火车怎么开
- 来源:微型计算机Geek
- 关键字:火车,怎么开
- 发布时间:2011-05-04 14:10
那时候的矿山，虽然已经有了轨道与矿车，可是用来拉动矿车的还是人民群众用了几千年的牲口。这但凡是牲口，总是会有那么几天的—病了，不能拉；生了，不能拉；老了，还是不能拉；死了，更是不能拉……比起牲口来，这机器就要和谐很多了，不仅跳出了生老病死的圈子不说，而且只要保养得当，用个几十年完全就是小Case。
在这样的环境下，机器这种先进的生产力代替牲口这种落后的生产力，无疑成为了大势所趋。
好在工业革命那几年，咱们众所周知的詹姆斯.瓦特童鞋改良了蒸汽机，才让日不落帝国日后有个叫做理查德.特里维西的发明家能将蒸汽机装到了矿车上，用蒸汽推动活塞，再让活塞通过连杆去驱动车轮。这样看来，蒸汽机车的发明人非这家伙莫属。可是特里维西童鞋仅仅是发明家，知道怎么发明出稀奇古怪的东东，却不知道这一大堆发明出的东东到底对地球人有什么用。所以第一台蒸汽机车的命运灰常杯催—竟然被特里维西童鞋放到广场上，在轨道四周搭起围墙，收起门票搞起了试乘试驾来。从此，第一辆蒸汽机车完全沦为了日不落帝国人民群众的娱乐设施，而特里维西童鞋也没有因此而名垂青史。
与特里维西童鞋的目光短浅不同，21年之后同样是在日不落帝国，一个叫做乔治.史蒂芬森的工程师让蒸汽机车不再停留在娱乐设施上面，而是在斯托克顿到达林顿之间建了条32公里长的铁路。这一年的9月26日，史蒂芬森童鞋在这条铁路上开着自己倒腾出的Locomotion1（运动1号）蒸汽机车，虽然功率仅仅只有60匹马力，还不如咱们现在许多小排量汽车的发动机，但是却拖着12辆矿车+21辆临时加装座位的客车，浩浩汤汤地组成了一列120米长的列车，拖着500多位围观群众。当列车以每小时24公里的速度晃晃悠悠地到达斯托克顿的时候，教堂钟响、军乐高奏、礼炮齐鸣，在一片欢腾中宣告了地球人从此进入蒸汽机车时代。也正是从那时候开始，E文中多了Locomotive（蒸汽机车）这个单词。
而在4年之后，利物浦到曼彻斯特建成了一条41.6公里长的铁路，史蒂芬森童鞋带着自己新造的火箭号蒸汽机车在上面跑了n次来回，并获得了当时蒸汽机车竞速比赛的冠军而一举成名。由于火箭号已经采用了十字头、主连杆、曲拐来驱动动轮，因此被誉为现代蒸汽机车的雏形。不过，咱们与其说史蒂芬森发明了具有现代意义的蒸汽机车，还不如说这家伙建立了地球上铁路的第一条标准—标准轨距。轨距其实就是两根铁轨之间的距离，这家伙当时用的轨距是4英尺8英寸半，换算成公制就是1435毫米。对于史蒂芬森童鞋当年为什么要选择这样一个有整有零的尺寸，后世不少砖家考证出了n种不同说法，其中最厉害的是说1435毫米这一轨距源自古罗马战车的轮距……不过根据Geek考证，其实这个尺寸并没什么特殊的含义。当初蒸汽机车的导轮是作用在铁轨的外侧，而两根铁轨的外侧的距离就是5英尺。而史蒂芬森的蒸汽机车将导轮由外侧改为了内侧，也就少了1.75英寸，虽然两根铁轨的位置并木有变化，但是轨距自然就减少了，也就变成了1435毫米。
由于史蒂芬森的名气，这家伙搞出的轨距有了强烈的示范作用，所以1435毫米的轨距很快传遍了日不落帝国，再从日不落帝国传到了刚刚独立不久的花旗国，再横渡英吉利海峡，在欧罗巴大陆登陆。最后国际铁路协会在1937年的时候，终于将1435毫米定为标准规矩。
虽然地球上有标准轨距，但是上面的各大山头却并不一定将这玩意儿作为标准。比如老毛子用的轨距就比标准轨宽，达到了1524毫米，也就是咱们常说的宽轨；而倭国的一些地方，那些不思进取的家伙就用的是1067毫米，甚至北边还有762毫米的轨距的窄轨。不过虽然地球上有这么多标准不一的轨距，但是如此之多的轨距中，1435毫米的标准轨距绝对可以算是主流。
