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齿轨铁路
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齿轨铁路是一种登山铁路。一般铁路可以攀爬的斜坡坡度约为4%至6%,间中亦可越过短的9%路段。齿轨铁路在普通路轨中间的轨枕上,另外放置一条特别的齿轨。行走齿轨铁路的机车,配备了一个或多个齿轮,跟齿轨啮合着行走。这样机车便能克服黏着力不足的问题,把列车拉上坡度达48%(约25.641度)的陡峭斜坡。
此条目需要补充更多来源。 (2019年6月3日) |


种类

齿轨铁路有几种:
- Riggenbach系统使用形似梯子的齿轨——齿轨由多块钢板组成,中间每隔固定里程由圆柱连结。这种齿轨发明最早,缺点是比其他的系统复杂及昂贵。这种齿轨亦称Marsh系统,因为美国人Sylvester Marsh同时在华盛顿山的登山铁路中发明了相同的设计。


- Abt 齿轨系统由瑞士工程师卡尔·罗曼·阿布特(Carl Roman Abt)发明。阿布特原先任职于里根巴赫(Riggenbach)位于奥尔滕(Olten)的工厂以及其后的 IGB 齿轨机车公司。阿布特在1885 年创立了自己的公司。在 19 世纪 80 年代初期,阿布特努力改进齿轨系统克服里根巴赫系统的限制--齿轨制造与维护成本高昂,且转辙器构造复杂。1882 年,阿布特设计了一种新型齿轨,是在钢条以机器铣切出垂直方向的齿槽,将两到三条齿轨安装在普通钢轨之间,各组齿轮-齿轨的齿彼此错开。[1] 这样在行走时,有多组齿轮-齿轨,可确保机车动力齿轮与齿轨之间保有持续的啮合。[2] 齿轮可以装在普通铁轨车轮的轴上,也可以单独设置。西海岸荒野铁路(West Coast Wilderness Railway)的蒸汽机车以及尼尔吉里山铁路(Nilgiri Mountain Railway)的“X”级机车都采用独立的气缸来驱动齿轮。虽然Abt 系统比里根巴赫系统在同等长度之下齿轨重量较轻、建造成本较低,但里根巴赫系统更为耐磨。[3]首先使用Abt系统的是德国的哈尔茨铁路(Harzbahn),于 1885 年通车。.[3] 日本铁路横川至轻井泽路段的碓冰峠于1893年使用Abt系统,而现在大井川铁道的井川线仍在使用Abt齿轨系统。
- Strub系统与Abt类似,但只用一条较宽的齿轨。这种系统维修最简单,亦越来越受欢迎。
- Locher系统的齿是铣割在钢轨的两旁边,而不是上方。机车以两个齿轮同时在左右两侧啮合齿轨。这种齿轨不会出现齿轮跳出齿轨,适合攀爬特陡峭的斜坡。世界最陡峭的皮拉特斯山铁路使用的就是这种齿轨。
- Von Roll由Von Roll公司制造,齿的型状比例跟Riggenbach或Strub一样,但制作较为容易,被用作替代品。
有些铁路使用的是齿轨与黏着组合驱动,只在陡峭的路段使用齿轨,其余部分则跟常规的铁路一样。纯粹使用齿轨的铁路机车,动力都在齿轨轮上,其他车轮都只是跟随着转动,是不带动力的。
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机车
初期的齿轨铁路使用的是蒸汽机车。这些机车必须要经过大量改装才能运作。与柴油或电力机车不同,蒸汽机车锅炉内的水必须经常把热水管及燃烧室璧覆盖。不然的话,燃烧的热力会把这些部分烧熔;或令它们变软,在压力下断裂,造成意外。
在坡度非常高的齿轨铁路,锅炉、驾驶室及车头主结构会被造成向前倾。这样当它们走到斜的铁路上时,便变回接近水平了。这种机车不可以在水平的路段运作,故此包括维修厂在内的整条线路都必须全是斜的。
为了安全原因,在纯粹使用齿轨的铁路上,机车必然是放在列车的尾端,把客车车厢向前推。机车都装有强力的制动刹车装置,通常包括有钳紧齿轨的钳。部分的制动装置由速度控制,当车速太快时便自动启动,以防滑溜。有些齿轨铁路的机车及客车车厢之间是没有接钩的,只靠重力把客车车厢压在机车上。
各国应用

齿轨铁路的攀斜能力不及缆车,不过却可以建成更长、或更复杂的线路。特别是齿轨与黏着组合驱动可以把平地及登山铁路结合,乘客可以无需换乘。有许多铁道采用了齿轨铁路系统:
- 美国新罕布殊尔州华盛顿山上的齿轨铁路,采用Marsh系统,建于1869年,是唯一完全建于支架上的齿轨铁路,全长5.2公里。
- 美国科罗拉多州Manitou and Pike Peak Railway,采用Abt系统。
- 瑞士伯恩高地少女峰铁路,山上车站位于山体内,为欧洲最高车站。
- 瑞士伯恩高地温根阿尔卑斯铁路,世界最长的连续齿轨铁路,全长19.11公里[4]。
- 瑞士伯恩高地伯恩高地铁路。
- 瑞士皮拉图斯铁路,最斜的路段达48%,是现今世界最斜的齿轨铁路。
- 日本静冈县大井川铁道井川线Abt市代站~长岛坝站路段使用Abt系统。
- 日本群马县旧信越本线曾先后使用EC40型、ED40型、ED41型、ED42型电力机车并采用Abt式齿轨,该路段最大坡度为66.7‰,1963年7月启用新线路后废除。
- 中国都江堰至四姑娘山山地铁路,建造中。[5]
参见
参考文献
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