<h3>蒸汽機(jī)車??的發(fā)展史</h3> <h3></h3><h3></h3><h3></h3><h3>蒸汽火車發(fā)明后，鐵路交通迅速發(fā)展，為人們的生產(chǎn)和生活帶來了極大的便利。
蒸汽火車在中國有百余年歷史。
從1843年魏源在《列國圖志》中告訴中國人世界有了這項(xiàng)發(fā)明開始到20世紀(jì)30年代，中國成為世界著名的"萬國機(jī)車展覽會(huì)"。一方面火車在中國發(fā)展的歷史正好是一部帝國主義侵略瓜分中國的歷史，但在另一面，它也記載了先進(jìn)文明對(duì)于專制、獨(dú)裁以及腐朽和愚民文化的懲罰。
1865年，英國人帶來了他們的蒸汽火車，在北京宣武門外鋪設(shè)了長(zhǎng)500米的中國土地上第一條鐵路，但是這個(gè)龐大的怪物把當(dāng)?shù)鼐用駠槈牧耍褥笙铝畈鸪?876年，英國人又在上海吳淞到江灣修建了第二條鐵路，這或許是中國歷史上真正運(yùn)行的第一條鐵路，因?yàn)檐埶懒艘粋€(gè)人，老佛爺再次下令，用大筆銀兩從英國人手中把它贖回，然后拆除。
1949年中國終于擺脫戰(zhàn)爭(zhēng)重獲安寧，那些曾經(jīng)的敵人被趕走了。但歷史也再一次讓我們和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)隔開，帶著民族的雄心和自信，我們進(jìn)入了自力更生的年代。
1952年底，山東四方機(jī)車車輛廠生產(chǎn)出了第一臺(tái)國產(chǎn)蒸汽機(jī)車--解放型2121號(hào)。這臺(tái)按日本"天皇型"仿制的機(jī)車一時(shí)成為了國家的驕傲。同一年，日本宣布停止生產(chǎn)蒸汽機(jī)車，稍后，美國和蘇聯(lián)也分別在1953年和1957年宣布不再生產(chǎn)蒸汽機(jī)車，他們已經(jīng)在1952年時(shí)就進(jìn)入了內(nèi)燃機(jī)時(shí)代。
盡管在20世紀(jì)30年代，世界上就已經(jīng)有了100多種型號(hào)的蒸汽火車，但在隨后的日子里，最好的蒸汽火車都是由中國人生產(chǎn)出來的。我們可以列舉出它們的名字:"解放號(hào)"、"反帝號(hào)"、"和平號(hào)"、"反修號(hào)"以及之后的"躍進(jìn)號(hào)"和"前進(jìn)號(hào)"。根據(jù)這些新改良的機(jī)車型號(hào)，可以推測(cè)出產(chǎn)生它們的年代。
到1988年中國停止蒸汽機(jī)車的生產(chǎn)為止，我們一共造出了9698臺(tái)蒸汽機(jī)車，最好的機(jī)車已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
2016年1月，新疆哈密地區(qū)三道嶺煤礦中國最后一批6臺(tái)蒸汽火車退役。<br></h3><h3></h3><h3></h3><h3></h3> <h3></h3><h3>
發(fā)明背景
英國發(fā)明家、工程師，瓦特（JamesWatt,1736～1819），1736年1月19日生于蘇格蘭的一個(gè)小鎮(zhèn)格里諾克。他從小體弱多病，由父母進(jìn)行了啟蒙教育。父親是個(gè)具有多種手藝的工匠，受其影響瓦特從小就有實(shí)驗(yàn)的興趣和才能。傳說他小的時(shí)候，曾用布把壺嘴堵死，看到蒸汽的力量把壺蓋沖開。</h3><h3>
瓦特
這一現(xiàn)象激發(fā)了他的探索精神。后來進(jìn)了格里諾克文法學(xué)校學(xué)習(xí)，因身體不好，退學(xué)在家自學(xué)，并經(jīng)常隨父親到工廠學(xué)習(xí)制作機(jī)械模型、儀器的技術(shù)，進(jìn)行化學(xué)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)?？恐撔那髮W(xué)、刻苦鉆研的精神，15歲學(xué)完了《物理學(xué)原理》并獲得了豐富的木工、金屬冶煉和加工等工藝技術(shù)。
