火车转弯时，两侧车轮行程不同， 是怎么解决的？火车也有差速器？ 第1页

评论区好多说看不懂的，伤心/(ㄒoㄒ)/~~~

有没有铁路行业的知友，声援下，表示能看懂的~~~

好吧，我再添点内容解释下吧~~~

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中午睡了个午觉，就收到这么多赞同，好开心，蟹蟹O(∩_∩)O

感谢评论区 @朱文波 的意见，文中的说法已改正！

-------------------------------------------------------以下原文-------------------------------------------------------

不请自来~

看了所有人的答案，都回答的不够全面，斗胆来回答一波~

题主的问题蛮有趣的，也是很现实的问题。火车没有方向盘，也自然没有差速器这种东西。

以下正文~

火车转弯时，内外侧车轮行程不一样，主要通过两个途径来弥补：

1、内外轨轮径差。这个大家都提到了，我想再解释说明一下。从第一次工业革命造出来世界第一辆蒸汽火车开始，车轮踏面就经过了圆柱形踏面→锥形踏面→磨耗型踏面演变过程。

磨耗型踏面有这良好的曲线通过性能和直线段临界速度而被广泛使用。曲线通过性能和直线段临界速度是两个相悖的性能，此消彼长，不可全得。而磨耗型踏面设计成在小横移的时候，左右轨滚动圆半径差较小变化平缓，这样就能够提高直线段临界速度；大横移的时候，左右轨滚动圆半径差大，提高曲线通过性能。这两个性能在磨耗型踏面上可以说“两者兼得”。

当火车通过曲线的时候，由于向心力不足，而使火车向外侧滑动，这样外轨的滚动圆半径大于内轨的滚动圆半径，也就是外侧车轮比内侧车轮走的多。这是其一，但通过内外轮滚动圆半径差还是不能够完全抵消内外侧行程不同。

稍微再解释下内外轨轮径差的问题。上图(b)是车轮对中时的轮轨接触状态，此时 ，左右车轮的滚动圆半径相同，说明左右轮轨的走行距离相同；(a)图是车轮向左偏移，此时 ，左侧车轮的滚动圆半径大于右侧车轮，说明左侧车轮走行的距离大于右侧；(c)图是车轮向右偏移，此时 ，右侧车轮的滚动圆半径大于左侧车轮，说明右侧车轮走行的距离大于左侧。也就是：

1)、车轮向左偏移，左侧车轮走的多；

2)、车轮向右偏移，右侧车轮走得多。

总结，车轮向哪侧偏移，哪侧的车轮走的就多。上面火车过曲线的时候，火车向外侧偏移，所以外侧的车轮走行的距离就多于内侧车轮。

2、轮轨纵向蠕滑。火车是通过轮轨之间的摩擦力来向前行驶的。火车的车轮在钢轨上行驶时，不是大家想象的那种刚性向前滚动的运动，还有相对滑动，这就是轮轨蠕滑。车轮在钢轨上是边滑边滚的向前运动的，直线段是这样，曲线段更是这样。

上图是一转向架通过曲线的示意图，火车向右行驶，导向轮对的外侧车轮向前滑动，内侧车轮向后滑动，也就是由于蠕滑，外侧车轮走的多，内侧车轮走的少。这是弥补内外轮行程不一的重要方式。由于曲线段轮轨蠕滑率高，这也是曲线段轮轨磨耗严重的原因。

对于轮轨蠕滑的话，之前没接触过的话，不大好理解。铁路车轮和钢轨接触时，它的接触区域是类似一个椭圆的接触斑，接触斑内的接触应力类似半椭球的分布。如下图：

由于火车牵引力的存在，轮轨接触斑上的切向力会将接触斑分为滑动区和粘着区，如下图：

青色区域为粘着区，此区域内， ，车轮和钢轨没有相对位移；

灰色区域为滑动区，此区域内， ，车轮和钢轨有相对位移。

为法向接触应力， 为切向接触应力， 为摩擦系数。

这样的话，只要火车有牵引力，轮轨接触斑可能有滑动区，并且在曲线段，轮轨蠕滑率要远大于直线段。因此，对第二点：轮轨纵向蠕滑造成的内外轨走行差，应该就有一定的理解了吧。

对于“两侧车轮连接在轴上的机制是怎样的？”这个问题。

应该指的是刚性轮对和独立轮对这一个东西吧，先看图。

刚性轮对是车轮和轴固结在一起，两边车轮有同样的角速度。大铁路、高铁、重载、地铁普遍采用刚性轮对；

独立轮对是车轮和轴铰接在一起，可自由转动。主要用在轻轨车、低地板车上。我国长春、大连等地的轻轨车就采用了独立轮对。低地板车采用了低地板的轮对，适用市内轨道交通，这也是相对于刚性轮轨的优势。

贴一张长春轻轨的照片，来源于网络，采用了低地板独立轮对！

下边说一说各自的优缺点吧！

刚性轮对：技术成熟，曲线段导向性能良好，有蛇形失稳。

独立轮对：优点可大幅降低地板高度（采用低地板独立轮对），不产生蛇形失稳，提高直线段临界速度；缺点是导向性能差，容易脱轨，目前技术难度大。

图片全为自己手画~

以上~