一个开关可以让一列火车在另一列通过时驶离到一个等待轨道上。换向器还可以改变火车的方向，比如把它从南北轨道移到东西轨道。许多火车站都有换码在那里，火车被组装并移动到不同的轨道上。

最后,信号沿着轨道可以让列车操作员了解前方的交通状况。信号控制着火车交通，就像交通信号灯控制着道路上的汽车交通一样。除了信号外，许多机车还装有无线电和计算机终端，利用信号中心提供的信息来监测交通状况空中交通管制电台。

现在我们有了机制，让我们看看它们是如何组合在一起来移动包裹和人员的。

铁路也许是最便宜的陆路运输方式。根据美国铁路协会(AAR)的数据，美国货运列车系统在交通量、运货量、收入、可承受性、轨道里程和其他指标方面都处于世界领先地位。

美国货运铁路包括以下几类:

【来源:AAR］

货运铁路运输很多东西，但最常见的是煤炭电发电厂(44%的吨位和21%的收入)。化学品、农产品、非金属矿物、混合运输和其他商品构成了主要类别。2007年，一级铁路运输货物超过19亿吨(合17亿公吨)，收入约530亿美元。货运铁路是根据货物的重量和运输距离来赚钱的。行业使用吨英里作为基本单位，一级铁路在2007年运载了超过1.7万亿吨英里[来源:AAR］．

在美国，铁路公司自己拥有铁轨。联邦政府在19世纪给铁路公司的土地赠款使铁路公司拥有轨道。此外，美国货运铁路公司是私人所有和经营的，没有政府补贴。虽然铁路公司拥有使用的数千辆货车中的一部分，但汽车公司和其他托运人实际上拥有大部分货车。

货运铁路的国际领导者是美国、俄罗斯和中国。与美国不同的是，欧洲的铁路大多为政府所有。它们主要运送乘客，在较小程度上也运送货物。然而，这种情况正在发生变化，货运变得越来越重要。欧洲铁路公司靠货运赚的钱不如美国同行多。他们的情况似乎与1980年斯塔格斯铁路法案通过前的美国货运铁路类似。

然而，在客运方面，欧洲铁路领先了数百万米，你将在下一篇文章中读到。

在美国火车旅行的早期，货运铁路提供客运服务，但收入不高钱。1970年，国会成立了美铁公司，从货运铁路公司手中接管客运服务。Amtrak在东海岸、中西部和西海岸的主要城市地区运营走廊服务。它还提供跨国服务。

美铁在东道国铁路公司拥有的轨道上运营。事实上，美铁70%的线路为一级货运公司所有。它服务于46个州的500多个目的地。2007年，美国铁路公司运送了2580万名乘客(平均每天300列火车运送7万名乘客)。

美国铁路公司通过提供客运和通勤服务，获得联邦、州和地方政府的支持。尽管有政府的支持和增加的客流量，美国铁路公司还没有盈利。2007年，美铁的支出超过收入约10亿美元。造成资金短缺的一个潜在原因是美铁面临来自中国的激烈竞争汽车而且航空公司这一点稍后再说。

相比之下，欧洲铁路系统主要用于客运。大多数欧洲铁路都是国有的。1959年，欧洲铁路集团成立，以应对不断增加的旅游负荷。该组织协调和销售30个欧洲国家的铁路客运。欧洲铁路网连接了大多数欧洲城市。欧洲铁路公司的高速列车已经具备了与航空公司的竞争力，而且比汽车的效率更高。

俄罗斯、中国、韩国、日本和澳大利亚也提供客运铁路服务。每个国家都有广泛的客运铁路网。此外，欧洲铁路网正与通往中国、印度和东南亚的铁路相连。然而，并非所有国家或大陆都建立了国际铁路网。非洲、中南美洲都没有这样的网络。虽然墨西哥、秘鲁、巴西、南非和摩洛哥有火车，但这些火车只在这些国家的轨道上运行。

我们不能让这一页以提到一些我们最喜欢的著名客运列车结束。

火车旅行会在少数特定国家流行起来吗?请继续阅读，找出答案。

美国货运铁路系统的成功表明，通过铁路运输货物是经济、高效和有利可图的。火车是一个国家基础设施的重要组成部分，那么它们的未来会是什么样子呢?

火车运输的未来将取决于石油的价格和供应量、政府寻找替代出行方式的决心以及公众对经济、快速交通工具的需求。例如，欧洲的高客运铁路交通在一定程度上是由历史先例和铁路价格推动的汽油。随着高铁和客运专线的发展，它得到了改善。

在美国，客运铁路交通没有流行起来有几个原因:

然而，随着石油价格的上涨，美国人将寻求其他的长途旅行方式，火车是一个不错的选择。

但改造美国铁路以适应客运并不容易。例如，旅客很可能想要欧洲和日本那样的高铁。但是高铁的建造和维护都很昂贵。它们在专用客运铁路上也最有效。此外，铁路必须比现在到达更多的城市和目的地。因此，要使铁路成为客运的主要形式，就需要投资扩大和改善铁路系统。这种扩张是由政府还是私人公司来完成，还有待观察。在公众对客运铁路运输的需求增加之前，这可能不会发生。

新技术如磁悬浮或磁悬浮列车可能会进一步提高火车速度。这些列车没有轮子，而是在超导磁性轨道上行驶，但它们的建造和维护成本很高。

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