1753年他在家鐘表店學(xué)手藝。1753年又跟有名的機(jī)械師摩爾根當(dāng)學(xué)徒。經(jīng)過刻苦學(xué)習(xí)，努力實(shí)踐，他已能制造難度較高的象限儀、羅盤、經(jīng)緯儀等。1756年在格拉斯哥大學(xué)當(dāng)了儀器修理員，這是他一生的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。一方面該校具有較完善的儀器設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)，為他的工作創(chuàng)造了良好的技術(shù)條件。更重要的是他在這里結(jié)識(shí)了英國化學(xué)家、物理學(xué)家J.布萊克等著名學(xué)者，他可以經(jīng)常跟他們討論改進(jìn)蒸汽機(jī)的理論和技術(shù)問題，從他們那里學(xué)到許多科學(xué)理論知識(shí)。這對(duì)他后來的發(fā)明工作影響很大。
<br></h3><h3></h3> <h3></h3><h3>蒸汽機(jī)
1764年瓦特在修理紐科門蒸汽機(jī)時(shí)，精心研究了這種熱機(jī)的工作原理和耗煤量大、效率低的癥結(jié)。他受J.布萊克的潛熱學(xué)說啟示，找到了紐科門蒸汽機(jī)耗煤量大、效率低的原因，即汽缸在使氣體膨脹和用水冷凝時(shí)一熱一冷，損耗大量熱量。瓦特于1765年發(fā)明了把冷凝過程從汽缸中分離出來的分離式冷凝器。冷凝器的發(fā)明在蒸汽機(jī)的發(fā)展中起了關(guān)鍵性的作用。1768年他制成了一臺(tái)單動(dòng)作蒸汽機(jī)（活塞單方向推動(dòng)做功），這臺(tái)蒸汽機(jī)還采用了汽缸外設(shè)置絕熱層、用油潤滑活塞等各種新措施，大大降低了蒸汽消耗量，耗煤量只有紐科門機(jī)的1/4，動(dòng)作也更迅速。1776年這種機(jī)器開始在廠礦使用。
1781年，他發(fā)明了行星式齒輪，將蒸汽機(jī)活塞的往運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。1782年他發(fā)明了大動(dòng)力的“雙動(dòng)作蒸汽機(jī)”并獲得專利，并利用飛輪解決了蒸汽機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性問題。1784年他發(fā)明了平行運(yùn)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)，解決了雙動(dòng)作蒸汽機(jī)的結(jié)構(gòu)問題。1788年他發(fā)明了離心式調(diào)速器和節(jié)氣閥，用來自動(dòng)控制蒸汽機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。1790年發(fā)明了蒸汽機(jī)配套用壓力計(jì)。
<br></h3><h3></h3> <h3></h3><h3>蒸汽火車
到此為止，瓦特完成了對(duì)蒸汽機(jī)的整套發(fā)明過程。經(jīng)過他的一系列重大的發(fā)明和改進(jìn)，使蒸汽機(jī)的效率提高到原來紐科門機(jī)的3倍多，而且配套齊全、性能優(yōu)良、切合實(shí)用。瓦特由此博得了第一部現(xiàn)代蒸汽機(jī)——高效率瓦特蒸汽機(jī)的發(fā)明者稱號(hào)。很快，瓦特蒸汽機(jī)在紡織、采礦、冶煉和交通運(yùn)輸?shù)确矫娴玫搅藦V泛應(yīng)用，極大地推動(dòng)了英國和歐洲的第一次工業(yè)革命，使世界進(jìn)入了“蒸汽時(shí)代”。瓦特對(duì)蒸汽機(jī)的發(fā)明、改進(jìn)及蒸汽機(jī)的廣泛應(yīng)用，直接推動(dòng)了熱力學(xué)理論的研究和發(fā)展。
