¿Por qué los viajes en tren son inestables y ruidosos a pesar de que los rieles son lisos y rectos?

La sacudida lateral del tren a medida que viaja a lo largo de un camino recto con suficiente velocidad se conoce como la oscilación de caza .

La razón de estas oscilaciones alrededor de la posición de equilibrio es la forma cónica de las ruedas del tren. Permítanme desarrollar más sobre esta forma para aquellos que todavía no lo han notado. La próxima vez que vea un tren, observe que las ruedas, que son ligeramente cónicas, están conectadas directamente por un eje sin diferencial entre ellas, a diferencia de las ruedas de automóviles normales.

Ahora, el diferencial en los automóviles puede proporcionar un par de torsión desigual en las ruedas cuando gira, ya que cuando gira, las ruedas en el borde más alejado deben girar más rápido que la rueda en el borde interior de la curva. Esto no puede ocurrir en las ruedas del tren porque ambas ruedas siempre giran a la misma velocidad. Así que la solución para hacer girar una rueda sin diferencial es hacerlo cónico. La desventaja de esta naturaleza cónica de las ruedas es la oscilación de la caza. Cuanto más cónica sea, más oscilaciones habrá, por lo que encontrará que las ruedas del tren solo tienen un ángulo cónico muy ligero, lo suficiente para maniobrar las vías curvas.

La oscilación de la caza está bien demostrada en este video a partir del tiempo 3:31.

Conexiones de ingeniería de Richard Hammond – Bullet Train

Aquí está la parte contraintuitiva: ¡la mayoría de los idiotas tienen poco que ver con el movimiento vertical! Son de origen lateral: movimiento de izquierda a derecha con respecto a la dirección del movimiento. Los verticales son muy fáciles de manejar y están sintonizados a 1.2 Hz. Puedes leer sobre ellos en otra de mis respuestas (la respuesta de Tanmay Mehta a ¿Cuáles son algunos datos sorprendentes sobre los ferrocarriles de la India?)

Básicamente, los estudios han demostrado que el cuerpo humano se siente más incómodo con las sacudidas hacia adelante y hacia atrás, y después de eso, el movimiento lateral nos causa la mayor incomodidad. Por eso no te gustan los movimientos laterales pequeños. Para hacerlo mucho más complicado, estos movimientos rectos (lineales) se combinan en la vida real con movimientos de rotación.

Para entender esto, imagine que está en un columpio; tenga en cuenta que el centro de rotación está por encima de usted. Ya sea que vayas hacia adelante o hacia atrás o hacia los lados, te mueves linealmente y giras alrededor del centro, y siempre te encanta. Aquí está el truco: si el columpio tuviera de alguna manera el centro de rotación debajo de usted, se enferma rápidamente, por ejemplo, en el caso de rodar un avión o un barco. Esto es algo que evitamos como plaga cuando diseñamos suspensiones de entrenador. Las personas no se levantan debido a un tren en movimiento, lo hacen en el movimiento de automóviles, aviones y barcos. Bien, ahora eso está confirmado!

Entonces, ¿qué causa esos tirones laterales? Respuesta: La brida de la rueda. Err, ¿por qué? Escuche, esto es lo que sucede: las ruedas en los trenes forman un doble cono en el riel que resulta en un movimiento lateral lateral (léalo en otro lugar en Quora si no lo entiende). La pregunta clave aquí es, pero, ¿qué detiene ese movimiento lateral, porque de lo contrario la rueda se caería del riel? 2 cosas: primero, algo que se llama “fuerza de centrado”. Y si eso no funciona, la segunda cosa es la brida.

La brida actúa como un tope para evitar que la rueda se descarrile. Simplifiquemos esto un poco – imagina el swing una vez más. Esta vez lo estás empujando. Si te paras demasiado cerca del columpio, vendrá y te golpeará (¡causa un tirón!). Eso es lo que sucede: el movimiento lateral de la carrocería del entrenador es variable, por lo que a veces la brida golpea el riel. Entonces tienes un idiota.

Las protuberancias verticales en la pista pueden hacer que un entrenador se incline solo un poco si ocurren en un solo lado. Esta pequeña inclinación es uno de los factores, entre muchos, que cambia el movimiento lateral del entrenador. La deformación vertical de estos baches se cuida en la suspensión del entrenador, no son un problema en absoluto.

