蒸汽機(jī)車（Steam 機(jī)車）是利用蒸汽機(jī)，把燃料（一般用煤）的化學(xué)能變成熱能，再變成機(jī)械能，通過(guò)搖桿和連桿裝置驅(qū)動(dòng)車輪，從而使機(jī)車運(yùn)行的一種火車機(jī)車，也被稱為蒸汽火車。蒸汽機(jī)車攜帶一定數(shù)量的煤和水，能獨(dú)立行駛在軌道上。蒸汽機(jī)車由鍋爐、蒸汽機(jī)、車架和走行部以及煤水車等組成。
蒸汽機(jī)車的雛形出現(xiàn)在19世紀(jì)前后，1814年，英國(guó)采礦工程師喬治·史蒂芬遜制造了第一臺(tái)在鐵軌上比較實(shí)用的蒸汽機(jī)車。1825年9月，世界上第一條行駛蒸汽機(jī)車的鐵路正式通車，標(biāo)志著近代鐵路運(yùn)輸業(yè)的開(kāi)端。之后不斷發(fā)展，蒸汽機(jī)車就成為了鐵路運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ摺?a href="/hebeideji/3022969177192637096.html">第二次世界大戰(zhàn)以后，蒸汽機(jī)車已大部分被熱效率高的內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車所代替。中國(guó)于1988年末停止生產(chǎn)蒸汽機(jī)車。人類歷史上最后27輛尚在運(yùn)營(yíng)的蒸汽機(jī)車也于2005年10月30日在中國(guó)內(nèi)蒙古自治區(qū)的集通鐵路正式停運(yùn)。
蒸汽機(jī)車是蒸汽機(jī)在交通工具上運(yùn)用的最好范例，蒸汽機(jī)車的誕生使人類加快了進(jìn)入工業(yè)時(shí)代的腳步，蒸汽機(jī)車成為19世紀(jì)文化和社會(huì)進(jìn)步的重要標(biāo)志和關(guān)鍵工具。
發(fā)展歷程
歷史背景
隨著瓦特蒸汽機(jī)的問(wèn)世，第一次工業(yè)革命迅速展開(kāi)。這時(shí)，動(dòng)力問(wèn)題解決了，但由于各行各業(yè)都在發(fā)展，對(duì)材料和燃料的需求量大增。于是，運(yùn)輸?shù)碾y題又?jǐn)[在人們面前。傳統(tǒng)的馬車運(yùn)輸，由于其速度低、成本高、運(yùn)量有限，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足大工業(yè)生產(chǎn)的需要。在18世紀(jì)末到19世紀(jì)初的幾十年里，耶維安、斯敏頓、莫多克等人投身研制蒸汽動(dòng)力機(jī)車。
誕生
1769年，庫(kù)格諾為牽引火炮而制造了第一臺(tái)蒸汽機(jī)車。車身是木制的，車的前部設(shè)有一個(gè)梨型鍋爐，后面有兩個(gè)汽缸，它只在普通路面上行駛。是人類第一輛自驅(qū)動(dòng)車輛，被認(rèn)為是蒸汽機(jī)車的鼻祖。
1804年，英國(guó)工程師理查德·特雷維希克制成了能在鐵路上運(yùn)行的第一臺(tái)蒸汽機(jī)車，取名“新城堡號(hào)”。因在環(huán)形鐵軌試車，所以被稱為第一臺(tái)鐵路蒸汽機(jī)車。這臺(tái)機(jī)車的車輪是由齒輪傳動(dòng)的，擁有一個(gè)汽缸（200mm×1370mm），氣壓約為294.2kPa,車重4.5噸，能以8km/h的速度牽引10噸貨物和70名旅客，稱為當(dāng)今蒸汽機(jī)車的雛形。
1814年，英國(guó)采礦工程師喬治·史蒂芬遜制造了在鐵軌上比較實(shí)用的蒸汽機(jī)車，投入他所在的礦區(qū)使用。斯蒂芬森制造的機(jī)車標(biāo)志著真正的蒸汽機(jī)車的誕生。
