电车、轻轨和地铁



自从世界第一次看到托马斯·达文波特的19世纪30年代,工程师们研究了用于运输乘客的电动工具。电车(streetcar),在欧洲一些地方被称为“有轨电车”(trams),是最早使用电力的交通工具之一电灯

1)。手推车(有轨电车)
2)。轻轨
3)。地铁(地铁)


1)。手推车/有轨电车


上图:1880年代波士顿早期的有轨电车。这些手推车使用一个简单的由一根缆索构成的悬链线。今天,在大多数地方,我们使用更先进的悬索和受电弓来更好地与架空电缆保持联系。

电车-一种由架空电线、电轨系统或马匹驱动的乘用车。

马车是电车技术的第一个重要步骤,因为它展示了钢轮在轨道上的巨大效率。马车在19世纪80年代和电力之前得到广泛使用。电动手推车消除了马粪和动物饲养的问题。



再见屎!…至少有一个消息来源。在纽约,一辆马拉的电车挨着一辆电车。注意中间第三根钢轨供电。有时,第三个槽中包含一根缆绳,用来拖动小车。如今,旧金山著名的手推车都是用缆绳牵引的,缆绳由四台510马力的电动马达驱动。

大多数电车/有轨电车使用像火车一样的金属轨道来共享道路(在街道上)。有些电车更像是带橡胶轮胎的“电动巴士”,它们在悬索(架空的电线)下行驶。大多数电车和有轨电车都在人口稠密的城市或郊区运行。痕迹可能嵌在街道上。并不是所有的有轨电车都是在城市里,一些有轨电车,比如“子弹头车”,停站少,往返于城镇之间,后来演变成了我们现在所说的“轻轨”。

牵引电机(直流或交流电动马达驱动轻轨和重轨的车轮。这辆车可以由人或计算机操作。大多数有轨电车由架空的电线供电悬链线。这组导线中有一条在曲线(悬链线)上的强韧导线与下面的另一条叫做“接触线”的导线相连。接触线为车辆上有导体的长架空电杆提供了一个光滑的表面。有些设备不使用杆式设备,它们使用一个像弹簧一样的组件,叫做a受电弓。了解更多关于技术挑战和亚博体育官方app系统架空线路>

上图:牵引电机由以利户汤姆森和其他19世纪90年代

历史

早期的电手推车对19世纪后期的城市发展至关重要。在有电车线路的地方,人们会建造住宅区。工厂每天依靠手推车把工人们准时送到。有轨电车对所有参与者来说都是一个真正的赚钱机器,因此是一个应用电力“新”技术的好地方。在很短的一段时间里电车比电灯更重要因为只有富人的家里才有电灯,而几乎每个蓝领工人都乘电车上班。

右图:弗兰克·朱利安·斯普拉格“电力牵引之父”

19世纪80年代,斯普拉格彻底改变了电动牵引马达,成立了自己的公司。他能够为电车系统开发出第一个实用可靠的电机。他的恒速无火花电机在工程师中引起了世界性的轰动。后来他的公司并入了通用电气。在我们的工程名人堂>了亚博体育官方app解更多关于斯普拉格的信息

电车阴谋论之死:

据一些人说,当石油工业和通用汽车试图垄断美国的交通运输时,北美城市的大多数有轨电车都夭折了。根据一些人的说法,他们利用政治压力和原始买断来拆除电车线路,以增加对公共汽车线路和石油的依赖。有轨电车到汽车的交通事故的危险被给予了大量的新闻报道,以帮助拆除城市街道上的有轨电车线路。通用汽车和洛克菲勒家族的影响并没有有效地渗透到欧洲,在那里许多现存的有轨电车仍然存在并且仍然被大量使用。有些人称之为“神话”,但另一方面,公交车被证明比无轨电车维护成本更低,用途更广。

有轨电车,解决世界问题?

电车使用架空电缆或“第三轨”给电动机供电。根据一些工程师的说法,这是而且一直是人类历史上最节能的交通方式。有一个强大的,高效的电动机安装在里面未来的汽车这将为大规模能源消耗需求提供解决方案。化石燃料的大部分能量都是通过热量传递而失去的,而携带电池的重量是目前电动汽车的一个问题。随着内燃机的效率提高,重型电池可能被纳米技术所取代,今天的技术动态可能会发生变化。

2)。轻轨


轻轨由无轨电车演变而来,是一种以更快的速度运送人和小货物的方式。轻轨不像有轨电车有专用的通行权。轻轨有更小的电机,购买和运行都比“轻轨”更便宜。重轨”。

20世纪30年代,随着“子弹头车”的发展,电车(移动缓慢,服务于更密集的城市地区)成为“轻轨”的历史时刻显而易见。工程师马尔科姆·霍顿谈到在我们的亚博体育官方app视频在这里:



由于高速公路系统过载,轻轨的发展在今天日益增长。在美国西部、中国和非洲城市等一些地方,汽车发明后城市迅速发展。城市缺乏多种交通选择的规划。轻轨比地铁便宜得多,而且对于人口密度较低的城市来说,轻轨是一种解决方案,因为在地面上更容易建立优先通行权。

3)。地铁


地铁是一种轻轨形式,它利用隧道在人口密集的城市地区找到一条通行权。大多数地铁使用第三条电气化轨道来提供直流电源。说到建设成本,美国地铁每英里平均成本为5.85亿美元,国际平均成本为4.64亿美元(2014年数据)。轻轨成本分别为8600万美元和5300万美元。

大多数地铁都使用直流电,因为传统的直流电动机效率更高,而且地铁的基础设施如此庞大和昂贵,大多数城市的现实选择是继续使用20世纪的系统。电力分配到地铁系统使用交流电源,因为这是更好的远距离传输。

参见我们的文章纽约市的发电站和地铁了解更多。


进一步阅读:
北美有轨电车
废弃的罗切斯特地铁
电车和石油巨头的阴谋(洛杉矶时报)


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M. Whelan和W. Kornrumpf的文章

来源:
斯克内克塔迪博物馆(米西)
洛克菲勒家族。维基百科
《当石油和天然气枯竭时》(When Oil and Gas are depletion)
奥利弗·温,电气工程师
马尔科姆·霍顿,电气工程师
通用汽车电车阴谋:到底发生了什么?CBSnews。2010

照片:
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通用电气(General Electric)


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