隨著蒸汽機(jī)的廣泛使用，人們?cè)噲D在鐵路上用蒸汽機(jī)作動(dòng)力以取代原來在鐵路上使用的有軌馬車。第一部蒸汽機(jī)車是由英國人喬治·斯蒂芬森（George Stephenson,1781--1848)制造的。1814年7月25日，斯蒂芬森自己動(dòng)手制作的世界上第一臺(tái)蒸汽機(jī)車開始運(yùn)行，取名“布魯克”號(hào)，人稱“火車”。1825年9月27日，斯蒂芬森親自駕駛他同別人合作設(shè)計(jì)制造的“旅行者號(hào)”蒸汽機(jī)車在新鋪設(shè)的鐵路上試車，并獲得成功。蒸汽機(jī)在交通運(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用，使人類邁入了“火車時(shí)代”，迅速的擴(kuò)大了人類的活動(dòng)范圍。
<br></h3><h3></h3> <h3></h3><h3></h3><h3>中國發(fā)展
蒸汽火車在中國有百余年歷史。
從1843年魏源在《海國圖志》中告訴中國人世界有了這項(xiàng)發(fā)明開始到20世紀(jì)30年代，中國成為世界著名的“萬國機(jī)車展覽會(huì)”。一方面火車在中國發(fā)展的歷史正好是一部帝國主義侵略瓜分中國的歷史，但在另一面，它也記載了先進(jìn)文明對(duì)于專制、獨(dú)裁以及腐朽和愚民文化的懲罰。
嘉陽小火車
1865年，英國人帶來了他們的蒸汽火車，在北京宣武門外鋪設(shè)了長(zhǎng)500米的中國土地上第一條鐵路，但是這個(gè)龐大的怪物把當(dāng)?shù)鼐用駠槈牧?，慈禧太后下令拆除?876年，英國人又在上海吳淞到江灣修建了第二條鐵路，這或許是中國歷史上真正運(yùn)行的第一條鐵路，因?yàn)檐埶懒艘粋€(gè)人，老佛爺再次下令，用大筆銀兩從英國人手中把它贖回，然后拆除。
1949年中國終于擺脫戰(zhàn)爭(zhēng)重獲安寧，那些曾經(jīng)的敵人被趕走了。但歷史也再一次讓我們和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)隔開，帶著民族的雄心和自信，我們進(jìn)入了自力更生的年代。
1952年底，山東四方機(jī)車車輛廠生產(chǎn)出了第一臺(tái)國產(chǎn)蒸汽機(jī)車——解放型2121號(hào)。這臺(tái)按日本“天皇型”仿制的機(jī)車一時(shí)成為了國家的驕傲。同一年，日本宣布停止生產(chǎn)蒸汽機(jī)車，稍后，美國和蘇聯(lián)也分別在1953年和1957年宣布不再生產(chǎn)蒸汽機(jī)車，他們已經(jīng)在1952年時(shí)就進(jìn)入了內(nèi)燃機(jī)時(shí)代。
嘉陽小火車
盡管在20世紀(jì)30年代，世界上就已經(jīng)有了100多種型號(hào)的蒸汽火車，但在隨后的日子里，最好的蒸汽火車都是由中國人生產(chǎn)出來的。我們可以列舉出它們的名字：“解放號(hào)”、“反帝號(hào)”、“和平號(hào)”、“反修號(hào)”以及之后的“躍進(jìn)號(hào)”和“前進(jìn)號(hào)”。根據(jù)這些新改良的機(jī)車型號(hào)，可以推測(cè)出產(chǎn)生它們的年代。
工作原理
蒸汽火車的發(fā)動(dòng)機(jī)其實(shí)就是個(gè)燃煤蒸汽鍋爐，通過煤的燃燒使水變成高壓高溫蒸汽（蒸汽具有很大的能量），把蒸汽噴在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸里推動(dòng)活塞，活塞通過帶動(dòng)其他機(jī)械使車輪前進(jìn)。
組成部分
<br></h3><h3></h3><h3></h3> <h3></h3><h3>蒸汽火車主要由四大部分組成：鍋爐、汽機(jī)、車架走行部分和煤水車。