1830年9月15日，喬治·史蒂芬遜駕駛“火箭號(hào)”機(jī)車?yán)惠v客車、運(yùn)行速度達(dá)到58.4千米/時(shí)，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)世界交通工具的最高速度。蒸汽機(jī)車的速度紀(jì)錄是由英國(guó)的4-6-2 Mallard所創(chuàng)下。1938年7月3日，4668號(hào)Mallard拖著六個(gè)車廂，在一個(gè)稍微下坡路段創(chuàng)下時(shí)速126英里（203公里）的紀(jì)錄。這被認(rèn)為是蒸汽機(jī)車的速度極限。
發(fā)展
1825年9月27日，世界上第一條行駛蒸汽機(jī)車的永久性運(yùn)輸設(shè)施，英國(guó)斯托克頓一達(dá)林頓鐵路正式通車。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，牽引煤車和客車組成的列車。共運(yùn)行了31.8km，并獲得成功，這條鐵路的正式開(kāi)業(yè)運(yùn)營(yíng)，標(biāo)志著近代鐵路運(yùn)輸業(yè)的開(kāi)端。
1830年法國(guó)修筑了從圣亞田到里昂的鐵路，1835年，德國(guó)敷設(shè)了第一條從紐倫堡到菲爾特的蒸汽鐵路。1837年荷蘭修筑了阿姆斯特丹-哈連姆之間的鐵路。這樣，蒸汽機(jī)車就成為了鐵路運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ摺?/p>
第二次世界大戰(zhàn)以后，蒸汽機(jī)車已大部分被熱效率高的內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車所代替。中國(guó)于1988年末停止生產(chǎn)蒸汽機(jī)車。2005年12月9日，在內(nèi)蒙古大板附近的鐵道邊上，最后一列蒸汽機(jī)車執(zhí)行完任務(wù)后，見(jiàn)證了蒸汽機(jī)車退出干線運(yùn)營(yíng)的最后一刻。
中國(guó)發(fā)展
中國(guó)制造的第一臺(tái)蒸汽機(jī)車是1881年開(kāi)平礦務(wù)局修理廠工人根據(jù)英國(guó)工程師金達(dá)提供的圖紙，利用礦務(wù)局的起重機(jī)、鍋爐、豎井槽鋼等設(shè)備制成的六輪小型蒸汽機(jī)車。這臺(tái)機(jī)車定名為“中國(guó)火箭號(hào)”。中國(guó)最早制成并在鐵路上正式運(yùn)營(yíng)的蒸汽機(jī)車是唐山機(jī)車廠1903年制造的ㄇㄍ型蒸汽機(jī)車。
新中國(guó)成立后，中國(guó)一邊對(duì)現(xiàn)有的機(jī)車進(jìn)行改造，一方面進(jìn)行仿制工作，1952年7月26日，四方機(jī)車工廠試制成功了中國(guó)第一臺(tái)全新的蒸汽機(jī)車2121號(hào)，最先命名為“八一號(hào)”，后定名為解放型，代號(hào)JF。解放型蒸汽機(jī)車，曾由四方、大連市和齊齊哈爾市機(jī)車廠生產(chǎn)，截至1960年停造，共生產(chǎn)455臺(tái)。1956年9月試制成功2臺(tái)新型蒸汽機(jī)車，被命名為勝利型，代號(hào)SL，車號(hào)為601和602。
大連機(jī)車廠在對(duì)解放型蒸汽機(jī)車進(jìn)行技術(shù)改造取得成功的基礎(chǔ)上，結(jié)合試制前進(jìn)型蒸汽機(jī)車的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和新技術(shù)，于1956年完成了改進(jìn)解放型蒸汽機(jī)車的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)，1957年試制成功，新車被命名為建設(shè)型，代號(hào)JS。
1958年4月30日，首臺(tái)新型客運(yùn)蒸汽機(jī)車在中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司試制成功。新車被命名為人民型，代號(hào)RM。截至1966年停產(chǎn)，共生產(chǎn)258臺(tái)。
