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齒軌鐵路是一種登山鐵路。一般鐵路可以攀爬的斜坡坡度約為4%至6%,間中亦可越過短的9%路段。齒軌鐵路在普通路軌中間的軌枕上,另外放置一條特別的齒軌。行走齒軌鐵路的機車,配備了一個或多個齒輪,跟齒軌嚙合著行走。這樣機車便能克服黏著力不足的問題,把列車拉上達坡度達48%的陡峭斜坡。

 

1 齒軌鐵路 -種類

齒軌鐵路有幾種:

(圖)左至右:Riggenbach, Strub, Abt, Locher齒軌左至右:Riggenbach, Strub, Abt, Locher齒軌

Riggenbach 系統使用好像是梯子的齒軌。齒軌由多塊鋼板組成,中間每隔固定距離由圓柱連結。這種齒軌最先被發明,缺點是這種齒軌比其他的系統複雜及昂貴。這種齒軌亦稱Marsh系統,因為美國人Sylvester Marsh 在華盛頓山的登山鐵路同時發明相同的設計。 

Riggenbach齒軌

齒軌鐵路Riggenbach齒軌

Von Roll齒軌Abt 由瑞士人 Roman Abt 發明,是一種Riggenbach 的改良系統。Abt的齒軌是垂直的鋼板,上面用機器銑割上了準確的齒坑。它們可以比Riggenbach更平滑地與車上的齒輪嚙合。Abt齒軌經常是兩或三條平衡使用,火車上亦配有相同數量的齒輪;這樣便能確保最少有一個齒輪是嚙合上的。
Strub 系統與 Abt 類似,但只用一條較寬的齒軌。這種系統維修最簡單,亦越來越受歡迎。
Locher 系統的齒是銑割在鋼軌的兩旁邊,而不是上方。機車以兩個齒輪同時在左右兩側嚙合齒軌。這種齒軌不會出現齒輪跳出齒軌,適合攀爬特陡峭的斜坡。世界最陡峭的皮拉特斯山鐵路使用的就是這種齒軌。
Von Roll:由Von Roll公司製造:齒的型狀比例跟Riggenbach 或 Strub 一樣;但製作較為容易,被用作替代品。
Abt是使用得最多的齒軌。

(圖)Von Roll齒軌Von Roll齒軌

有些鐵路使用的是齒軌與黏著組合驅動,只在陡峭的路段使用齒軌,其餘部分則跟常規的鐵路一樣。 純粹使用齒軌的鐵路機車,動力都在齒軌輪上,其他車輪都只是跟隨著轉動,是不帶動力的。

2 齒軌鐵路 -機車

(圖)十九世紀末美國Manitou and Pike十九世紀末美國Manitou and Pike's Peak Railway鐵道的蒸汽齒軌機車

初期的齒軌鐵路使用的是蒸汽機車。這些機車必須要經過大量改裝才能運作。與柴油或電力機車不同,蒸汽機車鍋爐內的水必須經常把熱水管及燃燒室璧覆蓋。不然的話,燃燒的熱力會把這些部分燒熔;或令它們變軟,在壓力下斷裂,造成意外。

在坡度非常高的齒軌鐵路,鍋爐、駕駛室及車頭主結構會被造成向前傾。這樣當它們走到斜的鐵路上時,便變回接近水平了。這種機車不可以在水平的路段運作,故此包括維修廠在內的整條路線都必須全是斜的。

為了安全原因,在純粹使用齒軌的鐵路上,機車必然是放在列車的尾端,把客車車廂向前推。機車都裝有強力的制動剎車裝置,通常包括有鉗緊齒軌的鉗。部分的制動裝置由速度控制,當車速太快時便自動啟動,以防滑溜。有些齒軌

鐵路的機車及客車車廂之間是沒有接鉤的,只靠重力把客車車廂壓在機車上。

3 齒軌鐵路 -齒軌鐵路

齒軌鐵路瑞士的齒軌鐵路

齒軌鐵路的攀斜能力不及纜索鐵路,不過卻可以建成更長、或更複雜的路線。特別是齒軌與黏著組合驅動可以把平地及登山鐵路結合,乘客可以無需換乘。

日本靜岡縣大井川鐵道井川線Abt市代站~長島水壩站路段使用Abt系統。
美國新罕布希州華盛頓山上的齒軌鐵路,採用Marsh系統,建於1869年,是唯一完全建於支架上的齒軌鐵路,全長5.2公里。
美國科羅拉多州Manitou and Pike Peak Railway,採用Abt系統。
瑞士少女峰鐵路,山上車站位於山體內,為歐洲最高車站。
瑞士皮拉特斯山鐵路,最斜的路段達48%,是世界最斜的齒軌鐵路。

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