蒸汽机车经过了差不多50多年的发展，在铁路上站稳了脚跟。不过这玩意儿有个灰常大的缺点—热效率太低。烧一吨煤所产生的能量，仅仅只有10%，运气好点可以达到15%转换成了动力，剩下的都变成了光与热被白白浪费掉了。对于如此低下的热效率，蒸汽机车被无情地淘汰也就在所难免了。根据热机的发展史，蒸汽机之后就该是内燃机的天下了。既然如此，那么在机车的发展史中，蒸汽机车之后就应该是内燃机车登场了。不过，事实却不是这样，有这样想法的童鞋犯了一个Geek绝对不能有，也不该有的严重错误—惯性思维。在机车的发展史上，电力机车比内燃机车登上舞台的时间早很多。要知道在电力机车诞生的那一年，也就是1879年，柴油机连个影子都没有呢！
在19世纪的历史上，但凡是与电有关的事儿，多半得与迈克尔.法拉第、冯.西门子、托马斯.爱迪生、尼古拉.特斯拉这几位童鞋的工作、生活有关，这电力机车也不例外。就在法拉第童鞋发现了电磁感应之后，发电机与电机先后出现在了地球上。有了电与电机，西门子童鞋又一次走在时间的前列。这家伙在1879年5月31日的时候，在柏林贸易博览会上展出了地球上第一台电力机车。这玩意儿采用轨道供电，功率仅仅只有2.2千瓦，牵引着3节车厢总共18人在轨距为1米的圆形铁路上遛弯。以现在的眼光看来，地球人的第一台电力机车实在是过于简陋，甚至连如今儿童乐园中的小火车玩具都不如，但是西门子童鞋却明锐地看到了未来的希望—这家伙认为在未来铁路这个广阔天地中，电力机车一定会大有作为的，对着玩意儿一直不抛弃、不放弃。而这也成就了西门子在电力机车这一领域称霸100多年。咱们这片儿号称拥有自主知识产权，由咱们进口主要零件自己动手组装，在京津城际客运专线上跑出了每小时394.3公里的CRH3（就是经常上CCAV新闻的耻辱号，Sorry，是和谐号）动车组，其原形就来自西门子ICE-3。当然，在前面咱们说的那群童鞋中，与西门子童鞋抱有同样想法的还有一个老熟人—花旗国的爱迪生。这个成功的商人在1年之后捣鼓出了花旗国第一台电力机车。
虽然电力机车生得比内燃机车早，但是在这玩意儿诞生之后的很长一段时间里，发展都很缓慢—当时连电都还是个奢侈品，能用上电灯就已经提前100多年进入小康了，所以各位童鞋就不要指望电力机车能有什么大作为了。不过即便如此，电力机车却还是在矿山上，特别是煤矿等不差钱的地方大显身手。至于这原因嘛，一是电力机车没有蒸汽机车烧锅炉的明火，在矿山中比用蒸汽机车更为安全；二是矿山中开采出来的煤可以直接用来烧开水发电，电力机车不用担心没有电而歇菜。
就在电力机车缓慢发展的同时，德意志帝国一个叫做鲁道夫.狄塞尔的工程师发明了柴油机。要说这柴油机可是个好东东，不仅燃料便宜，而且出力凶猛。虽然在转速上不如同时期的汽油机，可是在扭矩方面两者可不能同日而语，前者比后者大多了。既然拥有强大的扭矩，按理说这玩意儿应该非常适合重载，完全可以装在机车上的，可是柴油机却在发明出来的20多年之后才被应用到机车上。难道是地球人不知道柴油机这玩意儿的优势吗？显然不是，这是因为要将柴油机装到机车上，必须首先解决传动问题。
由于机车是在相对光滑的铁轨上行驶，那么机车在进行牵引工作的时候，其速度越快，由于摩擦力的关系，对扭矩的需求就会变小。如果这个时候动轮输出的扭矩过大，反而会导致打滑的情况。这样一来机车并不是越跑越快，而是费力不讨好，越跑越慢了。可是柴油机就是一个死心眼+牛脾气，这玩意儿输出的扭矩几乎不会随着速度的改变而改变。很显然，这样的特性是明显无法胜任机车的牵引工作的。为了解决这个问题，地球人在柴油机到车轮之间设置了一个传动装置，通过这个东东让柴油机输出的扭矩与机车的速度不发生直接联系。经过处理之后，扭矩就能与速度成反比了。
在众多的传动方式中，地球人主要采用了机械传动、液力传动与电传动这3种。对于采用机械传动与液力传动的内燃机车，其实很像咱们现在熟悉的汽车，由于传动效果并不好，所以很少用于客货车的牵引，而大多数用在了对速度要求不高的调车或小运转作业上。至于剩下的电传动，则是取消了柴油机到动轮之间直接的动力传递，而改为了柴油机用来驱动发动机发电，发电机发出的电来让电机转动，最后再驱动动轮。
