漫话内燃机车和电力机车
内燃机车和电力机车都诞生于19世纪末。内燃机车的工作原理是:让柴油或煤气燃料在汽缸里燃烧,利用燃烧时产生的温度高和压力大的气体去推动活塞,带动车轮前进。而电力机车则利用电力,通过电动使车轮转动起来。
这两种机车比蒸汽机车先进多了。内燃机车可把燃料的28%用于转动车轮,这比蒸汽机车只用上7%的燃料高出了3倍,加足了油和少量水,一口气就可以跑上1000多千米。虽然内燃机车本身的造价是相同马力的蒸汽机车的2倍,可运行费用仅是蒸汽机车的40%左右,而且铁路沿线的辅助设施较少,所以总的维修费用也较低。在国外,特别是美国,几乎都采用柴油机车,并且大部分是由柴油发动机驱动发电机,用产生的电力再驱动电动机使机车行驶。采用这种传动方式的机车,叫做电传动柴油机车。在英国,伦敦与爱丁堡之间行驶的电传动柴油机车德尔奇克号,牵引1500吨的列车时速可达160千米以上。世界上柴油机车的先锋是德国,早在1937年,飞行汉堡号就已达到时速187千米的高速。在日本,由于石油要靠进口,柴油机车数量并不多。在我国,内燃机车已成为铁路运输的主力。总之,在经济性和高速化方面,柴油机车有着很大优势。
柴油机的发明者是德国人叫鲁道夫·狄塞尔。他到美国推销他发明的柴油机,美国通用电器公司一位叫兰普的技术人员,试用德国人的柴油机组装了一台电传动的内燃机车。这是世界上第一台用柴油机作动力的机车,是内燃机车电传动原理的第一次应用,是现代内燃机车的鼻祖。内燃机车虽然有不少优点,但目前内燃机的单机功率还不如电力机车的电机功率大。如果铁路要翻山越岭,有些路段坡度较大,这时内燃机车就有些“力不从心”,要改用电力机车了。我国的宝成铁路,经过秦岭的一段路山势陡险,行驶的就是由我国自制的电力机车。
电力机车有直流、交流两种。机车内装有电动机,利用电力使车轮转动起来。它的机械构造比内燃机车简单,购买、保养的价格都较低,而且功率大。它的工作效率很高,没有污染。在电力资源较丰富的国家,如日本,电力机车就占绝对优势。用煤作一次能源,进行火力发电,有30%的热能可以转变为电能,而电力输送及电机工作的效率都很高,所以电力机车的能量利用率较高,远远大于蒸汽机车只有7%的利用率,因此,应用电力机车可节约能源。但电气化的铁路沿线要设置变电所、电网,这些设备要花很多钱。所以,在运输繁忙的干线上,电力机车较为适用,而在运输不忙的支线上,使用内燃机车更为经济、合理。
世界上最早实现铁路电气化的国家是多山地的瑞士。而电气化铁路线路最长的国家是苏联。到1983年,苏联的电气化铁路有46826千米,占全世界的27.1%,占全苏联铁路的32.6%。电气化铁路线路在1万千米以上的国家还有日本(14438千米)、德国(11553千米)、法国(10335千米)。
我国也在积极建设电气化铁路,如陇海路(兰州——连云港)、宝成路(宝鸡——成都)、郑武路(郑州——武汉)、大秦路(大同——秦皇岛)、丰沙大路(丰台——沙城——大同)等,都已电气化了。随着社会主义事业的不断发展,铁路电气化会越来越普及。