1956年9月18日，中國(guó)自主開(kāi)發(fā)的大功率干線貨運(yùn)蒸汽機(jī)車在大連機(jī)車廠試制成功。新車命名為和平型，代號(hào)HP，1971年定名為前進(jìn)型，代號(hào)為QJ。1965年正式定型，從1965年4月起由大同機(jī)車工廠批量生產(chǎn)。截至1988年12月21日停止生產(chǎn)，共計(jì)制造4672臺(tái)。
1958年，濟(jì)南機(jī)車廠設(shè)計(jì)并制造了躍進(jìn)型調(diào)車用蒸汽機(jī)車，代號(hào)YJ。
上游型蒸汽機(jī)車是專門為工礦企業(yè)以及調(diào)車、小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)車型號(hào)，是中國(guó)工礦用蒸汽機(jī)車中數(shù)量最多、生產(chǎn)時(shí)間最長(zhǎng)的蒸汽機(jī)車。1959年，上游型蒸汽機(jī)車由中車大連機(jī)車車輛與唐山機(jī)車車輛廠聯(lián)合研制，最初命名為“工農(nóng)型”。1960年，工農(nóng)型蒸汽機(jī)車由唐山機(jī)車車輛廠修改設(shè)計(jì)，并改名為“上游型”。
工作原理
蒸汽機(jī)車的基本工作原理是燃料在爐膛里燃燒把鍋爐里的水燒成蒸汽，蒸汽在汽機(jī)里把熱能變成機(jī)械功，汽機(jī)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)曲拐搖連桿機(jī)構(gòu)變成走行部分動(dòng)輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
基本結(jié)構(gòu)
蒸汽機(jī)車主要由蒸汽機(jī)、鍋爐、車架和行走機(jī)構(gòu)、司機(jī)室、煤水車等組成，蒸汽機(jī)用大氣作為冷凝器，直接把廢汽排入大氣，鍋爐常用火管式鍋爐，橫臥著的圓柱形鍋體內(nèi)及火管外充滿水。煤在火室爐篦上燃燒產(chǎn)生的熱煙、火焰，通過(guò)火管到煙箱排出，管外的水受熱變成蒸汽，由汽包導(dǎo)入過(guò)熱管，成為過(guò)熱蒸汽進(jìn)入蒸汽機(jī)的汽缸，并膨脹推動(dòng)活塞做功。煙箱位于鍋爐前部，內(nèi)有煙筒、乏氣噴口、火星網(wǎng)等通風(fēng)和排煙裝置。鍋體頂部是聚集蒸汽的泡包。
鍋爐
鍋爐是制造和貯存蒸汽的工具，它把燃料的化學(xué)能變?yōu)檎羝臒崮堋C(jī)車鍋爐實(shí)際上是一臺(tái)火管式臥式鍋爐，它包括火箱、鍋胴、煙箱、過(guò)熱裝置以及一些附屬裝置。
火箱
其中火箱火箱位于機(jī)車的后端，是燃料充分燃燒的地方，它分內(nèi)外兩層，亦即由內(nèi)火箱和外火箱兩部分構(gòu)成。
鍋胴
鍋胴在火箱的前面，內(nèi)有大小煙管，是鍋水充分吸收熱量的地方，也就是說(shuō)煤燃燒后大量熱能通過(guò)大小煙管傳給水，使水變成一定壓力的飽和蒸汽，并貯存在鍋胴上部，在鍋胴頂上遠(yuǎn)離鍋水表面的地方設(shè)有汽包，其中主要裝有用以調(diào)節(jié)由鍋爐去汽機(jī)汽室蒸汽壓力大小的調(diào)整閥。
煙箱
煙箱位于鍋爐前端，內(nèi)有與汽機(jī)汽室排氣口相通的廢汽噴口和送風(fēng)器以及其他一些設(shè)備。煙箱的主要作用是利用廢汽排出的動(dòng)能在煙箱內(nèi)造成暫時(shí)的部分真空現(xiàn)象，誘導(dǎo)火箱內(nèi)的燃?xì)饨?jīng)大小煙管吸入煙箱，從煙筒排向大氣。
過(guò)熱裝置
過(guò)熱裝置是使鍋爐內(nèi)送出的蒸汽進(jìn)一步干燥，并提高其溫度使之成為過(guò)熱蒸汽。過(guò)熱裝置包括一套由干燥管引入蒸汽和向左、右主蒸汽管輸出過(guò)熱蒸汽的過(guò)熱箱，以及許多插在鍋胴大煙管內(nèi)部的過(guò)熱管所組成。
汽機(jī)