早期的内燃机车上的发动机用的是直流发电机发电，然后用直流电来让直流电机转动，咱们将这种传动方式成为直-直传动。不过这种传动方式既然用的是直流发电机，那么里面肯定有换向器，有了这个东东，直流发电机发出来的电才会是直流电。正所谓成也萧何，败也萧何。有了换向器之后，发电机的转子每次通过换向器的时候都是依靠惯性，如果滑过的时候出现不顺畅或电压过高的情况，那么很可能搞出电火花，甚至是电弧而造成短路，严重的时候甚至可以直接让转子绕组挂掉。正是由于这一缺陷，内燃机车上的直流发电机功率往往并不大，大多数都是2200千瓦以下。这样的输出功率对于牵引普通列车还凑合，可是随着地球人对生活质量的提高，在上个世纪60年代之后，多拉快跑成为了时代的主旋律，直-直传动的内燃机车明显跟不上时代了。
既然内燃机车上的直流发电机的效果不行，那就换上没有换向器的交流发电机试试。虽然这玩意儿发电的效果不错，超过2200千瓦完全没有鸭梨，但是发出来的电却是交流电，是不能直接让牵引电机转动的，必须通过大功率整流装置将交流电变成直流电使用。对于这种交-直传动，由于是从直-直传动上升级而来，技术上对机车的改动并不大，目前在机车上应用得相当广泛。既然交流电在机车上比直流电要好很多，那么肯定有童鞋要这样问：为什么牵引电机不一步到位，也从直接改成交流呢？其实各位童鞋不知道，咱们这片的架空电缆都采用的是25千伏50赫兹的单相交流电，如此之高的电压是不可能直接用来让牵引电机转动的，必须要经过降压处理才行。
可是交流电这东东偏偏又是个难伺候的主儿，想对这个东东直接进行降压基本上是不可能。所以在机车上对直-直传动进行升级的时候没有一步到位，这才有了交-直传动。不过交流发电机与交流牵引电机的优势显而易见，所以咱们还得想个辙，在机车上用起交流牵引电机来。既然交流电直接降压相对比较困难，那这条路走不通，咱们就得再换一条路走试试。各位童鞋都知道，直流电这玩意儿可以灰常方便地调节电压，咱们只要在交流电与直流电之间做下转换，问题不就解决了？
话虽然是这样讲，但活儿可不轻松，要将直流电转换为交流电，咱们还得在机车上装上大功率的逆变器—先将交流发电机发出来的交流电整流成直流电，再对直流电进行降压处理。在这里其实与交-直传动没有什么太大的不同，不过直流电在通过逆变器之后，就又逆变成了交流电，而且电压也被降低了，这样一来让交流牵引电机转动完全不是问题。由于交流电先整流成直流电，再逆变成交流电这样的过程，咱们将这样的传动方式叫做交-直-交传动。
看过了内燃机车的传动方式，细心的童鞋应该会有所发现，内燃机车的柴油机+发电机其实就是一套发电机组，用来发出交流电。如果咱们将这个东东扔一边，采用外部的架空电缆、第三轨等方式供电，那么内燃机车就会立马华丽丽地变身成为电力机车。正是因为这样的原因，在内燃机车发展的同时，电力机车一刻也没闲着，也在快步向前。现在的内燃机车由于可以自给自足，通常用于距离长，不方便进行电气化改造的线路；而电力机车由于不用担心燃料的问题，则被用于运量大，速度快的电气化线路。
列车是怎么组成的？
说了这么多，咱们从蒸汽机车到电力机车，再到内燃机车，将机车的动力演变通通说了个遍。不过光有机车肯定是不够的，要将一节一节的车辆挂接在一起才能组成列车。所以在这里，咱们还要好好说说列车的编组、解体。所谓的编组，其实就是将一节一节不同功能的车辆挂接到一起组成车列（没有挂接牵引机车的列车）；而对于解体，顾名思义就是将已经编组好的车列再分拆成一节一节的车辆，也就是对编组进行逆向工程。在这些经过编组的车列中，用来拉人的，以后就是客运列车；而用来拉货的，挂上牵引机车就叫货运列车。
对于客运列车而言，由于这玩意儿大多是在固定的线路上往返运转，所以编组基本上都是固定的，一般情况下不会轻易地被解体。在一列客运列车中，餐车基本上都会被放在列车的中部。这样的设置主要是方便两端的童鞋前去找食。以餐车为界，一端是挂接的软坐车与硬座车，而另一端则是挂接软卧车、硬卧车与宿营车。当然了，一列客运列车还会挂接行李车、邮政车等不同功能的车辆。不过这些车辆通常都是挂接在牵引机车之后，起着隔离车的作用。这样做的目的一方面可以减少牵引机车与车辆产生冲撞，影响后面车辆上人民群众的舒适度，另一方面还可以在发生突发事故的时候，保证广大人民群众的生命、财产安全。除此之外，如果挂接的车辆安装有空调，由于这玩意儿开着的时候耗电量极大，客运列车还需要挂接发电车才能满足人民群众日益增长的物质需求。
