铁路机车

铁路运输是 19 世纪 20 年代发展起来的，它的前驱是英国 17 世纪的木轨和 18 世纪的铁轨上的手推和马拉车辆运输。1802 年英国人特里维西克制成

3.5 个大气压的“高压蒸汽机”及第一台实验性蒸汽机车，在默瑟尔和加尔第夫之间的铁路上行驶了 14.5 公里。1815 年他又制成了 7 个大气压和热效率超过 7%的蒸汽机车，功率在 100 马力之上，为后来斯蒂芬逊完成火车的发明奠定了基础。

1814 年拿破仑侵英战争爆发，马车不能适应战时运煤的需要，斯蒂芬逊

研制成从烟囱排蒸汽以使锅炉鼓风燃烧的机车。载 30 吨煤每小时行驶 6.4

公里。到 1825 年 9 月，他终于制成可供使用的蒸汽机车，每小时可行驶 24

公里，载重 90 吨，从而完成了火车的发明。

1826 年至 1830 年 9 月，斯蒂芬逊和他的儿子一起制成第一台载客运输火车“火箭式”，在竞赛中获胜，从此开始了蒸汽机车铁路运输的时代。1872 年英国开始普及有座位的车厢，正式出现运客火车。

铁路运输的发展将轨距的标准提到日程上来，至今国际通行的标准轨距就是 19 世纪 30 年代英国人布鲁内尔提出来的，英国直到 1892 年才予以统

一。1870 年世界铁路总长为 21 万公里，到 1900 年已达 79 万公里。

20 世纪初，由于用三级膨胀式蒸汽机和带过热器的机车，燃料消耗率进一步降低。机车和列车的结构有了较大改进。1936 年至 1938 年间，英国的格莱斯雷先后设计出非流线形的“太平洋”号和流线形的“大西洋”号机车， 时速分别达到 182.5 公里和 203.5 公里。1938 年法国制成时速为 202 公里的高速蒸汽机车。

由于蒸汽机车燃料消耗率高，体大笨重，污染严重，以后逐渐被柴油机车和电力机车所取代。1926 年至 1929 年间，德国制成直接用齿轮传动的和压缩空气传动的柴油机车。1932 年在德国的柏林至汉堡和英国的东北铁路上分别出现时速为 125 和 101.5 公里的柴油机车。但由于柴油成本高和机车速

度尚低于蒸汽机车，在欧洲未能推广。美国则因柴油比较便宜，并在 1935 年出现了标准化的组合式柴油机，大大促进了柴油机车的发展，1945 年已有4000 台。

60 年代初各发达国家开始成批生产 4000～6000 马力的柴油机车。到 70 年代前期，柴油机车功率已成系列，数量满足要求，很多国家停止使用蒸汽机车。1981 年，英国制成时速高达 270 公里的高速柴油机车。

继柴油机车之后，电力机车又逐步发展起来。1879 年柏林博览会展出第一台可供实用的电力机车，并在德国使用。电动机的转速可随负载在一定范围内变化，运行安全，设备简单，无污染，操纵和制动方便，而且还可以从发电站接受强大的电源，在短时间内产生必需的起动功率，便于高速行驶。 1955 年，法国制成高速电力机车，时速达 332 公里，1981 年又增加到

380 公里。电力机车的最大困难是架空线路和变电设备成本过高问题，美国用单相交流电进行远距离输电，其成本比直流线路低三分之二，因而被广泛采用，迎来电力机车大发展的新时期。