سكة حديدية مسننة

📅 آخر تحديث: ٦ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٦ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 21 صور
الموسوعة الحرة
يعتبر خط سكة حديد بيلاتوس أكثر خطوط السكك الحديدية المسننة انحدارًا في العالم، حيث يبلغ أقصى انحدار له 48٪ ومتوسط ​​انحداره 35٪.
آلية عمل نظام الترس والجريدة المسننة في نظام ستروب

السكة الحديدية المسننة ( وتُعرف أيضًا بالسكك الحديدية ذات التروس أو السكك الحديدية المسننة ) هي سكة حديدية شديدة الانحدار مزودة بسكة مسننة ، عادةً ما تكون بين قضبان السكة الرئيسية . تُجهز القطارات بعجلة مسننة واحدة أو أكثر تتعشق مع هذه السكة. يسمح هذا للقطارات بالعمل على منحدرات شديدة تصل إلى 100% (45 درجة) أو أكثر، وهو أعلى بكثير من الحد الأقصى البالغ 10% (5.7 درجة) للسكك الحديدية التقليدية . كما توفر آلية التروس تحكمًا أفضل في الكبح وتقلل من تأثير الثلج أو الجليد على القضبان. معظم السكك الحديدية المسننة هي سكك حديدية جبلية ، على الرغم من أن بعضها سكك حديدية نقل أو ترام مصممة للتغلب على المنحدرات الشديدة في البيئات الحضرية . كان أول خط سكة حديد مسنن هو خط سكة حديد ميدلتون بين ميدلتون وليدز في غرب يوركشاير ، إنجلترا، المملكة المتحدة ، حيث سارت أول قاطرة بخارية ناجحة تجاريًا ، سالامانكا ، في عام 1812. وقد استخدمت هذه القاطرة نظامًا مسننًا وجريدة مسننة صممه وحصل على براءة اختراع في عام 1811 جون بلينكينسوب . [ 1 ]

كان أول خط سكة حديد جبلي مسنن هو خط سكة حديد جبل واشنطن المسنن في ولاية نيو هامبشاير الأمريكية ، والذي نقل أول ركابه بأجر في عام 1868. تم الانتهاء من المسار للوصول إلى قمة جبل واشنطن في عام 1869. أما أول خط سكة حديد جبلي مسنن في أوروبا القارية فكان خط فيتزناو-ريجي-بان على جبل ريجي في سويسرا ، والذي افتتح في عام 1871. ولا يزال كلا الخطين يعملان حتى اليوم.

تاريخ

أنظمة رفوف مختلفة: من اليسار، ريغينباخ، ستروب، أبت، لوخر

طُوّرت على مر السنين تصاميم عديدة ومختلفة لقضبان التثبيت وعجلات التروس المتوافقة معها. وباستثناء بعض تركيبات قضبان التثبيت المبكرة من مورغان وبلينكينسوب ، تضع أنظمة قضبان التثبيت قضيب التثبيت في منتصف المسافة بين قضبان التشغيل، مثبتًا على نفس العوارض أو الروابط الخشبية المستخدمة في قضبان التشغيل.

بلينكينسوب (1812)

نظام تروس بلينكينسوب ذو تروس مسننة بأسنان على الجانب الخارجي لقضيب واحد فقط

اعتقد جون بلينكينسوب أن الاحتكاك سيكون منخفضًا جدًا بين العجلات المعدنية والسكك الحديدية المعدنية حتى على أرض مستوية، لذا قام ببناء قاطراته البخارية لسكك حديد ميدلتون عام 1812 بعجلة مسننة (ترس صغير) قطرها 914 ملم (3 أقدام ) ذات 20 سنًا على الجانب الأيسر ، تتعشق مع أسنان مسننة (سنان لكل قدم) على الجانب الخارجي للسكك الحديدية. صُنعت حافة السكة المعدنية المقوسة مع مسنناتها الجانبية كوحدة واحدة، بأطوال 914 ملم (3 أقدام ) . ظل نظام بلينكينسوب قيد الاستخدام لمدة 25 عامًا على سكك حديد ميدلتون، لكنه أصبح مثيرًا للفضول لأن الاحتكاك البسيط أثبت كفايته لخطوط السكك الحديدية العاملة على أرض مستوية. [ 2 ]   

فيل (1860)

نظام سكة حديد فيل الجبلية ، الذي طُوّر في ستينيات القرن التاسع عشر، ليس، بالمعنى الدقيق للكلمة، سكة حديد مسننة، إذ لا يحتوي على تروس. بل يستخدم هذا النظام سكة مركزية ملساء مرتفعة بين سكتي التشغيل في الأجزاء شديدة الانحدار من الخط، تُثبّت من كلا الجانبين لزيادة الاحتكاك. تُحرّك القطارات بواسطة عجلات أو تُكبح بواسطة أحذية تُضغط أفقيًا على السكة المركزية، بالإضافة إلى عجلات التشغيل العادية.