与客运列车不同，货运列车由于大多运载的都是没有生命的东东，不像客运列车上的那些人民群众有大脑，知道自己该在什么地方下车，所以必须根据到达站的先后顺序来逆向排列，每运转一次，就需要一次编组。对于货运列车的编组，十之八九是在编组站完成的。这编组站可要比咱们平时看到的火车站大多了，上面几十条轨道平铺开来，如此的景象想不壮观都难。
当然，这样壮观的编组站说来也挺简单的，基本上是由到达场、调车场、出发场组成。通常而言，这调车场处于编组站的中间，占地面具最大，有n条平行的轨道。而在调车场的两头则连接着到达场与出发场，在这里面就可以完成对货运列车解体、编组、发车。现在，咱们就先从对车列的解体开始讲起吧。
在货运列车到达并卸货之后，咱们就需要将车列进行解体，为以后编组成新的车列作准备。要干解体这活儿，那就得用调车机车将车列推送到调车场前的驼峰。驼峰其实是个非常形象的说法—这玩意儿侧面看上去其实就是一个土坡，好像骆驼的咪咪。
土坡上面有条轨道，一头连接着到达场，另一头连接调车场的各条轨道。
在对车列进行解体的时候，调车机车先将车列推到驼峰处停下，然后松开最后一辆车辆的车钩。这样一来，这玩意儿就会在重力的作用下滑向编组场中预先设定好的轨道，行内黑话叫做溜车。完成一次溜车之后，调车机车需要不断地重复重复再重复刚才的步骤，直到将车列全部解体。至于编组，这个就比解体好理解得多了。干这活儿说白了就是用调车机车在调车场内将需要顺序的车辆一辆接一辆挂接到一起，串成一条长龙，然后装货并牵引到发车场，加挂牵引机车之后组成新的货运列车，最后运载着货物沿着铁路奔向四面八方。
机车凭什么牵引车列？
考过驾驶执照的童鞋应该有这样的经验，在汽车起步的时候，并不是将油门踩到最大起步就一定给力。如果咱们将油门踩到最大，很可能车轮已经出现打滑的情况，而汽车还在原地趴窝。
这样的道理同样适用于机车。机车在启动的时候，由于动轮与铁轨都是由金属造的，虽然看上去都比较光滑，但是表面上是不可能绝对平整的。这两个东东在一定压力之下，进行力传递的时候，一开始时处于没有相对运动的状态，似乎是两者如胶似漆，不愿分开，咱们将这种情况称为黏着。而在动轮开始传递扭矩之后，铁轨对动轮的反作用力才能让动轮在铁轨上滚动，在这个状态下的力称为黏着力。
对于前面那段描述，学过高中物理的童鞋应该能看出，这样的摩擦其实是静摩擦。既然是静摩擦，那么肯定有一个最大值（黏着牵引力），一旦超过了最大值，黏着状态立刻就会被破坏，这时动轮就会在铁轨上打滑，变成滑动摩擦了。换句话说，只要动轮的黏着力没有超过黏着牵引力，那么机车就能在铁轨上前进；一旦超过之后，机车就得在铁轨上趴窝。为了避免因为提高黏着力而出现动轮打滑的情况，机车靠的其实是一件灰常不起眼的东东—石英砂。当机车将这玩意儿撒到铁轨上的时候，其实是通过改变摩擦面的粗糙程度，也就是提高摩擦系数来增加黏着牵引力。所以一趟运转下来，机车用掉几个立方米的石英砂并没有什么好奇怪的。机车能够牵引车列，归根结底是取决于动轮与铁轨之间的摩擦情况，也就是说接触面的粗糙程度。通常而言，速度越快、牵引力越小，而这也是为什么咱们前面说机车的速度越快，输出的扭矩反而要变小的原因。
一个小土坡，Polo上去了，QQ上去了，奥拓也上去了，甚至是小手扶也上去了，可那个2.7升排量的汉兰达就是上不去。这样的情况，会在机车上发生吗？机车也会遇到汉兰达坡吗？除了机车的牵引力之外，列车爬坡也是运转中经常面对的问题之一。由于铁轨的表面相对光滑，摩擦系数比较小，所以列车要在上面爬坡相对比较困难。为了不让列车出现汉兰达坡那样的窘境，咱们在修建铁路的时候就必须考虑到这个问题，对坡度尽量进行控制。
