蒸汽機(ji)(ji)車是利(li)用蒸汽機(ji)(ji),把燃料(liao)(一般(ban)用煤)的化(hua)學(xue)能(neng)變成熱(re)能(neng),再變成機(ji)(ji)械能(neng),而使機(ji)(ji)車運行的一種火車機(ji)(ji)車。1814年,英(ying)國人(ren)喬治·斯蒂芬(fen)森發明了(le)第一臺蒸汽機(ji)(ji)車,從此(ci)開始,人(ren)類加快了(le)進入工(gong)業(ye)時代的腳(jiao)步,蒸汽機(ji)(ji)車成為這個(ge)時代文化(hua)和(he)社會(hui)進步的重(zhong)要標志和(he)關鍵工(gong)具(ju)。
在十九世(shi)紀(ji)最先出現的(de)機(ji)車是以(yi)蒸汽推動的(de)。到二次大戰結束時(shi),蒸汽機(ji)車仍是最常見的(de)機(ji)車。
第一(yi)部蒸汽(qi)機(ji)車(che)(che)是由英國人喬治(zhi)·斯蒂(di)芬森(George Stephenson,1781--1848)制造的(de)(de),1814年,他研(yan)制的(de)(de)第一(yi)輛蒸汽(qi)機(ji)車(che)(che)“布(bu)拉策號”試(shi)運(yun)行(xing)成功。1825年9月27日,斯蒂(di)芬森親自駕駛他同別人合作(zuo)設計(ji)制造的(de)(de)“旅行(xing)者號”蒸汽(qi)機(ji)車(che)(che)在新鋪設的(de)(de)鐵路(lu)上試(shi)車(che)(che),并獲得成功。蒸汽(qi)機(ji)在交(jiao)通運(yun)輸(shu)業中的(de)(de)應(ying)用,使(shi)人類邁入了“火車(che)(che)時代(dai)”,迅速的(de)(de)擴大了人類的(de)(de)活(huo)動范(fan)圍(wei)。
蒸(zheng)汽機(ji)(ji)車的速(su)(su)(su)度紀錄是由英(ying)國的 4-6-2 Mallard 所(suo)創下。1938年7月3日,4668號(hao) Mallard拖著(zhu)六個車廂,在一(yi)個稍微下坡路段創下時速(su)(su)(su)126英(ying)里(li)(203公里(li))的紀錄。德國、美國的蒸(zheng)汽機(ji)(ji)車亦達到接近的速(su)(su)(su)度。一(yi)般(ban)認為這是蒸(zheng)汽機(ji)(ji)車的速(su)(su)(su)度極限(xian)。
蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)在(zai)(zai)二(er)十(shi)世紀中開始被(bei)內(nei)燃機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)所取代(dai)。1960年代(dai)末,世界(jie)上仍然(ran)有(you)使用蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)作商業運(yun)(yun)作的(de)(de)(de)(de)(de)國(guo)家(jia)已寥寥無幾。到了二(er)十(shi)世紀末,蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)在(zai)(zai)北美洲及(ji)歐洲基本上已被(bei)完(wan)全淘(tao)汰,只(zhi)會(hui)間中在(zai)(zai)特別為鐵道迷(mi)及(ji)游客安排的(de)(de)(de)(de)(de)路線(xian)上行走(zou)。墨西哥仍有(you)很(hen)少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)在(zai)(zai)偏(pian)遠的(de)(de)(de)(de)(de)地方(fang)運(yun)(yun)作。在(zai)(zai)中國(guo),某些地區煤炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)價(jia)格(ge)比(bi)石油(you)低很(hen)多,使蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)仍然(ran)有(you)它們的(de)(de)(de)(de)(de)價(jia)值。中國(guo)曾經是全球(qiu)最(zui)後一個(ge)制造大型蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)國(guo)家(jia),位于山西的(de)(de)(de)(de)(de)大同車(che)(che)(che)(che)(che)(che)廠一直生(sheng)產(chan)蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)至1988年;但中國(guo)蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量(liang)亦在(zai)(zai)迅速(su)減少(shao)。印度曾經大量(liang)使用蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che),但它們只(zhi)會(hui)在(zai)(zai)空氣稀(xi)薄的(de)(de)(de)(de)(de)山區運(yun)(yun)作。2005年12月9日,在(zai)(zai)內(nei)蒙古大板(ban)附近(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵道邊上,最(zui)后(hou)(hou)一列蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)執行完(wan)任務(wu)后(hou)(hou),見證了蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)退(tui)出干線(xian)運(yun)(yun)營的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)后(hou)(hou)一刻。