مارش (1861)

نظام مارش للتروس المسننة

كان خط سكة حديد جبل واشنطن المسنن، الذي طوره سيلفستر مارش ، أول خط سكة حديد مسنن ناجح في الولايات المتحدة . [ 3 ] حصل مارش على براءة اختراع أمريكية للفكرة العامة لخط سكة حديد مسنن في سبتمبر 1861، [ 4 ] وفي يناير 1867 لخط مسنن عملي، حيث تأخذ أسنانه شكل بكرات مرتبة كدرجات سلم بين قضيبين من الحديد المطاوع على شكل حرف L. [ 5 ] أُجريت أول تجربة عامة لخط مارش المسنن على جبل واشنطن في 29 أغسطس 1866، عندما كان قد تم إنجاز ربع ميل (402 مترًا) فقط من المسار. افتُتح خط سكة حديد جبل واشنطن للجمهور في 14 أغسطس 1868. [ 6 ] تتميز عجلات التروس في القاطرات بأسنان عميقة تضمن تعشيق سنين على الأقل مع المسنن في جميع الأوقات؛ ويساعد هذا الإجراء على تقليل احتمالية انزلاق التروس لأعلى وخروجها من المسنن. [ 1 ]

ريغينباخ (1871)

نظام رفوف ريغينباخ

اخترع نيكلاوس ريغينباخ نظام ريغينباخ للتروس ، وكان يعمل في نفس الفترة تقريبًا التي عمل فيها مارش، ولكن بشكل مستقل. حصل ريغينباخ على براءة اختراع فرنسية عام 1863 بناءً على نموذج عملي، استخدمه لجذب اهتمام المستثمرين السويسريين المحتملين. خلال هذه الفترة، زار القنصل السويسري لدى الولايات المتحدة سكة حديد ماونت واشنطن المسننة التابعة لمارش، وأبلغ الحكومة السويسرية بحماس. وسعيًا منها لتعزيز السياحة في سويسرا، كلفت الحكومة ريغينباخ ببناء سكة حديد مسننة إلى جبل ريجي . بعد بناء نموذج أولي لقاطرة ومسار تجريبي في محجر بالقرب من برن ، افتُتح خط سكة حديد فيتزناو-ريجي في 22 مايو 1871. [ 1 ] يشبه نظام ريغينباخ في تصميمه نظام مارش، حيث يستخدم تروسًا سلمية مصنوعة من صفائح أو قنوات فولاذية متصلة بقضبان دائرية أو مربعة على فترات منتظمة. يعاني نظام ريغينباخ من عيب يتمثل في أن تروسه السلمية الثابتة أكثر تعقيدًا وتكلفة في البناء من تلك الموجودة في الأنظمة الأخرى. بعد نجاح خط السكة الحديد فيتزناو-ريغي، أنشأ ريجينباخ شركة Maschinenfabrik der Internationalen Gesellschaft für Bergbahnen (IGB) - وهي شركة أنتجت قاطرات ذات حامل حسب تصميمه. [ 1 ]

أبت (1882)

