1763年，法國的技術軍官古諾希望將蒸汽動力用于拉動兵工廠生產(chǎn)一種炮身由生鐵鑄成的沉重的大炮，1769年，古諾制成了他設想中的蒸汽動力車。不過它的速度才有每小時四千米，并且由于鍋爐里的蒸汽用完了，蒸汽動力車走了大約15分鐘就停了下來，但是這個偉大的嘗試揭開了人類探索蒸汽機車的序幕。1804年英國的特里維西克制造出了在軌道上行駛的蒸汽機車。鍋爐發(fā)生的高壓高溫過熱蒸汽進入汽室后，通過閥動裝置的配汽作用，進入汽缸，在汽缸內(nèi)膨脹作功，推動活塞時，機械能經(jīng)活塞桿、十字頭、搖桿等機械部件傳遞給主動輪，再經(jīng)連桿傳遞給其他動輪，通過輪軌接觸，牽引列車。1814年斯蒂芬森制作的名為“布魯克”號的機車開始運行，這臺機車有兩個汽缸、一只2.5米長的鍋爐，有凸緣車輪防止打滑，它可以拉著8節(jié)礦車，載重30噸，以每小時6.4千米的速度前進，這是被認為成功的機車。運行時，煤礦上居民看到蒸汽機車的煙囪直往外噴火，就給它取了一個名字叫“火車”。1829年斯蒂芬森父子設計建造的，并在英國的蒸汽機車比賽中獲獎的“火箭”號蒸汽機車，已經(jīng)具有了現(xiàn)代蒸汽機車的基本構造特征。  

瓦特發(fā)明蒸汽機后,1804年英國人R.特里維西克創(chuàng)造了一輛鐵路蒸汽機車(圖1),鍋爐蒸汽壓力為0.294兆帕（3.0千克力／厘米2）,鍋爐內(nèi)裝有一個平放的汽缸。機車有兩對動輪，由齒輪傳動,軸列式為0-2-0。機車裝有一個大飛輪，借助于它的旋轉慣性動力，保持汽缸活塞的往復運動。機車重4.5噸，時速8公里，能牽引10噸貨物,5節(jié)車，可乘70名旅客。1900～1920年由于采用蒸汽過熱和給水加熱等裝置，機車的熱效率、牽引力和功率又有提高。這一實踐證實兩個重要現(xiàn)象：光滑的鐵的機車驅動輪可在光滑的鐵軌上運行而不會空轉；機車可以拖動本身重得多的東西。后人繼起研究，得知輪軌間粘著力、粘著重量、粘著系數(shù)、粘著牽引力等的相互關系。這個問題涉及如何利用有限的機車粘著重量牽引更多的載重，至今仍在繼續(xù)探討。

蒸汽機車按工質(zhì)利用分

①單脹式機車,蒸汽在汽缸中膨脹工作一次即排入大氣,機車構造簡單，采用較廣。

②復脹式機車，蒸汽在一個或一對汽缸（高壓汽缸）中膨脹工作后進入另一個或另一對汽缸（低壓汽缸）再膨脹工作一次才排入大氣。這種機車熱效率雖高一些，但構造較復雜，采用較少。

③凝汽式機車，乏氣進入裝于煤水車后部的冷凝器凝結成水，再泵入鍋爐重復使用，損失的水由煤水車的水補充。機車構造很復雜，多在缺水地區(qū)使用。1814年,英國人史蒂芬孫發(fā)明了蒸汽機車，從此開始，人類加快了進入工業(yè)時代的腳步，蒸汽機車成為這個時代文化和社會進步的重要標志和關鍵工具。④飽和蒸汽機車和過熱蒸汽機車，自從創(chuàng)造出機車用的過熱器提高了蒸汽溫度以后，汽機效率提高很多，飽和蒸汽機車即被改造成過熱蒸汽機車。

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