組成部分
鍋爐
鍋爐是用來產(chǎn)生和貯存蒸汽的裝置，是機(jī)車的“心臟”。鍋爐用鋼板焊接而成，主要由火箱、鍋胴、煙箱三部分組成。
燒鍋爐
火箱是燒煤的地方，分內(nèi)外層，內(nèi)層叫內(nèi)火箱，外層叫外火箱，兩層之間充滿了水?；鹣涞撞渴菭t床和灰箱，灰箱是用來接存煤灰的。
鍋胴在鍋爐的中部，它的后端與外火箱相接，前端與煙箱連接，內(nèi)部有大煙管、小煙管，大煙管里還裝有過熱管?；鹣淅锏拿涸谌紵龝r(shí)，通過內(nèi)火箱板和小煙管加熱鍋水，并通過大煙管對(duì)過熱管里的蒸汽進(jìn)一步加熱，把它變成過熱蒸汽。鍋胴的頂部有一個(gè)汽包，用來 集聚蒸汽，汽包內(nèi)裝有汽門(調(diào)整閥)。
鍋爐結(jié)構(gòu)
煙箱在鍋爐的前端，鍋胴分界的足煙箱管板，煙箱內(nèi)有通風(fēng)、排煙裝置。除了以上三部分，鍋爐還裝有安全閥、注水器、水表、汽壓表等必要的附屬裝置。安全閥是個(gè)重要部件，每臺(tái)機(jī)車上一般至少裝兩個(gè) . 當(dāng)鍋爐內(nèi)蒸汽壓強(qiáng)超過規(guī)定時(shí)，安全閥自動(dòng)打開放汽，降低爐內(nèi)壓強(qiáng)。注水器可隨時(shí)向鍋爐內(nèi)補(bǔ)水。鍋爐內(nèi)的水位和蒸汽壓強(qiáng)則通過水表、汽壓表觀察。
鍋爐工作原理
汽機(jī)
汽機(jī)的作用 ，是把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，讓機(jī)車產(chǎn)生動(dòng)力，推動(dòng)機(jī)車運(yùn)行。一臺(tái)機(jī)車上 有兩套汽機(jī)，裝在機(jī)車的兩側(cè)。汽機(jī)由汽室、汽缸、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)組成?！ ∑以谄譒方的導(dǎo)輪和動(dòng)輪之問。汽室、汽缸兩頭有汽口相連。汽室的中部與主蒸汽管相通，主蒸管來自煙箱。過熱蒸汽從主蒸汽管進(jìn)入汽室。汽室內(nèi)裝有汽閥，配氣機(jī)構(gòu)帶動(dòng)汽閥前后往復(fù)運(yùn)行，同時(shí)向汽缸內(nèi)配汽。汽室兩端有排氣道，和煙箱里的廢汽噴嘴相通，汽缸內(nèi)的廢氣由此向外排出。
機(jī)車設(shè)計(jì)圖
汽缸內(nèi)裝有活塞。過熱蒸汽進(jìn)入汽缸后推動(dòng)活塞移動(dòng)?；钊挥跉飧浊岸藭r(shí)，汽閥操縱蒸汽從前端汽口進(jìn)入汽缸，推動(dòng)活塞向后運(yùn)動(dòng);活塞到達(dá)后端時(shí)，蒸汽從后端汽口進(jìn)入，推動(dòng)活塞向前運(yùn)動(dòng)，通過前后兩個(gè)汽口不斷地交替進(jìn)汽，使活塞持續(xù)地作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在實(shí)際運(yùn)用中，活塞從一端向另一端移動(dòng)還沒有到頭時(shí)，汽閥就停止給汽，這樣可以充分利用蒸汽的熱能，節(jié)約使用蒸汽?；钊线B著活塞桿，這是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一部分。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的其他部分還有十字頭，搖桿、連桿、曲拐銷，通過這些機(jī)構(gòu)，把活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變成車輪的滾動(dòng)。