نظام رفوف ABT المستخدم في سكة حديد جبل سنودون

ابتكر كارل رومان آبت ، مهندس القاطرات السويسري ، نظام آبت . عمل آبت لدى ريغينباخ في مصانعه في أولتن، ولاحقًا في شركته IGB المتخصصة في قاطرات الرفوف. في عام 1885، أسس شركته الخاصة للهندسة المدنية. [ 1 ] خلال أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر، عمل آبت على ابتكار نظام رفوف مُحسَّن يتجاوز قيود نظام ريغينباخ. على وجه الخصوص، كان نظام ريغينباخ مكلفًا في التصنيع والصيانة، وكانت مفاتيح التحويل معقدة. في عام 1882، صمم آبت نظام رفوف جديدًا باستخدام قضبان صلبة ذات أسنان عمودية مصنعة بدقة. يتم تركيب اثنين أو ثلاثة من هذه القضبان مركزيًا بين القضبان، مع إزاحة دورانية لأسنان التروس الصغيرة عن بعضها البعض لتتوافق. [ 7 ] يضمن استخدام قضبان متعددة ذات أسنان متداخلة أن تكون التروس الصغيرة على عجلات قيادة القاطرة متصلة باستمرار بنظام الرفوف. [ ٨ ] يُعدّ نظام آبت أقل تكلفةً في البناء من نظام ريغينباخ، لأنه يتطلب وزنًا أقل من التروس على طول محدد. مع ذلك، يتميز نظام ريغينباخ بمقاومة أكبر للتآكل مقارنةً بنظام آبت. [ ١ ] استُخدم نظام آبت لأول مرة على خط سكة حديد هارتسبان في ألمانيا، الذي افتُتح عام ١٨٨٥. [ ١ ] كما استُخدم أيضًا على خط سكة حديد دياكوبتو-كالافريتا عام ١٨٨٥، وخط سكة حديد جبل سنودون في ويلز عام ١٨٩٦ [ ٩ ] ، وفي عام ١٨٩٣ من قِبل سكك حديد الحكومة اليابانية على الجزء الواقع بين يوكوكاوا وكارويزاوا في ممر أوسوي . ويُستخدم اليوم على خط إيكاوا التابع لسكك حديد أويغاوا . يمكن تركيب عجلات التروس على نفس محور عجلات السكة، أو تشغيلها بشكل منفصل. تحتوي قاطرات البخار على خط سكة حديد الساحل الغربي البري على أسطوانات منفصلة تقوم بتشغيل عجلة التروس، كما هو الحال في قاطرات الفئة "X" على خط سكة حديد جبل نيلجيري .

أغوديو (1884)

اخترع توماسو أغوديو نظام أغوديو للتروس [ 10 ] . وكان استخدامه الوحيد طويل الأمد على خط ترام ساسي-سوبرغا ، الذي افتُتح عام 1884. استخدم هذا النظام تروسًا رأسية مزودة بعجلات مسننة على جانبي الترس المركزي. لكن ميزته الفريدة كانت أن "القاطرة" كانت تُدفع بواسطة كابل لا نهائي يُشغل من غرفة المحركات عند أسفل المنحدر. وتم تحويله لاستخدام نظام ستروب للتروس عام 1934. [ 11 ]

لوخر (1889)

نظام رفوف لوخر (كما يُرى من الأعلى)

نظام لوخر للتروس، الذي ابتكره إدوارد لوخر ، يتميز بأسنان مسننة محفورة في جوانب السكة بدلاً من أعلاها، وتتصل بعجلتين مسننتين في القاطرة. يتيح هذا النظام استخدامه على منحدرات أكثر حدة من الأنظمة الأخرى، التي قد تنزلق أسنانها من مكانها. ويُستخدم هذا النظام على خط سكة حديد بيلاتوس . سعى لوخر إلى تصميم نظام تروس يمكن استخدامه على منحدرات تصل إلى 50%. أما نظام آبت  - وهو النظام الأكثر شيوعًا في سويسرا آنذاك  - فكان محدودًا بانحدار أقصى يبلغ 25%. أوضح لوخر أنه على المنحدرات الأكثر حدة، كان نظام آبت عرضة لتجاوز ترس القيادة للترس المسنن، مما قد يتسبب في حوادث خروج عن القضبان كارثية، كما توقع الدكتور آبت. وللتغلب على هذه المشكلة، ولتمكين الترس المسنن من محاذاة الجوانب شديدة الانحدار لجبل بيلاتوس ، طور لوخر نظام تروس يكون فيه الترس عبارة عن قضيب مسطح بأسنان أفقية متناظرة. تتعشق تروس أفقية ذات حواف أسفل المسنن مع القضيب المركزي، مما يؤدي إلى تحريك القاطرة والحفاظ على مركزها على السكة. يوفر هذا النظام تثبيتًا مستقرًا للغاية على السكة، كما يحمي العربة من الانقلاب حتى في ظل أقوى الرياح الجانبية. يمكن لهذه التروس أيضًا توجيه العربة، لذا فإن وجود حواف على عجلات التشغيل أمر اختياري. يتمثل العيب الأكبر في هذا النظام في عدم إمكانية استخدام مفتاح التحويل القياسي للسكك الحديدية ، مما يستلزم استخدام طاولة نقل أو جهاز معقد آخر عند الحاجة إلى تفرع السكة. بعد إجراء الاختبارات، تم تطبيق نظام لوخر على سكة حديد بيلاتوس، التي افتُتحت عام 1889. لا تستخدم أي سكة حديد عامة أخرى نظام لوخر، على الرغم من أن بعض مناجم الفحم الأوروبية تستخدم نظامًا مشابهًا على خطوط تحت الأرض شديدة الانحدار. [ 1 ]