蒸汽機(ji)車問世至今已有180年的(de)(de)(de)(de)(de)歷史。它的(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)有兩(liang)個(ge)方面(mian):一方面(mian)是牽引力和功率的(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan),表(biao)現為(wei)動輪軸數和輔(fu)助軸數的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加,鍋爐(lu)和汽缸的(de)(de)(de)(de)(de)加大;另一方面(mian)是熱效(xiao)率和機(ji)械效(xiao)率的(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan),表(biao)現為(wei)爐(lu)床面(mian)積(ji)和鍋爐(lu)受(shou)熱面(mian)積(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)大,蒸汽壓力和溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao),廢熱的(de)(de)(de)(de)(de)利用,蒸汽機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)改進(jin),滾動軸承的(de)(de)(de)(de)(de)采用等等。
瓦特發明蒸(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)后,1814年英國人R.特里維西克創造了一(yi)輛鐵(tie)路蒸(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)車(che)(圖1),鍋爐(lu)蒸(zheng)汽(qi)(qi)壓力(li)為0.294兆帕(3.0千克力(li)/厘米2),鍋爐(lu)內裝(zhuang)有一(yi)個平放的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)。機(ji)(ji)(ji)車(che)有兩對動(dong)(dong)輪(lun)(lun),由齒輪(lun)(lun)傳動(dong)(dong),軸列式為0-2-0。機(ji)(ji)(ji)車(che)裝(zhuang)有一(yi)個大飛輪(lun)(lun),借(jie)助于它的(de)(de)(de)旋轉慣性動(dong)(dong)力(li),保持(chi)汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)活塞的(de)(de)(de)往(wang)復(fu)運動(dong)(dong)。機(ji)(ji)(ji)車(che)重(zhong)(zhong)(zhong)4.5噸,時速8公里,能牽(qian)引(yin)10噸貨物,5節車(che),可乘70名旅客。這一(yi)實(shi)踐證實(shi)兩個重(zhong)(zhong)(zhong)要現象:光(guang)滑的(de)(de)(de)鐵(tie)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)車(che)驅動(dong)(dong)輪(lun)(lun)可在光(guang)滑的(de)(de)(de)鐵(tie)軌上運行而不會空轉;機(ji)(ji)(ji)車(che)可以拖動(dong)(dong)比(bi)機(ji)(ji)(ji)車(che)本身重(zhong)(zhong)(zhong)得多的(de)(de)(de)東西。后人繼(ji)起(qi)研(yan)究,得知(zhi)輪(lun)(lun)軌間粘(zhan)(zhan)著力(li)、粘(zhan)(zhan)著重(zhong)(zhong)(zhong)量、粘(zhan)(zhan)著系(xi)數、粘(zhan)(zhan)著牽(qian)引(yin)力(li)等的(de)(de)(de)相互關系(xi)。這個問題涉及如何利用有限的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)車(che)粘(zhan)(zhan)著重(zhong)(zhong)(zhong)量牽(qian)引(yin)更多的(de)(de)(de)載重(zhong)(zhong)(zhong),至(zhi)今仍在繼(ji)續探討。
1814年7月英國發(fa)明家喬治·斯(si)蒂芬(fen)森(sen)造出他的(de)第一(yi)輛(liang)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che),被譽為(wei)(wei)(wei)首次成功(gong)的(de)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)。后(hou)來主要由喬治·斯(si)蒂芬(fen)森(sen)之(zhi)子R.斯(si)蒂芬(fen)森(sen)設計建造的(de)“火箭”號(hao)(hao)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(見彩圖)于(yu)1829年10月參加蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)比賽,以運行(xing)可靠、速度最快得(de)獎(jiang)。