ส่วนประกอบรถไฟ

องค์ประกอบของรถไฟ

    รถไฟ เริ่มเกิดขึ้นเป็นครั้งแรกในประเทศอังกฤษ เมื่อประมาณสามร้อยปีมาแล้ว เดิมทีเดียวสร้างขึ้นเพื่อใช้บรรทุกถ่านหิน รถนั้นมีล้อ แล่นไปตามรางและใช้ม้าลาก ต่อมาในปี พ.ศ. 2357 จอร์จ สตีเฟนสัน (George Stephenson) ชาวอังกฤษ ได้ประดิษฐ์รถจักรไอน้ำ ชื่อว่า ร็อคเก็ต (Rocket)ซึ่งสามารถแล่นได้ด้วยตนเองเป็นผลสำเร็จ นำมาใช้ลากจูงรถแทนม้าในเหมืองถ่านหิน ภายหลังจากนั้นก็ได้มีผู้ประดิษฐ์รถจักรไอน้ำและรถจักรชนิดอื่นๆ ขึ้นอีกหลายแบบ รถไฟได้เปลี่ยนสภาพจากรถขนถ่านหินมาเป็นรถสำหรับขนส่งผู้โดยสารและสินค้า ดังเช่นในปัจจุบัน

   กิจการ รถไฟ ของไทยนั้น ได้เกิดขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2429 ตรงกับรัตนโกสินทร์ศกที่ 105 ไทยได้ให้สัมปทานแก่บริษัทชาวเดนมาร์กสร้างทาง รถไฟ สายแรกจาก กรุงเทพมหานคร ถึงสมุทรปราการ เป็นระยะทาง 21 กิโลเมตร ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2433 พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวได้ทรงโปรดเกล้าให้ตั้งกรมรถไฟหลวงขึ้น โดยสังกัดกระทรวงโยธาธิการ เมื่อวันที่ 26 มีนาคม พ.ศ. 2439 พระองค์เสด็จประกอบพระราชพิธีเปิดการเดินรถไฟระหว่าง กรุงเทพมหานครถึงอยุธยา เป็นระยะทาง 71 กิโลเมตร ซึ่งทางการได้ถือเอาวันนี้เป็นวันสถาปนากิจการรถไฟหลวง ปัจจุบันทางรถไฟที่สำคัญของประเทศไทยมีอยู่ด้วยกันทั้งสิ้นรวมสี่สาย คือ สายเหนือ ถึงจังหวัดเชียงใหม่ สายใต้ ถึงจังหวัดนราธิวาสและจังหวัดสงขลา สายตะวันออก ถึงสระแก้ว และสายตะวันออกเฉียงเหนือ ถึงจังหวัดหนองคายและอุบลราชธานี รวมเป็นระยะทาง 3,855 กิโลเมตร

 ประเภทของรถจักร

ในโลกมีรถจักรอยู่หลากหลายประเภท แต่รถจักรประเภทหลักๆที่มีใช้อยู่หลากหลายในโลก คือ

• รถจักรไอน้ำ (Steam Locomotive) ใช้พลังแรงดันสูงจากไอน้ำอันเกิดจากน้ำต้มเดือดในการดันลูกสูบเพื่อหมุนล้อ ปัจจุบันแทบไม่มีแล้ว
• การทำงานของเครื่องจักรไอน้ำ คือ จะทำการต้มน้ำให้เดือดใน "หม้อต้มน้ำ(Boiler)” น้ำที่เดือดจะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไอน้ำที่มีแรงดันสูง แล้วนำเอาไอน้ำที่มีแรงดันสูงนั้นไปขับดันลูกสูบให้ลูกสูบเคลื่อนที่จนเกิดงาน และนำงานที่ได้ไปใช้เป็นแหล่งต้นกำลังของเครื่องจักรต่างๆเราจึงเรียกเครื่องจักรไอน้ำนี้ว่าเป็น “ เครื่องยนต์เผาไหม้ภายนอก

• รถจักรดีเซล (Diesel Locomotive)แบ่งออกเป็น

• รถจักรดีเซลการกล (Diesel-Mechanical Locomotive) ใช้เครื่องยนต์ดีเซลโดยตรงในการขับเคลื่อนล้อ ปัจจุบันแทบไม่มีแล้ว

• รถจักรดีเซลไฮดรอลิก (Diesel-Hydrolic Locomotive)
• ท้องถนน โดยจะมีเครื่องยนต์ดีเซลเป็นหัวใจหลักในการขับเคลื่อนตัวรถ โดยจะส่งพลังงานผ่านเพลาไปยังเครื่องถ่ายถอดกำลัง (Fluid coupling) และเกียร์เพื่อให้เกิดการขับเคลื่อนของรถตามลำดับ

• รถจักรดีเซลไฟฟ้า (Diesel-Electric Locomotive) ใช้เครื่องยนต์ดีเซลกำเนิดไฟฟ้านำไปหมุนมอเตอร์ลากจูง (Traction Motor:TM)เป็นรถจักรดีเซลที่มีใช้การมากที่สุดในโลก
• รถจักรดีเซลไฟฟ้า เป็นรถจักรที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลเป็นต้นกำลังไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลัก แล้วนำกระแสไฟฟ้าที่ได้มาไปหมุนมอเตอร์ขับเคลื่อนรถจักรต่อไป ประเทศไทยเป็นประเทศแรกในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ที่นำรถจักรดีเซลไฟฟ้ามาใช้ในปี พ.ศ. 2471 (ค.ศ. 1928)รถจักรประเภทนี้จะมีหลักการทำงานแบบง่ายๆ คือ จะนำเครื่องยนต์ดีเซลมาปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ และแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อนำไปขับเคลื่อนมอเตอร์ลากจูงซึ่งเป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบอนุกรมที่ติดตั้งอยู่ที่เพลาล้อ ซึ่งอาจจะมีมากกว่า 1 ตัวโดยจ านวนของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงจะขึ้นอยู่กับกำลังของขบวนรถ การใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงมีข้อดีในเรื่องการควบคุมความเร็วง่ายและแรงบิดเริ่มต้นสูง แต่มีปัญหาในเรื่องขนาดที่ใหญ่และต้องบำรุงรักษามาก ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบันมอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำถูกนำมาใช้แทนเนื่องจากขนาดเล็กกว่าในขณะที่ให้กำลังงานที่เท่ากันและการบำรุงรักษาไม่ยุ่งยากมากนักเมื่อเทียบกับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง แต่จำเป็นต้องมีอินเวอร์เตอร์เพื่อเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อใช้ในการควบคุมความเร็วของรถไฟอีกครั้ง ซึ่งในำไฟฟ้าประสิทธิภาพจะลดลง แต่ด้วยข้อดีในด้านอื่นๆ จึงเป็นที่นิยมใช้ในปัจจุบัน

• รถจักรไฟฟ้า (Electric Locomotive) ใช้ไฟฟ้านำไปหมุนมอเตอร์ลากจูง (Traction Motor:TM) เป็นรถจักรที่มีกำลังสูงมากกว่าประเภทอื่นๆ นอกจากนี้ ยังมีรถโดยสารที่สามารถขับเคลื่อนได้ด้วยตัวเอง ได้แก่

• รถดีเซลราง (Diesel Multiple Unit:DMU) เป็นรถโดยสารที่ขับเคลื่อนด้วยกำลังดีเซล ส่วนใหญ่ขับเคลื่อนด้วยดีเซลการกล หรือดีเซลไฮดรอลิก
• ขบวนรถดีเซลรางเป็นขบวนรถโดยสารที่มีเครื่องยนต์ดีเซลขับเครื่องอยู่ใต้ตู้โดยสาร ในปีพ.ศ. 2471 ได้นำหัวรถจักรดีเซลรุ่นแรก ยี่ห้อ S.L.M. Winterthur รุ่น 21 - 22 จ านวน 2 คัน จากประเทศสวิสเซอร์แลนด์มาใช้งาน โดยใช้เป็นรถจักรลากจูงสับเปลี่ยนท าขบวนรถไฟและลากจูงขบวนรถท้องถิ่นรอบๆ กรุงเทพฯ และหลังจากสงครามโลกครั้งที่ 2 ยุติลง รถดีเซลรางรุ่นใหม่ๆ ได้รับการพัฒนาให้มีสมรรถนะสูง มีความคล่องตัวในการใช้งานและสามารถพ่วงต่อกันคราวละหลายชุดได้ โดยแต่ละชุดเครื่องยนต์จะทำงานพร้อมกับคันที่มีคนควบคุมที่ต้นขบวนนอกจากความคล่องตัวแล้ว รถดีเซลรางยังสะดวกในการจัดทำขบวนรถสั้นๆ เพียงชุดเดียว(2 คัน) พเหมาะกับสภาพการโดยสาร (รถคันกำลัง จุที่นั่ง 78 คน ยืน 35 คน และคันพ่วงมี 84 ที่นั่งยืน 35 คน) ในแง่ความปลอดภัยของผู้โดยสาร รถทุกคันจะมีประตูขึ้นลง และเปิดปิดโดยระบบอัตโนมัติที่พนักงานขับรถจะเป็นผู้ควบคุม

• รถรางไฟฟ้า (Electric Multiple Unit:EMU) เป็นรถโดยสารที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ซึ่งใช้ไฟฟ้า

• รถรางไอน้ำ (Steam Railcar) เป็นรถโดยสารที่ขับเคลื่อนด้วยพลังไอน้ำ ปัจจุบันไม่มีแล้ว

ยังมีรถที่ขับเคลื่อนด้วยพลังกังหันแก๊ส (Gas Turbine) ซึ่งไม่เป็นที่นิยม เนื่องจากมีค่าบำรุงรักษาและค่าเชื้อเพลิงสูง ปัจจุบันจึงมีประมาณ 2 ประเทศเท่านั้นที่ยังใช้การอยู่คือ ฝรั่งเศสและสหรัฐอเมริกา

ประเภทของ รถไฟ

   รถไฟ มีหลายหลายประเภทมากขึ้นอยู่กับการออกแบบที่มีจุดประสงค์ในการใช้ งานที่แตกต่างกัน รถไฟ บางประเภทจะวิ่งบนรางพิเศษเฉพาะ เช่น รถชมทัศนียภาพ รถไฟ ราวเดี่ยว รถไฟ ความเร็วสูง รถไฟพลังแม่เหล็ก รถไฟใต้ดิน หรือล้อเลื่อน เป็นต้น

รถไฟโดยสารอาจจะมีหัวรถจักรคันเดียวหรือหลายคัน อาจจะมีตู้โดยสารตู้เดียวหรือหลายตู้ แต่โดยทั่วไปแล้ว รถไฟคันหนึ่งๆจะมีแต่ตู้โดยสารทั้งขบวนแล้วตู้โดยสารตู้หรือทุกตู้นั้นจะมี เครื่องยนต์สำหรับเคลื่อนที่ติดตั้งอยู่ ในบางประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในญี่ปุ่นและยุโรปนั้น ประชาชนจะนิยมเดินทางโดยรถไฟความเร็วสูงกันมาก

รถสินค้า มักจะพ่วงกับตู้สินค้ามากกว่าตู้โดยสาร ในบางประเทศมีรถไฟสำหรับขนส่งพัสดุหรือจดหมายอีกด้วย

 

 องค์ประกอบของการเดินขบวนรถไฟที่สำคัญ

• ทางรถไฟ – ทางที่มีรางเหล็ก 2 เส้น วางขนานกันบนไม้หมอนที่มีหินรองรับ
• รถจักร – ทำหน้าที่ลากจูงรถไฟคันอื่นๆ ให้เคลื่อนที่ไปได้โดย รถจักรมีหลายชนิด ได้แก่ รถจักรไอน้ำ,รถจักรดีเซล,รถจักรไฟฟ้า และ รถจักรกังหันก๊าซ
• รถพ่วง – ได้แก่ รถสำหรับบรรทุกคนโดยสาร ซึ่งเรียกว่า รถโดยสารและรถสำหรับบรรทุกสินค้า ซึ่งเรียกว่า รถสินค้า
• เครื่องอาณัติสัญญาณ – เป็นเครื่องมือควบคุมการจราจรเพื่อความปลอดภัย รวดเร็วและมีประสิทธิภาพในการเดินรถ เช่น เสาสัญญาณชนิดหางปลา (semaphore) ,สัญญาณธงผ้ารูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า