ستروب (1896)

مسار سكة حديدية مسننة على بانوراميك دي دوم باستخدام نظام ستروب للتسنين

اخترع إميل ستروب نظام ستروب للتروس عام 1896. يعتمد هذا النظام على سكة حديدية مسطحة القاع ملفوفة، مزودة بأسنان مسننة مصنعة بدقة في رأسها، تفصل بينها مسافة 100 ملم (3.9 بوصة) تقريبًا . تتعشق فكوك أمان مثبتة على القاطرة مع الجانب السفلي من رأس السكة لمنع خروج القطار عن القضبان، وتعمل أيضًا كمكبح. [ 1 ] يتضمن براءة اختراع ستروب الأمريكية، الممنوحة عام 1898، تفاصيل حول كيفية دمج سكة التروس مع آلية التحويل . [ 12 ] يُعد خط يونغفراوبان في سويسرا أشهر استخدامات نظام ستروب . [ 1 ] يُعتبر نظام ستروب أبسط أنظمة التروس صيانةً، وقد ازدادت شعبيته بشكل ملحوظ، إلا أن العديد من الشركات تستخدم الآن نظام لاميلا للتروس (انظر أدناه). [ 13 ] 

مورغان (1900)

النسخة غير المزودة بالطاقة من رف مورغان، من كتالوج غودمان لعام 1919

في عام 1900، حصل إي سي مورغان من شيكاغو على براءة اختراع لنظام سكك حديدية مسننة، مشابه ميكانيكيًا لنظام ريجنباخ المسنن، ولكن فيه استُخدمت المسننة أيضًا كقضيب ثالث لتشغيل القاطرة الكهربائية. [ 14 ] واصل مورغان تطوير قاطرات أثقل [ 15 ] ، وبالتعاون مع جيه إتش مورغان، طوّر محولات لهذا النظام. [ 16 ] في عام 1904، حصل على براءة اختراع لمسننة مبسطة ولكنها متوافقة، حيث تتعشق أسنان تروس المحرك مع ثقوب مربعة مثقوبة في قضيب مركزي على شكل قضيب. [ 17 ] حصل جيه إتش مورغان على براءات اختراع لعدة تصاميم بديلة للمحولات لاستخدامها مع نظام المسننة هذا. [ 18 ] [ 19 ] ومن المثير للاهتمام أن مورغان أوصى باستخدام مسننة غير مركزية للسماح بمرور المشاة والحيوانات على طول المسارات. [ 14 ] تُظهر بعض الصور لمنشآت مورغان المبكرة ذلك. [ 20 ] يمكن استخدام نظام تركيب مبسط للرفوف عندما لا يُستخدم رف مورغان لتزويد الطاقة بالسكك الثالثة [ 21 ] ، وقد وفر رف مورغان إمكانيات مثيرة للاهتمام لسكك حديد الشوارع. [ 22 ] كان رف مورغان مناسبًا للمنحدرات التي تصل إلى 16 % . [ 23 ] بدأت شركة غودمان للمعدات بتسويق نظام مورغان لسكك حديد المناجم ، وشهد استخدامًا واسع النطاق، لا سيما في المناطق ذات المنحدرات الشديدة تحت الأرض. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] بحلول عام 1907، كان لدى غودمان مكاتب في كارديف، ويلز ، لخدمة السوق البريطانية. [ 20 ] بين عامي 1903 و1909، قامت شركة ماكيل للفحم والكوك في مقاطعة رالي، فيرجينيا الغربية، بتركيب 35000 قدم (10700 متر) من مسار رف مورغان/السكك الثالثة في مناجمها. [ 27 ] بين عامي 1905 و1906، قامت شركة ماموث فين للفحم بتركيب 2500 متر (8200 قدم) من رفوف التعدين الآلية في منجمين تابعين لها في إيفريست، أيوا ، بنسبة تركيز قصوى تبلغ 16%. [ 28 ] وفي عام 1906، امتلكت شركة دونوهو كوك في غرينوالد، بنسلفانيا، 3050 مترًا (10000 قدم) من رفوف غودمان في منجمها. [ 29 ]   شهد نظام مورغان استخدامًا محدودًا على خط سكة حديد واحد للنقل العام في الولايات المتحدة، وهو شركة نفق شيكاغو ، وهي شركة نقل بضائع ذات مقياس ضيق كان بها منحدر حاد واحد في الخط المؤدي إلى محطة التخلص السطحي الخاصة بها على واجهة بحيرة شيكاغو . [ 30 ]

