電車和輕鐵轉向架係彎道表現既研究

呢個研究好沉悶，部份係小弟既理解同假設，當中可能有錯。

電車用既底盤，官方正名係叫轉向架，不過電車迷會話佢唔識轉向。

研究轉向架，就要一併考慮埋車身長度問題。

早期單層電車全長8.9m，軸距1981mm；
雙層化後電車全長8.9m，軸距2591mm，車身越重越長，兩條軸距離越遠，行駛時越穩定。

當轉向架擺落彎軌上面，會出現一個車輪凸緣與路軌之間既角度英文叫 Angle of attack：


註：圖片引用自下面會提及的網址

針無兩頭利，軸距越長，彎越急，產生出黎既角度就越大。角度越大，對路軌及車輪磨損越犀利，亦較易出軌。

以筲箕灣總站為例，利用地政總署地圖測得總站迴旋圈直徑約25m。
將現時電車軸距擺落彎軌上面，量得 Angle of attack 大約是7度。

而輕鐵路軌系統最細迴旋圈，利用地政總署地圖測得直徑大約50m。
輕鐵車身設計長度達20m，如果使用兩軸固定式底盤，想想都知無可能，軸距會非常長，Angle of attack 角度會非常誇張。
輕鐵使用中的轉向架軸距1900mm，如果擺落直徑約25m的電車迴旋圈，Angle of attack 大約是6度，比電車轉向架僅僅細1度。

簡單地畫一下轉向架係彎軌運行時既情況：(先前小弟腦內的想法)


現實原來係咁：


實地觀察：






如果換轉係輕鐵又是甚麼情況？


車尾回望角度


識轉向既輕鐵轉向架係50m細圈下也無法解決轉彎不暢順的問題(轉彎時還是有削鐵的聲音)，轉向架只係用來應對長車廂下的解決方案。
要解決細圈下既轉彎表現，只能進一步縮短兩軸軸距，但不值得去做。
或兩條軸不是永久固定平行，轉彎時可稍微變成梯型，不過有風險，例如下面報導：

【小火車用陸貨】出軌都在直線路段 1張圖秒懂小火車出軌原因

https://www.mirrormedia.mg/story/20180320inv004


另外引用以下網址內文：(有興趣可消化轉彎研究)
https://www.thecontactpatch.com/rail/r0415-curving

"If the curve is sufficiently sharp, the trailing inner wheel will contact the inner rail shoulder as well"
"如果彎道夠急，後輪內側車輪也會與內側鋼軌肩部接觸"

應該就是表達呢一種行法。以上網址有探討轉向架轉彎時各車輪在路軌踏面上的滑行情況，亦嘗試計算車輪在路軌上的摩擦力，預測車輪凸緣擠向路軌肩部時的壓力。

電車轉向架是固定在車身之下，轉彎時重力慣性直線向前，因為頭跨距長，以C點為支點，B點車輪凸緣轉彎時要對抗A點慣性直向力引致既外推力疊加槓桿力 (A-C 比 B-C長)，結果是頭軸和尾軸在轉急彎時會出現相反方向互相鬥力的情況 (黃箭咀及紫箭咀)。而輕鐵轉彎時車頭重量會經轉向架中心傳導至輪下，但因轉向架可以自由旋轉，轉向架內頭尾兩軸不會像電車一樣轉彎時有撬死情況。而呢種外推力疊加槓桿力對路軌既破壞力，看來係無法解決，亦即新換的彎軌很快就會有明顯磨損。