配汽機(jī)構(gòu)由汽閥、偏心桿、月牙板、滑塊、半徑桿、回動(dòng)手把、回動(dòng)機(jī)等零部件組成。通過一連串的機(jī)械動(dòng)作，最后帶動(dòng)汽閥來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，控制向汽缸給汽的時(shí)機(jī)。機(jī)車前進(jìn)通過回動(dòng)手把和回動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。
汽室
機(jī)車啟動(dòng)時(shí)，司機(jī)操縱調(diào)整閥手把，打開 調(diào)整閥，讓鍋爐里的蒸汽經(jīng)過汽室進(jìn)入汽缸，推動(dòng)活塞移動(dòng)，活塞帶動(dòng)活塞桿，再帶動(dòng)十字頭、搖桿和機(jī)車主動(dòng)輪上的主曲拐銷，推動(dòng)主動(dòng)輪滾動(dòng)。主動(dòng)輪一滾動(dòng)，通過連桿帶動(dòng)其他動(dòng)輪同時(shí)滾動(dòng)。要停午時(shí)，司機(jī)操縱調(diào)整閥手把，關(guān)閉閥門，鍋爐內(nèi)蒸汽不再進(jìn)入汽室、汽缸，驅(qū)動(dòng)機(jī)車運(yùn)行的動(dòng)力也就消除了。
車架走行部分
車架走行部由車架、彈簧裝置、動(dòng)輪輪對(duì)、導(dǎo)輪轉(zhuǎn)向架、從輪轉(zhuǎn)向架和牽引裝置等構(gòu)成。鍋爐、汽機(jī)等固定在車架上，彈簧吊桿、均衡梁和銷套與彈簧相互連接組成彈簧裝置，車架懸置在各個(gè)彈簧上，彈簧鞍的上部支撐彈簧，中部跨裝在動(dòng)輪軸箱頂部。彈簧支撐的重量，經(jīng)過軸箱體、軸瓦、軸頸、傳到輪對(duì)。
車架走行
煤水車
煤水車主要用來裝煤、水、潤滑油。同時(shí)存放機(jī)車其他備品。有的蒸汽機(jī)車帶有加煤機(jī)，也裝在煤水車上。煤水車一般是四軸車，少量大容量煤水車也有6根軸的。
煤水車
蒸汽機(jī)車分客運(yùn)、貨運(yùn)、調(diào)車機(jī)車三種類型Q客運(yùn)機(jī)車要求運(yùn)行速度高、通過曲線時(shí)平穩(wěn)，因此機(jī)車車輪較大，而且在動(dòng)輪的前面有一個(gè)兩軸導(dǎo)輪轉(zhuǎn)向架。貨運(yùn)機(jī)車牽引的貨物要比客運(yùn)機(jī)車牽引重量大，所以動(dòng)輪比客運(yùn)機(jī)車多，但直徑比客運(yùn)機(jī)車小，汽缸的直徑較大，這樣才能產(chǎn)生較人的牽引力和粘著重量。動(dòng)輪前面設(shè)有單軸導(dǎo)輪轉(zhuǎn)向架。調(diào)車機(jī)車專門用于調(diào)車作業(yè)，需要經(jīng)常通過道岔和小半徑曲線，因此這種機(jī)車車身短，動(dòng)輪直徑不大。
社會(huì)影響
蒸汽火車發(fā)明后，鐵路交通迅速發(fā)展，為人們的生產(chǎn)和生活帶來了極大的便利。
但是蒸汽機(jī)車由于具有笨重(龐大的鍋爐)，速度慢，效率低，噪音大(“況且況且”聲)，工作環(huán)境差(高溫，煙和粉塵)等缺點(diǎn)，在鐵路上逐步被內(nèi)燃機(jī)車(柴油機(jī)車)和電力機(jī)車淘汰。現(xiàn)在我國和世界上許多國家，都不再生產(chǎn)蒸汽機(jī)了。<br></h3><h3></h3> <h3></h3><h3>蒸汽火車是利用煤為動(dòng)力，蒸汽機(jī)為核心的最初級(jí)最古老的火車。
蒸汽火車的外觀和功用與如今的各種火車相差甚遠(yuǎn)，它是世界上第一代的火車，蒸汽火車通過用煤燒水，使水變成蒸汽，從而推動(dòng)活塞，使火車運(yùn)行。
蒸汽火車曾以無比的巨力開啟過人類歷史上一個(gè)嶄新的時(shí)代。一般蒸汽火車的速度為60千米/小時(shí)。
<br></h3><h3></h3> <h3>文字來源于：網(wǎng)絡(luò)和展覽管介紹</h3><h3>圖片來源于：吉林省大安市大安北機(jī)車封存基地。曙光手機(jī)拍攝</h3> <h3>這里介紹的只是三分之一的蒸汽機(jī)車</h3>