比賽時(shi)最高(gao)時(shi)速為(wei)(wei)(wei)47公里。“火箭”號(hao)(hao)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)采用(yong)臥(wo)式(shi)(shi)(shi)多煙(yan)管鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu),傳熱面積大(da),生成蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)快,鍋(guo)胴與火箱拼接在一(yi)起(qi),鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)壓力(li)為(wei)(wei)(wei)0.345兆帕(3.5千克力(li)/厘米(mi)2);有(you)兩個與水平線成35°角斜(xie)裝于(yu)鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu)兩后(hou)側(ce)(ce)的(de)汽(qi)(qi)缸(gang);有(you)一(yi)對裝于(yu)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)前(qian)(qian)部的(de)動(dong)輪(lun),動(dong)輪(lun)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)軸左右各裝一(yi)曲(qu)拐(guai),互成直角,使機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)動(dong)輪(lun)曲(qu)拐(guai)停在任(ren)何(he)位置均能起(qi)動(dong),軸列(lie)式(shi)(shi)(shi)為(wei)(wei)(wei) 0-1-1。乏汽(qi)(qi)從煙(yan)筒(tong)噴出,以誘導通風,促(cu)進(jin)燃燒(shao)。“火箭”號(hao)(hao)重4噸,能牽引裝載重量三倍于(yu)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)自(zi)重的(de)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)廂(xiang)。這是第一(yi)輛(liang)初具現代蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)基(ji)本(ben)構(gou)造特征的(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)。1830年R.斯(si)蒂芬(fen)森(sen)又造出“行(xing)星”號(hao)(hao)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che),將臥(wo)式(shi)(shi)(shi)鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu)的(de)內外(wai)火箱和煙(yan)箱制(zhi)成一(yi)整體,這種形式(shi)(shi)(shi)的(de)鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu)后(hou)稱為(wei)(wei)(wei)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)式(shi)(shi)(shi)鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu)。“行(xing)星”號(hao)(hao)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)兩個汽(qi)(qi)缸(gang)裝于(yu)鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu)前(qian)(qian)端的(de)煙(yan)箱下(xia)部車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)架內側(ce)(ce)水平位置,稱為(wei)(wei)(wei)內汽(qi)(qi)缸(gang)式(shi)(shi)(shi)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che),只有(you)一(yi)對動(dong)輪(lun),裝在后(hou)部,軸列(lie)式(shi)(shi)(shi)為(wei)(wei)(wei)1-1-0。運行(xing)時(shi)上下(xia)顛抖減輕。蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)基(ji)本(ben)構(gou)造形式(shi)(shi)(shi)除(chu)廣泛采用(yong)外(wai)汽(qi)(qi)缸(gang)式(shi)(shi)(shi)(汽(qi)(qi)缸(gang)裝于(yu)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)架前(qian)(qian)端兩外(wai)側(ce)(ce))外(wai),迄今無多大(da)變(bian)化。
1830年以后,美國(guo)以及其他一些(xie)國(guo)家先(xian)后開始制造蒸(zheng)汽機車。
這(zhe)個時期機車動輪由二對(dui)或三(san)對(dui)發展至四、五、六對(dui)。最早(zao)使(shi)用二軸引導轉向架是美(mei)國于(yu)1832年制造的 2-1-0式“喬(qiao)納森兄弟(di)”號機車,大(da)型機車還在動輪后面裝(zhuang)有較小的從輪。借助(zhu)于(yu)從輪,機車可裝(zhuang)載一個較寬(kuan)大(da)、較重的火箱。