الصفيحة

نظام لاميلا على سكي تيوب في نيو ساوث ويلز ، أستراليا

طُوّر نظام لاميلا (المعروف أيضًا بنظام فون رول) من قِبل شركة فون رول بعد أن أصبحت قضبان الصلب المدرفلة المستخدمة في نظام ستروب غير متوفرة. يتكون هذا النظام من شفرة واحدة مقطوعة بشكل مشابه لنظام آبت، ولكنها عادةً ما تكون أعرض من قضيب آبت الواحد. يمكن استخدام نظام لاميلا في القاطرات المصممة للعمل على نظامي ريغينباخ أو ستروب، شريطة عدم استخدام فكوك الأمان التي كانت من سمات نظام ستروب الأصلي. تستخدم بعض خطوط السكك الحديدية أنظمة تروس من أنظمة متعددة؛ على سبيل المثال، كان خط سكة حديد سانت غالن غايس أبينزيل في سويسرا، حتى عام 2018 (افتتاح نفق روكهالد لتجنب استخدام نظام التروس)، يضم أقسامًا من أنظمة ريغينباخ وستروب ولاميلا. [ 1 ] وقد استخدمت معظم خطوط السكك الحديدية ذات التروس التي بُنيت منذ أواخر القرن العشرين نظام لاميلا. [ 1 ]

مفاتيح كهربائية

تتنوع مفاتيح التحويل في خطوط السكك الحديدية المسننة بتنوع التقنيات المستخدمة فيها. ففي خطوط السكك الحديدية المسننة والالتصاقية، مثل خط سكة حديد سنترالبان في سويسرا وخط سكة حديد الساحل الغربي البري في تسمانيا ، يُفضل استخدام مفاتيح التحويل فقط على الأجزاء المستوية بما يكفي للالتصاق (على سبيل المثال، عند قمة ممر جبلي). أما أنظمة السكك الحديدية المسننة البحتة، التي تعتمد فقط على المسنن للتشغيل (مع عدم تشغيل عجلات السكة التقليدية)، مثل خطوط سكك حديد ريجي السويسرية ، وخط سكة حديد دولدربان في زيورخ ، وخط سكة حديد شتربسكي بليسو في سلوفاكيا، وخط سكة حديد شينيج بلات المسننة، فيجب عليها تحويل مسار المسنن.

تؤثر هندسة نظام التروس بشكل كبير على تصميم المحولات. فإذا كان نظام التروس مرتفعًا فوق قضبان السكة، وهو معيار في أنظمة التروس والالتصاق وجميع أنظمة آبت وستروب [ 31 ]، فلا حاجة لقطع قضبان السكة للسماح بمرور تروس القيادة للمحركات. وقد وثّق ستروب ذلك صراحةً في براءة اختراعه الأمريكية [ 12 ] . استخدم ستروب مجموعة معقدة من أذرع التوصيل وقضبان الدفع التي تربط قضيب التحويل الخاص بالمحولات بقضيبَي التحويل الخاصين بأقسام التروس المتحركة. كان يلزم وجود قطع واحد في نظام التروس للاختيار بين المسارين، وقطع ثانٍ عند تقاطع قضبان التروس مع قضبان السكة. كانت محولات نظام مورغان للتروس مشابهة، حيث كان نظام التروس مرتفعًا فوق قضبان السكة. تضمنت معظم براءات اختراع محولات مورغان أقسامًا متحركة من التروس لتجنب انقطاعها [ 16 ] [ 19 ]، ولكن نظرًا لأن جميع قاطرات مورغان كانت مزودة بترسَي قيادة متصلين، لم تكن هناك حاجة لنظام تروس متصل. طالما كانت الفواصل في المسننات أقصر من المسافة بين تروس القيادة في القاطرة، يمكن قطع سكة ​​المسننات أينما دعت الحاجة لعبور سكة حديدية. [ 14 ]

في عام 2000، قامت سكة حديد ريجي بتركيب أول مفتاح تحويل من نوع "Rigi-VTW2000" (بالألمانية: Schwenkweiche)، والذي يعمل كمفتاح تحويل فرعي عن طريق ثني القضبان الثلاثة. ثم قامت سكة حديد دولدربان بتجهيز مسار التجاوز الخاص بها بمفتاحين من هذا النوع. [ 32 ] ويتم تشغيل هذه المفاتيح كل عشر دقائق عندما تكون عربتا القطار قيد الاستخدام.