El ruido tiene que ver con el aislamiento del ruido y las ventanas abiertas. A menos que la pista comience a rugir! Whazzat ?? Echa un vistazo a algo llamado rugido del ferrocarril, mi amigo.

Los rieles relativamente bien mantenidos aparecerán lisos y sin bultos, pero a lo largo de una larga distancia los rieles pueden moverse bastante. Si el riel no está soldado, puede tener aún más pliegues en la distancia.

Si alguna vez toma la oportunidad (relativamente arriesgada y peligrosa) de mirar por una sección de la barandilla de la misma forma en que lo haría por el cañón de un rifle, podría observar que las vías no siempre permanecen rectas, y esos cambios leves de una manera. u otro puede traducirse a algún “balanceo” a velocidades.

El diseño y el estado del vagón de ferrocarril también son importantes. Algunos diseños tienden a “cazar” más que otros, lo que puede causar mucho temblor e incluso dañar los rieles o descarrilar el tren si es lo suficientemente grave (esto fue un problema con la locomotora eléctrica estadounidense E60CP).

Los vagones y las locomotoras también pueden desarrollar “puntos planos”, ¡lo que definitivamente causaría algunos golpes debajo del piso!

Hay algunas buenas respuestas aquí. Mencionaré varias cosas que nadie más parece haber mencionado cuando escribí esto.

Los rieles pueden parecer lisos, pero probablemente hay pequeñas depresiones en el riel que se magnifican cuando un tren viaja sobre él a alta velocidad.

Los rieles pueden parecer rectos y nivelados, pero en algunos lugares, los lazos pueden estar flotando sobre un lugar desgastado en el balasto. El peso del tren que presiona la rueda a medida que pasa sobre esta área deprimirá (doblará) el riel hacia abajo. Esto, por supuesto, se sentirá como un bulto. Si alguna vez se encuentra en una estación de tren, y pasa un tren de carga pesado en las vías cercanas, observe las ruedas. Indudablemente verá que la pista es deprimente en algunos lugares más que en otros.

En los Estados Unidos, los automóviles de pasajeros están estrechamente acoplados, es decir, hay poca o ninguna holgura cuando los automóviles se acoplan en forma consistente. En algunos otros países, se permite más holgura en los acoplamientos en el equipo de pasajeros. Esto puede causar un ligero tirón cuando el tren acelera o desacelera, lo que hace que la holgura entre o salga. Además, esto puede verse exacerbado por el nivel de habilidad o la falta de este del ingeniero (conductor).

En mi opinión (gracias a Tanmay Mehta), cuando el tren se mueve a través de la unión de los rieles adyacentes , debido al pequeño punto de contacto si la sección transversal circular de las ruedas y la enorme masa de los vagones, los rieles se hunden en el suelo. Pero una cantidad leve pero notable. Esto provoca un cambio brusco en el nivel y las ruedas reaccionan a este cambio repentino. Esto causa la parte inestable y ruidosa de tu viaje.

Básicamente, usted ha hecho la pregunta en el formato: “¿Por qué la tierra parece esférica desde el espacio a pesar de que la tierra es plana?”.

Lo que ha escrito después de “aunque” y la información adicional simplemente no es cierto.

Los viajes en tren son inestables y ruidosos debido a que los rieles NO son suaves, hay BULGOS en ellos y HAY articulaciones en ellos, NO son rectos sino ondulados. Tan sencillo como eso.

Pueden parecer lisos y rectos desde la distancia, pero no lo son.

Fue debido a fuerzas desequilibradas en la locomotora de un tren. Produce un efecto llamado efecto de martilleo, con el que todo el tren será inestable y ruidoso.

Si observa con entusiasmo, los locos diesel producirán más fuerzas desequilibradas que los locos eléctricos. Debido a que los locos Diesel tendrán más partes móviles como en ellos que los locos eléctricos. Esta es la razón principal.

Viajar en un tren con Electrical Loco será menos ruidoso y tembloroso en comparación con los diesel.

La razón secundaria es que el diseño de los amortiguadores absorbe minerales que no pueden diseñarse completamente para anular el efecto de las fuerzas desequilibradas producidas en la locomotora.

Comprende muchos factores, como todos dijeron, fuerzas desequilibradas, escoria en pistas, generalmente permitimos algún movimiento lateral del eje, excepto el juego de ruedas del medio, para compensar el peso en las vueltas. Es decir, tenemos las medidas aquí y confirmamos que en cada inspección