比如一段铁路的坡度为8‰，也就是说每公里高度只增加了8米，这样一来铁路的坡度可要比公路的平坦多了，就算是铁轨的摩擦系数比较小，也不用担心列车爬不上去了。当然，咱们这片儿土地山河壮美，地形复杂，不是任何地方都有条件能够直接修坡度为8‰的铁路的。比如有的地方能够修建铁路的距离不长，但是高度差却比较大，如果再在如此的条件下修建的铁路，列车在上面又有爬不上去的可能了。
为了让列车能够爬得上去，咱们只好向咱们这片儿最精明的上海人学习，好好在螺蛳壳中做起了文章，想出了展线这个办法。展线的重点在于一个展字，这玩意儿将一段铁路延展开来，中间通过多座桥梁、隧道、环线来增加铁路的距离，换取比较低的坡度，从而让列车能够爬得上去。各位童鞋在小学的时候学过一篇课文，上面说那个留美的幼童詹天佑回国设计的京张铁路，在青龙桥就设置了展线。这条展线通过人字形铁路，硬是用蒸汽机车连推带拉将列车送上了八达岭。而在今天，咱们这片儿在上世纪70年代，为了支援三线建设修建的成昆铁路，在全长1083.32公里的铁路上，竟然设置了7处展线。其中的白果站与越西站，虽然直线距离只有短短的8公里，但是由于两站之间海拔高度相差196米，也就是说坡度达到了41‰左右，这样的坡度对于列车而言是爬不上去的，只能依靠展线（乃托展线）了—一共通过修建8条隧道，5座桥梁与2处环线，在路经同一个村庄形成了上、中、下3层铁路重叠的奇观，才将坡度由41‰降低到了16‰，从而保证了列车能够爬得上去。对于这条展线，相信走过成昆铁路的童鞋印象应该相当深刻。
列车靠什么转弯？
说完了列车的起步，咱们再来说说列车靠什么来转弯。小时候玩过四驱车的童鞋都知道，这玩意儿转弯靠的是跑道两旁的导轨，其实铁路上的两条铁轨就好比是导轨，不仅承载着列车，还起着导向的作用。当然，光靠铁轨这一个巴掌是拍不响的，咱们还需要车轮上的一个东东—轮缘。其实，在列车的车轮上，左右都设置了轮缘，这个东东除了牢牢地将车轮卡在铁轨上之外，还可以随着铁轨的曲线变化来控制列车的方向，换句话说就是列车什么时候转弯得铁轨说了算。正是因为这样的原因，机车才与各位童鞋熟悉的汽车不同，虽然也有司机在上面驾驶，但是上面连方向盘这样的基本配置都没有，司机的工作仅仅是干控制列车速度与停驶的活儿而已。
既然列车靠的是铁轨来转弯，那么新的问题随之来—虽然列车能在轮缘与铁轨的共同作用下转向，但是只要是4个轮子的东东，在进行转弯的时候，由于相对的两个车轮之间有1435毫米的距离，两个车轮转弯半径并不相同，内侧车轮的转速总是明显要比外侧车轮要慢的。这种情况要是搁在汽车上，咱们完全可以通过半轴+差速器来搞定。可要是将放在列车上，那还真是个问题，因为列车的每个轮对都是整体铸造而成的，也就是说这玩意儿在转弯的时候内外两侧车轮不可能有转速差。既然没有转速差，那么列车又是通过什么办法来实现差速器的功能呢？
要解决这个问题，咱们还得从车轮下手。在车轮上，除了有轮缘之外，也就是与铁轨的接触面被称为踏面。这个地方估计平时没有童鞋会去注意，可是里面还是可以做做文章的—这个接触面并不是被设计成一块平面，而是外小内大的锥面。为方便进行分析，咱们现在先将这个锥面进行一下简化，可以将这个东东理解成从内到外，由大、中、小3级组成。当列车在直线上运转的时候，由于左右两条铁轨没有转速差，车轮的中间那一级与铁轨接触，一切正常向前进；而在向右转向的时候，由于右侧的铁轨的转弯半径要比左侧的大。在离心力的作用下车轮被强行挤向右侧铁轨。这样一来，在直线上没有发挥作用的大、小两级车轮开始发挥作用了—右侧车轮上较大的一级与右侧铁轨接触，而左侧车轮的最小那一级则与左侧的铁轨接触。由于大小两级车轮的半径不同，列车在没有差速器的作用下消除了转向时的转速差。
虽然采用圆锥车轮能够搞定转向时的转速差，但是由于车轮的踏面就那么短一点，所以效果非常有限，以至于列车的转弯半径，也就是铁路的最小曲线半径通常都比较大，基本上都在100米以上。虽然大多机车可以通过125米最小曲线半径的铁路，不过那都是在低速状态下通过的。为了在保证速度的前提下通过，最简单的方法就是加大最小曲线半径。在咱们这片儿，铁路在弯道上大多设置为500米以上最小曲线半径，以此来满足列车高速通过的需要。