1884年(nian)(nian)瑞士人A.馬利特發明關(guan)節式機(ji)車,牽引力大,并能順利通過(guo)曲線。1888年(nian)(nian)建成(cheng)第一(yi)臺。最(zui)大的關(guan)節式機(ji)車是2-4 4-2式“大人物”號(hao)(圖2),整(zheng)備(bei)重量為543噸(dun),鍋爐壓力為2.068兆帕(21.1千克力/厘米(mi)2),在時速120公里條件下,發揮出功率6000馬力以上(shang)。
1875~1900年廣泛(fan)地應用蒸(zheng)汽(qi)兩(liang)次膨脹原理(li),創造了(le)復(fu)脹式機車,提高(gao)了(le)機車熱(re)(re)(re)效(xiao)率(lv)(lv)。1900~1920年由于采用蒸(zheng)汽(qi)過熱(re)(re)(re)和給水加熱(re)(re)(re)等裝(zhuang)置,機車的熱(re)(re)(re)效(xiao)率(lv)(lv)、牽(qian)引力(li)和功率(lv)(lv)又(you)有提高(gao)。
1872年(nian),英商為推銷近(jin)代交通工具,在天津原(yuan)法租界“紫竹林”碼(ma)頭一帶(dai),沿海(hai)河岸邊(bian)的土路上鋪設了一條環行1.5公里的“廣告鐵路”,將(jiang)一臺(tai)總重量為1020kg的小(xiao)“火輪車(che)”安(an)裝在輕便的窄軌上,經試運(yun)轉后(hou),是年(nian)9月14日,開始(shi)免費載客(ke)運(yun)行。此(ci)消息傳開后(hou),轟(hong)動天津城。據天津《申報》報道:“此(ci)次火車(che)之(zhi)來中國,可謂創觀,其制作(zuo)也(ye)可謂精美(mei)之(zhi)至,均甚便捷(jie),甚為適用(yong)之(zhi)物……”由于這(zhe)一“廣告火輪車(che)”的出現,在一定(ding)程度上,給(gei)國人留下了一些(xie)新式運(yun)輸工具的形(xing)象。
1876年7月3日,中國第一(yi)條鐵路(lu)——“吳淞鐵路(lu)”(窄軌)建(jian)成通(tong)車(che)(che),那臺(tai)英制名曰“先導號”的(de)蒸(zheng)汽機車(che)(che)(機車(che)(che)總重(zhong)量(liang)1420kg)時速(su)為24—32公(gong)里,為我(wo)國第一(yi)臺(tai)外國蒸(zheng)汽機車(che)(che)。(后來(lai)被拆除,1898年準軌淞滬鐵路(lu)在此基礎(chu)上復(fu)建(jian)通(tong)車(che)(che),1997年拆除)
1881年11月(yue)8日,建成了中(zhong)國(guo)第一條自辦鐵(tie)路——“唐(tang)胥(xu)(xu)鐵(tie)路”(唐(tang)山至胥(xu)(xu)各莊(zhuang))。在“唐(tang)胥(xu)(xu)鐵(tie)路”修(xiu)筑路基的同時(shi),中(zhong)國(guo)工(gong)人(ren)(ren)憑時(shi)任(ren)總(zong)工(gong)程(cheng)師的英(ying)(ying)人(ren)(ren)金達(C.W.Kinder)的幾份圖紙(zhi),利用(yong)礦場起(qi)重機鍋爐(lu)和豎井架的槽鐵(tie)等(deng)舊材(cai)料(liao),試制成功(gong)了一臺(tai)“0—3—0”型的蒸(zheng)汽機車。(只有(you)三對動(dong)輪(lun),無導輪(lun)和從輪(lun)),被(bei)金達、薄內(Burnet)等(deng)英(ying)(ying)國(guo)專家命(ming)名為“中(zhong)國(guo)火(huo)箭號(hao)”和“龍號(hao)”,為我國(guo)自制的第一臺(tai)蒸(zheng)汽機車(曾存于北(bei)京府右(you)街交(jiao)通陳(chen)列館內,并(bing)可生火(huo)行(xing)駛,以供(gong)眾(zhong)覽,“七七事變(bian)”后失蹤,至今查無下落)。
1887年(nian)“津沽鐵路(lu)公司”(原址為舊三岔(cha)河口西岸)從國(guo)(guo)外(wai)進口了數臺(tai)小型(xing)蒸汽機(ji)車(che)(che),其中一(yi)臺(tai)為“0—2—0”型(xing)(只(zhi)有兩(liang)對動輪,無導輪和從輪,稱“0”號),此機(ji)車(che)(che)是我們現(xian)在(zai)保存完好的、曾(ceng)(ceng)在(zai)“津沽鐵路(lu)”上運(yun)行(xing)過的最古老機(ji)車(che)(che),曾(ceng)(ceng)在(zai)國(guo)(guo)外(wai)展出過。該機(ji)車(che)(che)由(you)英國(guo)(guo)制造,總重(zhong)量為1320kg,也是世界上最小的蒸汽機(ji)車(che)(che)之一(yi)。從這(zhe)臺(tai)蒸汽機(ji)車(che)(che)出現(xian)到(dao)新中國(guo)(guo)成立,中國(guo)(guo)大地上行(xing)駛著英、美、德、法、日(ri)、比(bi)、俄(e)等(deng)國(guo)(guo)各種(zhong)蒸汽機(ji)車(che)(che),被人(ren)們譽(yu)為“萬國(guo)(guo)機(ji)車(che)(che)博覽(lan)會”。據1949年(nian)《鐵道月刊》第188期記載:當時(shi)全國(guo)(guo)共(gong)有4069臺(tai)蒸汽機(ji)車(che)(che),其中有8個國(guo)(guo)家(jia)、30多家(jia)工廠生產的198種(zhong)型(xing)號,其中天津鐵路(lu)管(guan)理局轄管(guan)的運(yun)用機(ji)車(che)(che)為671臺(tai)。