تُصبح نقاط التحويل أكثر تعقيدًا عندما يكون نظام التروس عند مستوى قضبان السكة أو أسفله. أدخلت سكة حديد ريجي طاولات نقل ثنائية المسار عام 1873، لكنها استبدلتها بمفاتيح تحويل في عامي 1959 و1961. وتحافظ سكة حديد بيلاتوس المزودة بنظام تروس لوخر على هذا النوع، كما أدخلت مفاتيح تحويل دوارة . يُظهر أول براءة اختراع لنظام التروس لمارش ترتيبًا لمفاتيح التحويل، [ 4 ] لكن سكة حديد جبل واشنطن المسننة الأصلية التي بناها لم تكن مزودة بنقاط تحويل. ولم يتم إنشاء نقطة تحويل على هذا الخط إلا عام 1941. [ 33 ] تم بناء المزيد من نقاط التحويل للخط، لكنها كانت جميعها تعمل يدويًا. في عام 2003، تم تطوير نقطة تحويل هيدروليكية أوتوماتيكية جديدة، وتم بناؤها في القاعدة كنموذج أولي. وقد اتبعت إلى حد كبير تصميم طاولة النقل ثنائية المسار. ومع نجاح نقطة التحويل الجديدة، تم بناء المزيد من نقاط التحويل الهيدروليكية الأوتوماتيكية الجديدة لاستبدال نقاط التحويل التي تعمل يدويًا. [ 34 ]

الرفوف واللصق أو الرفوف النقية

قسم انتقال الجر

إضافةً إلى نظام التروس المستخدم، تُصنّف الخطوط التي تستخدم أنظمة التروس إلى فئتين، وذلك بحسب ما إذا كان سكة التروس متصلة أم لا. تُوصف الخطوط التي تكون فيها سكة التروس متصلة، ويُستخدم فيها نظام التروس في جميع أجزائها، بأنها خطوط تروس خالصة. أما الخطوط الأخرى التي تستخدم نظام التروس فقط في أكثر المقاطع انحدارًا، وتعمل في باقي الأجزاء كسكك حديدية عادية، فتُوصف بأنها خطوط تروس وتماسك.

في خطوط السكك الحديدية ذات نظام الجرّ والالتصاق، تُجهّز القطارات بأنظمة دفع وكبح تعمل عبر كلٍّ من عجلات السكة المتحركة وعجلات التروس، وذلك بحسب وجود سكة الجرّ. كما تحتاج هذه الخطوط إلى نظام لتسهيل الانتقال من الاحتكاك إلى جرّ السكة، باستخدام قسم جرّ مُثبّت بنابض يُدخل أسنان الترس تدريجيًا في التعشيق. وقد اخترع هذا النظام رومان آبت، الذي اخترع أيضًا نظام جرّ آبت. [ 35 ]

في خطوط السكك الحديدية ذات القضبان المسننة فقط، تُستخدم عجلات السكة المتحركة للقطار فقط لحمله ولا تُساهم في الدفع أو الكبح، حيث يتم ذلك حصريًا بواسطة العجلات المسننة. لا تحتاج خطوط السكك الحديدية ذات القضبان المسننة إلى أنظمة تحويل، لأن العجلات المسننة تبقى متصلة بقضيب السكة المسننة طوال الوقت، ولكن يجب تجهيز جميع المسارات، بما في ذلك المسارات الجانبية والمستودعات، بقضبان مسننة بغض النظر عن الانحدار.

عربات السكك الحديدية

في الأصل، كانت معظم خطوط السكك الحديدية المسننة تعمل بقاطرات بخارية . تتطلب القاطرة البخارية تعديلات واسعة النطاق لتعمل بكفاءة في هذا النوع من السكك. على عكس القاطرة التي تعمل بالديزل أو الكهربائية ، لا تعمل القاطرة البخارية إلا عندما يكون محركها (المرجل في هذه الحالة) مستويًا تقريبًا. يتطلب مرجل القاطرة وجود الماء لتغطية أنابيب المرجل وألواح غرفة الاحتراق باستمرار، وخاصةً الصفيحة العلوية المعدنية لغرفة الاحتراق. إذا لم تكن هذه الصفيحة مغطاة بالماء، فإن حرارة النار ستؤدي إلى تليينها بما يكفي لتنهار تحت ضغط المرجل، مما يتسبب في عطل كارثي.