列车除了靠铁轨与锥面这两大法宝来进行转弯之外，还有一个灰常重要的东东—转向架。要说转向架可是个灰常常见的东东，无论是在机车上还是在车辆上，咱们都能找到。不同的是，在机车上的转向架装的不仅有动轮，而且还悬挂着牵引电机。可无论是哪种转向架，这玩意儿的作用都是一致的，让列车更好地转弯。在转向的时候，由于列车的车厢是与转向架通过心盘来连接的，所以被转向架分割成n个部分。学过几何的童鞋都知道描述曲线的时候，咱们只要用到的直线越多，那么这段直线就越接近需要描述曲线。这转向架用的也是这个道理，在n台转向架的共同作用下，列车的实际转向曲线就会变得更平滑。正是如此，咱们这片儿无论是车辆还是机车，都装有转向架。通常而言Co-Co轴式（每辆机车有2台转向架，每台转向架有3轴，每轴均有独立的牵引电机）的机车适合跑平直高速的铁路。与之相对地，同为六轴的Bo-Bo-Bo轴式（每辆机车有3台转向架，每台转向架有2轴，每轴均有独立的牵引电机）的机车，由于多了一套转向架，则更适合跑最小曲线半径较小的铁路。
列车有没有转弯灯？
有个非常有名的段子，某笑星说有童鞋为了发财，想了许多办法，其中之一就是去倒卖火车转弯灯这个没有竞争对手的东东。对于这个笑话，大多童鞋都是一笑而过，可是只要仔细想想，火车真的没有转弯灯吗？说有吧，大家想想都觉得不对，机车需要转弯灯干什么？说没有吧，还别说在大多内燃机车与电力机车的前面还真有像转弯灯一样的东东。那么作为一个具有刨根问底竟是的Geek，火车到底有没有转弯灯这个问题自然是不可能放过的。
按照逻辑学的角度来推论：既然机车连方向盘都没有，一切都是跟着铁轨走，铁轨让列车转弯，列车就转弯，那还要转弯灯来干什么，这不是画蛇添足吗？可是这仅仅只是推论，没有实际论据来验证，所以咱们只能从另一方面入手，只要知道机车前面那个像转弯灯的东东是干什么的，这个问题也就有了答案。其实，是用来区别两头都有司机室的机车前进方向的，如果机车的一头在向前运转，那么另一头的转弯灯就会亮起来，发出红光。看到这个灯的时候，就代表了亮灯的地方是机车车尾，也就是说这个所谓的转弯灯其实是尾灯，那个准备倒卖火车转弯灯的想法注定只能是一个笑话。
列车怎样才停得下来？
机车的整备质量少说也有上百吨，而这玩意儿牵引的车辆也不弱，至少也有20多吨。这样算来，一列挂接20多节车辆的列车，光是自重就有近5000吨，惯性肯定不小。要让这么重的一列列车停下来，肯定不是件轻松的事儿—制动距离短不了，没几公里是不行的。虽然事儿并不轻松，但是让列车停下来的方法却有不少，在众多的制动方式中，地球人主要用到了踏面制动、盘式制动、电阻制动与再生制动这4种。
咱们现在先来说说排在最前面的踏面制动。这玩意儿可以说是用得最多，结构最简单的制动方式之一，在无论是蒸汽机车还是电力机车或是内燃机车，在上面一用就用了近百年。说起这玩意儿的结构来，其实与汽车上常见的鼓式制动差不多，靠的是闸瓦与车轮摩擦来产生制动力。不过不同的是后者作用在轮毂内侧，而前者则是作用在车轮的踏面上。制动的时候，特别是在晚上，往往伴随着刺耳的摩擦声，咱们可以看到列车的车轮火星四溅并逐渐减速。由于这玩意儿是直接作用在踏面上，长期使用会对踏面造成磨损，而且需要频繁更换闸瓦，所以在最近几年造的电力机车与内燃机车上已经很少用到了。目前机车上面主要采用了盘式制动。盘式制动的原理就与汽车上的一模一样，只不过是放大版而已，制动用的液压油改成了压缩空气，咱们在这里就不再多说了。