1920年(nian)以(yi)后,蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)的(de)(de)性(xing)能進(jin)(jin)一(yi)步(bu)得(de)到(dao)改善。20~30年(nian)代,機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)的(de)(de)鍋(guo)爐(lu)壓力(li)(li)(li)(li)由(you) 1.373兆(zhao)帕(14千克力(li)(li)(li)(li)/厘(li)米(mi)2)提高到(dao)2.000~2.069兆(zhao)帕(20.4~21.1千克力(li)(li)(li)(li)/厘(li)米(mi)2),試(shi)驗性(xing)高壓機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)的(de)(de)鍋(guo)爐(lu)壓力(li)(li)(li)(li)甚至高達(da)9.807兆(zhao)帕(100千克力(li)(li)(li)(li)/厘(li)米(mi)2)以(yi)上(shang)。高壓機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)采用(yong)(yong)水(shui)管式(shi)鍋(guo)爐(lu),雖(sui)然熱(re)效(xiao)率(lv)較高,但構造復(fu)雜,重量大,造價高,維護困難,維修費高,而且極易發生故障,運用(yong)(yong)可靠性(xing)差,因而未能正式(shi)投(tou)入運用(yong)(yong)。但一(yi)般機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)的(de)(de)鍋(guo)爐(lu)壓力(li)(li)(li)(li)以(yi)美(mei)國(guo)、加(jia)拿大最(zui)高,為2.068兆(zhao)帕(21.1千克力(li)(li)(li)(li)/厘(li)米(mi)2)。40~50年(nian)代,有些國(guo)家進(jin)(jin)一(yi)步(bu)提高了過熱(re)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)溫(wen)度,如蘇聯JIB和(he)2-4-2型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)最(zui)高溫(wen)度達(da)430~440℃。奧(ao)地利人G.吉(ji)士林根(gen)創造的(de)(de)高效(xiao)率(lv)矩形通風(feng)裝置(扇煙筒),已(yi)為20多個國(guo)家和(he)地區所(suo)采用(yong)(yong)。利用(yong)(yong)廢氣(qi)熱(re)來加(jia)熱(re)給水(shui)的(de)(de)混合式(shi)給水(shui)加(jia)熱(re)器已(yi)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)應用(yong)(yong)。中國(guo)的(de)(de)前進(jin)(jin)型(xing)(xing)、建設(she)型(xing)(xing)和(he)人民(min)型(xing)(xing)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)都(dou)已(yi)安(an)裝這種設(she)備。為了提高機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)熱(re)效(xiao)率(lv),仍在繼續研(yan)制(zhi)凝汽(qi)式(shi)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)。還提出(chu)了蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)使(shi)用(yong)(yong)沸騰爐(lu)床,燃用(yong)(yong)煤氣(qi)等建議,希望使(shi)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)的(de)(de)熱(re)效(xiao)率(lv)達(da)到(dao)10%以(yi)上(shang)。
第二(er)次世界大戰(zhan)以后,蒸汽機車由(you)于熱效(xiao)率低,已大部分被熱效(xiao)率高的柴油機車和電力(li)機車所代替。
1952年,四方(fang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)車(che)輛(liang)廠制造(zao)出了中國(guo)第一臺“解放”型(xing)蒸汽(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)。其后,四方(fang)、大(da)(da)連、唐山、大(da)(da)同(tong)等(deng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)車(che)輛(liang)廠陸(lu)續(xu)生(sheng)產(chan)了近萬(wan)臺蒸汽(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)。蒸汽(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)一度成(cheng)為中國(guo)鐵路運輸的主要牽引動(dong)力。