汽機(jī)的用途是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)車動(dòng)輪的機(jī)械功。主要由汽室與汽缸、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和閥裝置三部分組成。
汽室
汽室是蒸汽進(jìn)入汽缸和作完功的廢汽排出的通道，內(nèi)有一個(gè)控制每一沖程進(jìn)入汽缸蒸汽量多少的汽閥，汽閥的動(dòng)作受閥裝置控制。
汽缸
汽缸是蒸汽直接作功的地方，內(nèi)有勾貝和勾貝桿。蒸汽使勾貝作往復(fù)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)十字頭、搖桿、連桿使車輪旋轉(zhuǎn)，從而使機(jī)車運(yùn)行。
閥裝置閥
裝置的用途是支配汽閥的動(dòng)作，以達(dá)到讓蒸汽按一定規(guī)則進(jìn)入和排出汽缸，使機(jī)車根據(jù)需要前進(jìn)或后退。同時(shí)它也可以根據(jù)所需牽引力的大小控制遮斷汽缸給汽的早晚（即向汽缸給汽的多少)，使之適合運(yùn)行的要求。
車架走行部分
蒸汽機(jī)車走行部分由車架、輪對(duì)、軸箱、彈簧裝置、導(dǎo)輪、從輪、轉(zhuǎn)向架以及連接緩沖裝置組成。車架是機(jī)車的基礎(chǔ)，鍋爐、汽缸和其他零部件都直接或間接地安在車架上；彈簧裝置在蒸汽機(jī)車上大多使用剛性大、減振能力好的疊板彈簧。在蒸汽機(jī)車上照例是把相鄰的彈簧用均衡梁聯(lián)接成為彈簧組。
煤水車
煤水車構(gòu)造除了車體以外，與普通車輛基本相同，煤水車車體上部是煤檔，有小門與司機(jī)室相通，下面是水柜，水柜內(nèi)裝有許多隔板，其目的是防止機(jī)車由于速度變化而引起水位重心發(fā)生顯著變化。
特點(diǎn)
蒸汽機(jī)把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械功，以驅(qū)動(dòng)機(jī)車運(yùn)行。蒸汽機(jī)車的最高熱效率只有8%～9%，而且在車站停車，在機(jī)務(wù)段整備、停留等仍需消耗燃料，所以實(shí)際熱效率只有5%～7%，煤水消耗量很大，需要大量的上煤和上水設(shè)備。蒸汽機(jī)車具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜、使用成本低廉、維修保養(yǎng)以及駕駛都較易掌握的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是其熱效率低、燃料消耗需要大量的供煤給水設(shè)備、機(jī)車乘務(wù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大、條件差并在運(yùn)輸途中會(huì)對(duì)環(huán)境造成明顯的污染。
主要分類
蒸汽機(jī)車可根據(jù)它的用途、輪軸排列和軌距的不同來(lái)分類。
按用途分類
客運(yùn)機(jī)車：這種機(jī)車為達(dá)到高速度運(yùn)行，以及在曲線和直線段運(yùn)行時(shí)一樣平穩(wěn)，其動(dòng)輪直徑較大，在前面裝有二軸導(dǎo)輪轉(zhuǎn)向架，例如人民型和勝利型機(jī)車。
貨運(yùn)機(jī)車：貨運(yùn)機(jī)車的特點(diǎn)是以普通的速度牽引較重的列車。這種機(jī)車需要有較大的牽引力和粘著重量，故動(dòng)輪較多，輪徑較小，汽缸直徑較大。為了引導(dǎo)機(jī)車安全通過(guò)曲線和承受機(jī)車前端的重量，裝置了單軸導(dǎo)輪轉(zhuǎn)向架，如前進(jìn)型機(jī)車。
調(diào)車機(jī)車：目前我國(guó)尚無(wú)專用的定型調(diào)車機(jī)車，一般使用舊型貨運(yùn)機(jī)車來(lái)代替。它主要用在編組站或調(diào)車場(chǎng)上進(jìn)行列車的編組、解體等工作。為了便于通過(guò)道岔和半徑較小的曲線段，所以固定軸距短；為了前后了望方便和有足夠的牽引力，有較短的車身和直徑較小的車輪。
按輪軸配列分類
以輪軸配列分類，就是用導(dǎo)軸——?jiǎng)虞S——從軸的數(shù)目來(lái)表示機(jī)車的類型，如前進(jìn)型機(jī)車可用軸列式1-5-1表示；上游型機(jī)車可用軸列式1-4-1表示；人民型機(jī)車可用軸列式2-3-1表示等。
按照軌距分類
鐵路軌距有標(biāo)準(zhǔn)軌距（1435毫米）和窄軌距（1000、900、762毫米）兩種，所以蒸汽機(jī)車還可分為準(zhǔn)軌蒸汽機(jī)車和窄軌蒸汽機(jī)車。在大型工程施工中，準(zhǔn)軌蒸汽機(jī)車主要用作對(duì)外專用線上的牽引機(jī)車，如運(yùn)送物資器材、施工機(jī)械等，或在場(chǎng)內(nèi)牽引施工用的各種準(zhǔn)軌車輛；窄軌蒸汽機(jī)車則都用于場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸。
文化遺產(chǎn)
調(diào)兵山市擁有鐵能公司退役的21臺(tái)蒸汽機(jī)車，是世界級(jí)文物，全部可上線運(yùn)行，其中一臺(tái)1943年美國(guó)利瑪公司制造的大型蒸汽機(jī)車尤為珍貴，它是1945年聯(lián)合國(guó)援助中國(guó)的50臺(tái)蒸汽機(jī)車中目前國(guó)內(nèi)僅存的一臺(tái)。占地3000余平方米的蒸汽機(jī)車陳列館館藏著這些珍貴的機(jī)車，現(xiàn)展出有四種型號(hào)、國(guó)內(nèi)外不同時(shí)期生產(chǎn)的蒸汽機(jī)車。蒸汽機(jī)車博覽園是國(guó)家AAAA級(jí)景區(qū)、全國(guó)工業(yè)旅游示范點(diǎn)。
“0號(hào)”蒸汽機(jī)車是目前中國(guó)保存的最“古老”機(jī)車，曾在中國(guó)早期的唐胥鐵路(唐山—胥各莊)使用。它是英國(guó)蘇格蘭機(jī)車廠于1882年制造的，全長(zhǎng)只有4.75米，設(shè)計(jì)速度僅為20公里/小時(shí)，機(jī)車型號(hào)為四輪式，因此又稱“四輪式”機(jī)車。“0號(hào)”蒸汽機(jī)車現(xiàn)存于中國(guó)鐵道博物館。
四川樂(lè)山犍為縣的嘉陽(yáng)小火車是全世界唯一還在運(yùn)行的老式窄軌蒸汽火車。這里軌道全長(zhǎng)19.8公里，停靠8個(gè)站。米軌鐵路依山而修，全線共有大小彎109個(gè)，落差238.1米。
影響
蒸汽機(jī)車在鐵路運(yùn)輸史上起了非常突出的作用，在幾個(gè)主要工業(yè)化國(guó)家基本淘汰蒸汽機(jī)車的1970年，蒸汽機(jī)車仍占鐵路機(jī)車總數(shù)的80%以上。但是，由于它的熱效率低，燃料消耗率高，體大笨重，污染嚴(yán)重，日運(yùn)行公里數(shù)低和不易于通過(guò)隧道等缺點(diǎn)而逐步被停止生產(chǎn)使用。
參考資料 >
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消逝的蒸汽，獨(dú)特的魅力.網(wǎng)易.2025-07-29
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百年中國(guó)火車發(fā)展歷程【12】.海外網(wǎng).2023-12-21
膠濟(jì)鐵路博物館：一個(gè)有內(nèi)涵的網(wǎng)紅打卡地.百家號(hào).2023-12-21
遼寧調(diào)兵山瞄準(zhǔn)蒸汽機(jī)車遺產(chǎn)開(kāi)發(fā).央廣網(wǎng)新聞.2023-12-13
紅色機(jī)車精神 豐富中國(guó)工業(yè)遺產(chǎn).百家號(hào).2023-12-13
目前票源充足！乘坐樂(lè)山嘉陽(yáng)小火車，開(kāi)進(jìn)金燦燦的油菜花海.百家號(hào).2023-12-14