虽然盘式制动与踏面制动相比，没有直接作用在踏面上，磨损明显要比后者要小很多，但是这玩意儿毕竟是属于机械制动，时间一长还是或多或少有些磨损的。为了避免这些磨损，地球人想出了不需要接触的电制动，也就是用电来作为刹车。作为电制动的两大代表，电阻制动多多用于内燃机车，而再生制动则在电力机车很常见。虽然这两种制动方式用于不同类型的机车，但是这玩意儿却有个共同的特点，就是牵引电机在机车上可以一人分饰两角—牵引电机既可以牵引列车前进，在制动的时候又可以转换成发电机，再在发电的同时让列车减速。也就是说，在制动的时候，机车并没有向牵引电机输电，而是让其空转，依靠惯性产生的动能来发电，从而最后达到让机车减速的目的。这机车的速度是减下来了，可牵引电机发出的电怎么办呢？对于内燃机车而言，这多出来的电基本上没什么用处，直接输入电阻消耗掉就成。说白了，电阻制动其实就是先将动能到电能，然后再是电能到热能的转化过程而已。而再生制动比起电阻制动来则要和谐很多—制动时产生电能一点都没有浪费，通过接触网回流，从而达到节能环保的效果。除此之外，采用再生制动的电力机车由于没有了电阻这个累赘，整备质量还要轻上不少。从这个角度上来看，采用再生制动的电力机车在未来优势将更加明显。
如何保证列车运转的安全？
一些运力较大的铁路，列车通过的密集程度灰常高，甚至是不到1分钟就有一列列车通过。如此繁忙的铁路上，列车运转的安全毫无疑问是重中之重，那么列车的安全又是如何保证的呢？
要在铁路上追求列车运转的绝对安全，最理想的办法是在一条铁路上仅一列列车运转才能做到，问题是这样干的经济账算来那可就太不划算了。
既要保证列车的安全，又要符合经济性，为了平衡这一矛盾，地球人想了很多办法出来。在这里面，地球人早期采用的是时间间隔法来控制列车。说得简单点，如果一条铁路上有5列列车在上面运行，每列列车需要1小时跑完单程，那么只要每隔12分钟发出一列，这样就能保证这5列列车的运转安全。这个办法在早期的铁路上灰常有效，帮了地球人大忙，不过随着蒸汽机车速度的提高，铁路上跑的列车越来越多，时间间隔法里面隐藏的安全隐患逐渐开始暴露了—如果前面发出的列车速度过慢或者突然停车，那么后面发出的列车很快就会追上去，这样一来就加大了造成追尾事故的几率。
为了避免前面的杯具发生，在1842年的时候，日不落帝国有个叫威廉.库克的家伙提出了空间间隔法—这空间隔法说起来就好比咱们现在开着一辆汽车，总是要与前面一辆汽车保持一定的安全距离，这样才能有足够的反应时间来保证不会发生追尾。不过，列车无论是在速度上，还是在制动距离上，都要比汽车要快、要长，是不能可能通过目视来保证与前面列车的距离的。为了解决这个问题。这家伙将一条铁路划分成n个不同的区间。这些区间里面，上面有列车在运转的叫做闭塞区间，而没有列车的区间则属于开放区间。一旦一列列车进入了一个开放区间，那么这个区间就立刻变成了闭塞区间。换而言之，就是同一时间、同一区间内绝对不允许有两列或以上的列车在运转—直到今天，这都是保证列车安全运行的最可靠的原则。
可是运转中的列车既不是葫芦兄弟中的大娃千里眼、二娃顺风耳，怎样才能知道即将进入的区间到底是开放区间还是闭塞区间呢？在这里金属锻造的铁轨又该发挥作用了，各位童鞋都知道铁轨能导电，咱们只要将每个区间两头的铁轨做一下绝缘处理，再将区间内的铁轨一根根串联起来导通，那么在区间内就形成了一个电路，而信号则在两根铁轨之间传递。一旦有列车进入当前闭塞区间，那么这个信号就会通过车轮与车轴到达另一根铁轨形成短路。这样一来，只要侦测到短路的发生，那么列车后方就形成了无信号状态。这个时候设在闭塞区间入口与信号灯相连的常闭继电器就会断开。
一旦继电器断开之后，闭塞区间钱的信号灯就会显示红灯，提示后面一个区间上运转的列车，前面的区间是闭塞区间禁止进入。通过这样一个简单的直流电路，咱们就可以知道即将进入的区间到底是开放区间还是闭塞区间了。
列车能够超车吗？
有搭乘客运列车出行经验的童鞋多少都会遇到这样的情形，当列车开到某个小站的时候突然停车。在这里列车既不开门，也不下客，反正这一停好像就没有打算再走的意思。一直等到旁边的铁轨上有另一列列车通过好半天之后，这列列车才晃晃悠悠地向前运转起来。对于这样的情形，估计许多童鞋已经见惯不怪了，将此称为临时停车。其实这临时停车的目的就是让另一列列车来超车，而刚才列车停车的那个小站就是专供列车超车用的越行站。说起这越行站来，这玩意儿大多设置在复线铁路上面，单向设置有主、副两条轨道。当有列车需要超车的时候，先让优先通行权较低的列车在副线上临时停车，再开放主线让优先通行权较高的列车先行通过。