في أنظمة السكك الحديدية المسننة ذات الانحدارات الشديدة، تميل المرجل وكابينة القيادة والهيكل العلوي للقاطرة للأمام بالنسبة للعجلات، بحيث تصبح أفقية تقريبًا عند سيرها على المسار شديد الانحدار. غالبًا ما تعجز هذه القاطرات عن العمل على مسار مستوٍ، لذا يجب مدّ الخط بأكمله، بما في ذلك ورش الصيانة، على مسار مائل. هذا أحد أسباب كون السكك الحديدية المسننة من أوائل خطوط السكك الحديدية التي تم تزويدها بالكهرباء، ومعظم خطوط السكك الحديدية المسننة اليوم تعمل بالطاقة الكهربائية. في بعض الحالات، يمكن استخدام مرجل رأسي أقل تأثرًا بانحدار المسار.

في خطوط السكك الحديدية ذات القضبان المسننة فقط، تكون القاطرات دائمًا أسفل عربات الركاب لأسباب تتعلق بالسلامة: فالقاطرة مزودة بمكابح قوية، غالبًا ما تتضمن خطافات أو مشابك تثبتها بإحكام على قضيب السكة. بعض القاطرات مزودة بمكابح أوتوماتيكية تعمل عند تجاوز السرعة الحد المسموح به، لمنع هروب القطار. في كثير من الأحيان، لا يوجد وصلة بين القاطرة والقطار لأن الجاذبية ستدفع عربة الركاب دائمًا نحو القاطرة. كما أن المركبات التي تعمل بالطاقة الكهربائية غالبًا ما تحتوي على مكابح كهرومغناطيسية للسكك الحديدية.

السرعة القصوى للقطارات العاملة على السكك الحديدية المسننة منخفضة للغاية، وتتراوح عمومًا بين 9 و25 كيلومترًا في الساعة (5.6 إلى 15.5 ميلًا في الساعة) ، وذلك تبعًا لانحدار الطريق وطريقة الدفع. أما قطار "سكي تيوب" فيتميز بانحدار أقل حدة من المعتاد، لذا فإن سرعته أعلى. 

في الخيال

سكة حديد كولدي فيل هي سكة حديد مسننة خيالية تقع في جزيرة سودور، وهي جزء من سلسلة روايات السكك الحديدية للكاتب القس دبليو أودري . وتستند آلية تشغيلها وقاطراتها وتاريخها إلى سكة حديد جبل سنودون، وقد ورد ذكرها في كتاب " محركات الجبال ".