1988年12月(yue)21日,大(da)(da)同(tong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)廠停止蒸汽(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)生(sheng)產(chan),標志著中國(guo)蒸汽(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)制造(zao)史的結束。隨(sui)著科(ke)學技術的進步,蒸汽(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)已被內(nei)燃機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)和電力機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)取代。
蒸汽(qi)機車(che)在美國(guo)(guo)、西歐國(guo)(guo)家(jia)、日(ri)本(ben)和蘇聯等國(guo)(guo)已于1960~1977年(nian)期間相繼停止使用。在印度和一(yi)些不(bu)發達國(guo)(guo)家(jia),蒸汽(qi)機車(che)仍占鐵路機車(che)一(yi)半以上(shang)。在中國(guo)(guo),蒸汽(qi)機車(che)還(huan)是鐵路的(de)主要的(de)牽引動力(li)。
2005年(nian)12月9日,在內蒙古(gu)大(da)板附近的(de)(de)鐵道(dao)邊上,最后(hou)一列蒸汽(qi)機車執(zhi)行完任務后(hou),見證了(le)蒸汽(qi)機車退出(chu)歷史(shi)舞臺的(de)(de)最后(hou)一刻。 蒸汽(qi)機車的(de)(de)退出(chu),讓很多人(ren)有一種(zhong)懷舊(jiu)心理,深圳福順通科技發公司制作的(de)(de)仿蒸汽(qi)式的(de)(de)旅游觀光(guang)小火車,填補了(le)很多人(ren)這種(zhong)懷舊(jiu)情懷,讓蒸汽(qi)機車再(zai)次出(chu)現(xian)在人(ren)們的(de)(de)視野中。
隨(sui)著(zhu)科學技術(shu)的進步,蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車已逐漸被內燃機(ji)車和電力(li)機(ji)車取代。為了保(bao)(bao)留和發展具有工(gong)業革命活化(hua)石之稱(cheng)的蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車,沈陽新陽光投巨資開(kai)發制造了新一代的蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車,在保(bao)(bao)留蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車特點的情況下,對燃燒效(xiao)率、環(huan)保(bao)(bao)排放、容易駕(jia)駛等方面進行了再創新。
蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)車是蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)在(zai)交通(tong)工具(ju)上運(yun)用的(de)(de)最好范例(li)。蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)是靠(kao)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)膨脹(zhang)作用來作功(gong)的(de)(de),蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)車的(de)(de)工作原(yuan)理(li)也不例(li)外。當司爐(lu)(lu)把煤填入爐(lu)(lu)膛時,煤在(zai)燃燒過程中(zhong),它蘊藏的(de)(de)化學(xue)能(neng)就轉換成(cheng)熱(re)能(neng),把機(ji)車鍋 爐(lu)(lu)中(zhong)的(de)(de)水(shui)加(jia)熱(re)、汽(qi)(qi)(qi)(qi)化,形(xing)成(cheng)400℃以(yi)上的(de)(de)過熱(re)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi),再進(jin)入蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)膨脹(zhang)作功(gong),推動(dong)汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)活(huo)塞往復(fu)運(yun)動(dong),活(huo)塞通(tong)過連桿(gan)、搖桿(gan),將往復(fu)直線運(yun)動(dong)變(bian)為輪轉圓周運(yun)動(dong),帶動(dong)機(ji)車動(dong)輪旋(xuan)轉,從而牽引列車前進(jin)。因此(ci)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)車必(bi)須具(ju)備鍋爐(lu)(lu)、汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)和走行三個基(ji)本部分。