看了前面的介绍，也就是说想要超车，列车就得拥有较高的优先通行权。可是这优先通行权并不是随便那一列列车都能拥有的，这列车与那些介于牛A到牛C之间的国企、央企一样，通通得按资排辈—在咱们这片儿优先通行权最高的就是抢险救灾列车（车次以字母Q开头），要知道时间就是生命啊，分分钟都不能耽搁，这玩意儿自然是见车超车，拥有等级最高的优先通行权；比抢险救灾列车的优先通行权低一点的则是专列，这玩意儿咱们就不多说什么了，反正就是一句话—让领导先走；紧接着专列的就是最近几年灰常牛X的高速动车组（车次以字母G开头）与城际动车组（车次以字母C开头），想要跑出每小时200公里甚至更高的速度，不超车是不可能的；在此之后则是动车组（车次以字母D开头），不过咱们这片儿最近几年到处都是和谐号的影子，这玩意儿现在已经很少见了。
前面这些不是专列就是动车组，来头都不小，而在普通机车牵引的列车中，优先通行权最高的就要数直达特快列车（车次以字母Z开头）了，这玩意儿通常都是在省会城市之间开行；优先通行权再低一点的则是特快列车（车次以字母T开头）与行包专列（车次以字母X开头），这玩意儿基本上可以算是咱们这片儿客运列车的主力，属于人民群众喜闻乐见的东东；剩下的快速列车（车次以字母K开头）的优先通行权就更低了，属于高不成低不就的那种；普快列车（车次为1001-5998），虽然挂了个快速列车的名，却没有快速列车之实，在铁路上跑起来，这玩意儿并没有什么优势；而在此之下则是经常停靠四、五等站的普客列车（车次为6001-7598）与路用列车或通勤列车（车次为7601-8998）；排在最后的，也就是优先通行权最低的普通货物列车，基本上这玩意儿就不可能去干超车这活儿，属于见车让车的那种。
前面说的超车，其实就是咱们在小学数学课上经常遇到的追击问题。既然如此，现在有了追击问题，自然少不了那个曾经让人头痛的相遇问题—两列相向而行的列车在相遇的时候又会如何处理呢？其实，对于两列列车如何相遇这个问题，其实就是各位童鞋口中常说的错车。这与前面说的列车超车需要越行站差不多，列车错车需要的是会让站。会让站大多建在单线铁路上，而且是隔三差五就会建上一个。
与越行站一样，这玩意儿也有两条轨道，分为主、副两条线。在相遇即将发生的时候，优先通过权较低的列车提前进入副线临时停车等待，当优先通过权较高的列车与其相遇并通过主线之后，才能开动奔赴下一个站点。
机车如何调头？
想让机车调头，那还有什么难的？最简单的办法就是咱们修条180度环线铁路，让机车在上跑完一趟，车头自然会换个方向，完全不用动脑筋，这就是灯泡线。不过与灯泡线相比还有种三角线也可以搞定调头这件事儿。不过比起灯泡线来，三角线就要复杂得多了。
通常而言，三角线大多是由三段铁路组成的一个三角形。机车从入口进入之后，在三角形的第一边上开到头，然后倒车到第二边的尽头，最后再豪迈地通过第三边前进到入口，这样就完成了机车的调头。
机车在灯泡线与三角线上，虽然靠自己就能搞定一次调头，不过这两个玩意儿实在是太占地方了，毕竟是一寸土地一寸金，不是哪个车站都有空地方来建的。对于这样的情况，机车想要掉头就得让调头机来帮忙了。地球人倒腾出的调头机说起来就是一个中间有条铁路的大圆盘。这圆盘的入口连着进入的铁路，只要机车开进去，这玩意儿再转动180度，一切就搞定了——机车从哪儿来，还是从哪儿回，不同的是方向已经被改变了。
不过最近几十年地球人造的内燃机车与电力机车基本上都在首尾都设置了司机室，要掉头只要让司机从机车的这头走到那头，然后屁颠屁颠地往回开就成了，哪里还需要什么灯泡线、三角线与掉头机这些费时占地的玩意儿哦。各位童鞋如果还能在附近看到这些东东，那千万不要犹豫，赶快抄起大大小小的单反、微单、卡片机等家什给这些工业遗迹拍个照留个底吧。没准过不了多久，这些东东都会被面善心黑的KFS强拆，变成一座座拔地而起、让人蜗居的高楼大厦……
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