Tàu hỏa và xe cứu hỏa đã trở nên rất quen thuộc với chúng ta. Nhưng bạn có biết rằng đầu máy của xe lửa chạy bằng loại động cơ nào để kéo được nhiều toa tàu phía sau không? Hãy cùng tìm hiểu!
TÓM TẮT
1. Máy hơi nước
🔎 Xem thêm
Có một loại đầu máy sử dụng động cơ này, đó chính là máy hơi nước. Đầu máy này sử dụng than đốt củi để tạo nhiệt đun sôi nước, từ đó tăng áp lực nước để hơi đẩy một pít-tông qua trục khuỷu. Bạn có thể đã nghe về động cơ hơi nước trước đây!
2. Động cơ diesel cổ điển
Động cơ diesel cổ điển có thể coi là một bước tiến lớn trong việc tối ưu hóa hiệu suất của động cơ diesel, khắc phục nhược điểm của động cơ hơi nước. Nguyên tắc cơ bản của động cơ này không khác gì động cơ diesel được sử dụng trong ô tô ngày nay. Buồng bơm của bộ tăng áp diesel phun dầu áp suất cao vào buồng đốt, dầu được cháy dưới tác động của nhiệt độ cao và áp suất cao, đẩy pít-tông qua trục khuỷu và truyền lực tới các bánh xe thông qua hộp số. Tuy nhiên, đầu máy diesel cổ điển cũng gặp một số vấn đề, như mô men xoắn khi khởi động thấp và khó khởi động đầu máy. Để giải quyết vấn đề này, cần sử dụng kích đẩy để di chuyển đầu máy và tạo ra mô men khởi động theo yêu cầu.
3. Động cơ diesel truyền động điện
Đầu máy này đã “không còn chức năng tạo ra chuyển động cho đoàn tàu”! Động cơ diesel truyền động điện sử dụng mô-men xoắn do động cơ diesel tạo ra để truyền đến máy phát điện. Từ đó, dòng điện được truyền tới một số động cơ điện, dẫn động hộp số trực tiếp đến các bánh xe lửa. Động cơ diesel truyền động điện có thể có một động cơ trên mỗi bánh xe hoặc hai bánh xe trên một trục động cơ.
Động cơ điện có mô-men xoắn khởi động lớn, phù hợp để kéo và khởi động xe tải hạng nặng ngay cả trong thời gian ngắn. Đầu máy xe lửa chạy bằng điện cũng đã được giới thiệu. Sự tăng cường sử dụng điện đã thay đổi hình thức của các đoàn tàu.
Ngày nay, ở các nước phát triển, các khái niệm “tàu điện” và “đường sắt cao tốc” đã thay thế tàu hỏa.
- Tàu điện: Chạy hoàn toàn bằng động cơ điện.
- Tàu cao tốc hoặc tàu Maglev: Đây là những đoàn tàu hiện đại di chuyển bằng cách áp dụng kiến thức về từ tính hoặc điện từ. Phương pháp này giảm ma sát và loại bỏ các cấu trúc cơ khí, giúp di chuyển nhanh hơn và thoải mái hơn so với các phương tiện có bánh xe. Tốc độ của tàu đệm từ có thể đạt khoảng 500 đến 580 km/h. Nhưng không chỉ dừng lại ở đó, Tesla của Elon Musk và Superloop của SpaceX đang “hạ nhiệt” thế giới. Trong đường áp suất thấp, các phương tiện chở người và hàng hoá có thể khởi động nhờ lớp khí đệm tạo ra từ máy nén khí, giúp giảm thiểu ma sát. Năng lượng đẩy tàu cũng dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Những yếu tố này giúp tàu di chuyển với tốc độ gấp đôi máy bay thông thường, không bao giờ gặp sự cố, giảm đáng kể chi phí năng lượng và hoạt động 24/24 giờ bất chấp mọi điều kiện thời tiết, với tốc độ lên tới 1200 km/h.
Mặc dù hiện nay ở Việt Nam, chúng ta vẫn sử dụng động cơ diesel cổ điển hoặc động cơ diesel truyền động điện như tàu điện đầu tiên Cát Linh – Hà Đông, nhưng đáng tiếc là ngành đường sắt Việt Nam chưa có cuộc cách mạng nào về tốc độ chạy tàu.
Bài viết liên quan: