運行天際的捷運－纜車原理解析

2007-11-21 11:35 作者:李名揚 纜車是上、下山或在山丘間移動最好的交通工具，因為它走直線，不必在山路上繞來繞去，可以節省很多時間；而且纜車是用電力驅動，不會污染山區的清新空氣。最近當紅的貓空纜車又是大眾運輸工具，可減少民眾開車情形，節省能源消耗。

　　臺灣目前有四座運行中的載人纜車。到今年正好滿40年的烏來纜車是第一座，也是唯一一座"交著式"纜車；南投九族文化村、花蓮海洋公園和臺北市的貓空纜車，則都是"循環式"纜車。另外正在規劃中的有臺北市北投到陽明山及高雄市橫跨高雄港到旗津的纜車，也準備採用循環式。

循環式纜車

　　循環式纜車的纜索就像一條拉長的橡皮筋，拉長的兩端各掛在一個橫置的大型驅動輪上，由這兩個大型驅動輪旋轉來拉動纜索，貓空纜車的驅動輪直徑為4.4公尺；車廂靠"握索器"緊緊握住纜索，纜索移動就帶動車廂前進。因為來回兩方向的纜車靠同一條纜索移動，所以速度一定相同。

　　握索器的握力必須非常強，才能支撐整部車廂加上載客的重量，以貓空纜車為例，車廂重760公斤，若滿載八個70公斤重的乘客，就是1320公斤；而握索器的握力為2000~4000牛頓，可承載重量遠超過1320公斤。

　　貓空纜車履勘委員、臺灣大學機械系教授顏家鈺指出，握索器是靠強力彈簧自然的彈力來握緊纜索，只要一開始握好了，途中就不太可能發生"握不住"的情形。至於一開始是否握好，纜車系統設計有監控裝置，隨時測量握力強度是否在正常範圍內；另外當纜車要離開車站時，握索器還必須通過一個安全門閥，只有正常握住纜索的握索器才能剛好通過，若握索器沒握好，只要有一點點歪斜，就會撞到安全門閥而被擋下。

　　車廂進出站時車門是否關緊，也是重要的安全考量，因此在車頂上裝設了一根"開關門連桿"，當車門靠油壓裝置關緊時，連桿也會同時被拉動而倒下，車廂前進時，倒下的連桿會接觸到裝置在車站牆上的感應器，車廂才能出站；若門沒關好，連桿沒完全倒下，經過感應器時兩者沒有接觸到，就會趕緊停車，等待工作人員重新把門關緊或進行檢修。

　　循環式纜車的纜索上可挂許多個小型車廂，以貓空纜車為例，全長4.03公里，分成兩條纜索，共可挂144部車廂，載滿乘客後重量接近200公噸；而兩條直徑52毫米的鋼纜加起來可承載重量超過400公噸，足以負擔。

　　鋼纜雖可承受這麼重的重量，但因距離太長，若僅靠六個車站支撐鋼纜，向下拉扯的力量太強，仍容易造成鋼纜及驅動輪損壞；所以在車站與車站之間，還架設了47根15~40公尺高的塔柱來分擔重量，每根塔柱的井基都深鑿到地下15~21公尺處。塔柱上有一排滑輪協助支撐纜索，還裝有纜索偵測器，多點監控纜索狀態。當纜車經過塔柱時，乘客會感覺稍微顛簸，是握索器經過滑輪時必然產生的現象。

　　在層層保護之後，纜索仍有可能受到日積月累的重力影響而越拉越長、越松，危及纜車安全。對於這個問題，顏家鈺指出，在纜索兩端的大型驅動輪上，各有一個向外持續推擠的油壓動力系統，當纜索稍微變長時，油壓系統會把兩個大型驅動輪之間的距離稍微推遠一點，維持纜索不因拉長而下墜；若纜索變長到接近安全極限，也可從油壓系統的推擠距離得知，就可馬上採取行動。