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 جيهان، ديفيد (2003). رف السكك الحديدية في أستراليا (  الطبعة الثانية). جمعية متحف إيلاوارا للسكك الحديدية الخفيفة. رقم ISBN 0-9750452-0-2.
  2. ↑ آبت، رومان (مارس 1910). سكك حديد الجبال والسكك الحديدية المسننة . مجلة كاسير . المجلد 37. ص 525.  
  3. ↑ "سيلفستر مارش" . cog-railway.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2016-03-04.
  4. 1 2 سيلفستر مارش، تحسين في محركات القاطرات للمستويات المائلة الصاعدة، براءة اختراع أمريكية رقم 33255 ، 10 سبتمبر 1861.
  5. ↑ سيلفستر مارش، سكة مسننة محسنة للسكك الحديدية، براءة اختراع أمريكية رقم 61221 ، 15 يناير 1867.
  6. ↑ هيتشكوك، سي إتش (1871). "الفصل الرابع: الطرق المؤدية إلى جبل واشنطن" . جبل واشنطن في الشتاء . بوسطن: تشيك وأندروز. الصفحات 82-85 . 
  7. ↑ رومان آبت، طريق دائم لسكك حديد الجبال، براءة اختراع أمريكية رقم 284,790 ، 11 سبتمبر 1883
  8. ↑ رومان أبت، قاطرة، براءة اختراع أمريكية رقم 339831 ، 13 أبريل 1886.
  9. ↑ "معلومات تقنية عن سكك حديدية تابعة لشركة Abt" .
  10. ↑ جامبوني، أنطونيو. "L'antica Funicolare di Superga" . تم الاسترجاع 2022-04-30 .
  11. ^ "ترانفيا دا بورجو ساسي أ سوبرجا" . التأريخ.
  12. 1 2 إميل ستروب، سكة حديدية للسكك الحديدية الجبلية، براءة اختراع أمريكية رقم 600324 ، 8 مارس 1898.
  13. ↑ رين، جيم (19 أغسطس 2020). "إعادة بناء خط سكة حديد فوق السحاب: نظام سكة حديد بايكس بيك المسننة" . قطارات . تم الاسترجاع في 20 أغسطس 2020. ... سكك حديد ستروب المسننة الجديدة، النظام الأكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية والأقل تكلفة في الصيانة من سويسرا.{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  14. 1 2 3 إدموند سي. مورغان، نظام السكك الحديدية الكهربائية، براءة اختراع أمريكية رقم 659,178 ، 2 أكتوبر 1900.
  15. ↑ إدموند سي. مورغان، نظام السكك الحديدية الكهربائية، براءة اختراع أمريكية رقم 772,730 ، 18 أكتوبر 1904.
  16. 1 2 إدموند سي. مورغان وجون إتش. مورغان، نظام تحويل للسكك الحديدية الثالثة والجر المدمجة للسكك الحديدية الكهربائية، براءة اختراع أمريكية رقم 772,732 ، 18 أكتوبر 1904.
  17. ↑ إدموند سي. مورغان، سكة ثالثة وسكة جر مدمجة للسكك الحديدية الكهربائية، براءة اختراع أمريكية رقم 753803 ، 1 مارس 1904.
  18. ↑ جون إتش. مورغان، جهاز التبديل أو التقاطع لأنظمة قضبان الجر، براءة اختراع أمريكية رقم 772,736 ، 18 أكتوبر 1904.
  19. 1 2 جون إتش مورغان، سكة تحويل للسكك الحديدية الثالثة والجر المدمجة، براءة اختراع أمريكية رقم 772735 ، 18 أكتوبر 1904.
  20. 1 2 القاطرات الكهربائية، مجلة الكهرباء ، المجلد السابع، العدد 3 (30 مارس 1907)؛ ص 179.
  21. ↑ إدموند سي. مورغان، سكة حديد ذات عجلات مسننة، براءة اختراع أمريكية رقم 1,203,034 ، 31 أكتوبر 1916.
  22. ↑ إدموند سي. مورغان، رف جر للسكك الحديدية، براءة اختراع أمريكية رقم 772,731 ، 18 أكتوبر 1904.
  23. ↑ آلات النقل - النقل الآلي، دليل المهندس الميكانيكي ، ماكجرو هيل، 1916؛ ص 1145.
  24. ↑ جي جي روتليدج، التحسينات الحديثة في تعدين الفحم في إلينوي، مجلة التعدين المجلد الثالث عشر، العدد 3 (مارس 1906)؛ ص 186.
  25. ↑ فرانك سي. بيركنز، تطوير قاطرة المناجم الكهربائية، عالم التعدين ، المجلد التاسع والعشرون، العدد 1 (4 يوليو 1908)؛ ص 3.
  26. ↑ نقل السكك الحديدية المسننة من غودمان، دليل غودمان للتعدين ، شركة غودمان للتصنيع، 1919.
  27. ↑ HH Stock, New River Coal Field, W. VA., Mines and Minerals , Vol. XXIX, No. 11 (June 1909); p. 513.
  28. ↑ إي سي دي وولف، عمليات شركة ماموث فين للفحم، بوساي، أيوا، ذا بلاك دايموند ، المجلد 37، العدد 5 (4 أغسطس 1906)، ص 28. ملاحظة: المقال يخطئ بشكل منهجي في كتابة اسم إيفرست على أنه إيفرتس، وهو تهجئة تتناقض مع جميع المصادر الأخرى.
  29. ↑ مصنع شركة دونوهو كوك، غرينوالد، بنسلفانيا، الماس الأسود ، المجلد 37، العدد 1 (7 يوليو 1906)، ص 28.
  30. ↑ "النقل بالسكك الحديدية الثالثة أو السكك الحديدية المسننة" ، التعدين والمعادن ، مايو 1904؛ ص 513.
  31. ^ حفتي، والتر (1971). Zahnradbahnen der Welt [ رف السكك الحديدية في العالم ] (بالألمانية). Birkhäuser Verlag بازل وشتوتغارت. ص. 249. ردمك  3-7643-0550-9.
  32. ↑ دورية Eisenbahn-Amateur 9/2005، الصفحة 494، مقال: "Unbekannte Zahnstangenweichen" بقلم Urs Nötzli
  33. ↑ "الجدول الزمني التاريخي لشركة سكة حديد جبل واشنطن" . cog-railway.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 أكتوبر 2006.
  34. ↑ «تركيب نظام تحويل جديد» . موارد إعلامية لسكك حديد كوغ . سكة حديد جبل واشنطن كوغ. مؤرشف من الأصل في 14 يوليو 2014. تم الاسترجاع في 14 يوليو 2014 .
  35. ↑ رومان آبت، سكة حديدية للسكك الحديدية، براءة اختراع أمريكية رقم 349,624 ، 21 سبتمبر 1886.