蒸(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)熱(re)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)很低,鍋爐(lu)內燃料(liao)燃燒(shao)的(de)(de)(de)熱(re)量只(zhi)有(you)(you)(you)一部分轉(zhuan)變為蒸(zheng)汽(qi)的(de)(de)(de)熱(re)能,鍋爐(lu)的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)一般(ban)為50%~80%。蒸(zheng)汽(qi)在(zai)(zai)汽(qi)機(ji)(ji)內作功(gong),汽(qi)機(ji)(ji)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)只(zhi)有(you)(you)(you)10%~15%。此外,在(zai)(zai)汽(qi)機(ji)(ji)到輪周(zhou)的(de)(de)(de)力(li)的(de)(de)(de)傳(chuan)遞(di)中,機(ji)(ji)械效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)為80%~95%。因此蒸(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)的(de)(de)(de)最高熱(re)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)只(zhi)有(you)(you)(you)8%~9%,而(er)且(qie)在(zai)(zai)車(che)(che)站停車(che)(che),在(zai)(zai)機(ji)(ji)務段整備、停留等仍需消耗燃料(liao),所以實際熱(re)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)只(zhi)有(you)(you)(you)5%~7%。
蒸汽機(ji)車(che)由(you)鍋(guo)爐(lu)、汽機(ji)、車(che)架和走行部以(yi)及煤水車(che)等組成(cheng)。
燃燒(shao)燃料和(he)(he)(he)產生蒸汽的部(bu)(bu)件,包括火箱(xiang)(xiang)、鍋胴和(he)(he)(he)煙(yan)箱(xiang)(xiang)三部(bu)(bu)分。火箱(xiang)(xiang)由內(nei)(nei)(nei)火箱(xiang)(xiang)和(he)(he)(he)外火箱(xiang)(xiang)兩部(bu)(bu)分組成,內(nei)(nei)(nei)火箱(xiang)(xiang)底(di)部(bu)(bu)是爐床,爐床下部(bu)(bu)有(you)存放爐灰(hui)的灰(hui)箱(xiang)(xiang)。在鍋胴內(nei)(nei)(nei)排列(lie)著(zhu)不同(tong)數目的大(da)(da)煙(yan)管(guan)和(he)(he)(he)小(xiao)煙(yan)管(guan),大(da)(da)煙(yan)管(guan)內(nei)(nei)(nei)套有(you)使蒸汽干(gan)燥和(he)(he)(he)加熱(re)(re)的過(guo)熱(re)(re)管(guan)。在內(nei)(nei)(nei)外火箱(xiang)(xiang)之(zhi)間(jian)(jian)和(he)(he)(he)鍋胴內(nei)(nei)(nei)貯有(you)鍋爐用水,鍋水覆(fu)沒內(nei)(nei)(nei)火箱(xiang)(xiang)頂板和(he)(he)(he)大(da)(da)小(xiao)煙(yan)管(guan),在鍋水蒸發面(mian)上形成蒸汽空(kong)間(jian)(jian)。煙(yan)箱(xiang)(xiang)位于鍋胴前部(bu)(bu),內(nei)(nei)(nei)有(you)煙(yan)筒(tong)、乏(fa)氣噴口、反射板和(he)(he)(he)火星網等通風裝置。
燃(ran)料投(tou)入(ru)爐(lu)床,在(zai)火(huo)箱(xiang)(xiang)內(nei)與從(cong)灰(hui)箱(xiang)(xiang)風門進入(ru)的空氣(qi)混合燃(ran)燒(shao)產(chan)生熱(re)能(neng)(neng),熱(re)能(neng)(neng)通(tong)(tong)過(guo)內(nei)火(huo)箱(xiang)(xiang)板(ban)和大(da)小煙管(guan)(guan),傳遞給(gei)周圍的鍋(guo)水和過(guo)熱(re)管(guan)(guan)中的蒸汽(qi)(qi),煙氣(qi)進入(ru)煙箱(xiang)(xiang),通(tong)(tong)過(guo)煙筒排(pai)出。高(gao)壓高(gao)溫(wen)蒸汽(qi)(qi)由鍋(guo)爐(lu)最高(gao)處的蒸汽(qi)(qi)包(bao)經(jing)調整閥、干燥(zao)管(guan)(guan)、過(guo)熱(re)管(guan)(guan)和主蒸汽(qi)(qi)管(guan)(guan)等蒸汽(qi)(qi)通(tong)(tong)路進入(ru)汽(qi)(qi)機。
將蒸汽(qi)(qi)(qi)的(de)熱能(neng)轉變為機(ji)(ji)械能(neng)的(de)部(bu)件(jian)。汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)連(lian)同(tong)機(ji)(ji)械部(bu)分包括汽(qi)(qi)(qi)室、汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)、活(huo)(huo)塞(又(you)稱(cheng)鞲鞴)、十字頭、搖桿、連(lian)桿、閥(fa)動(dong)裝(zhuang)(zhuang)置等部(bu)件(jian)。閥(fa)動(dong)裝(zhuang)(zhuang)置是支(zhi)配(pei)汽(qi)(qi)(qi)閥(fa)與活(huo)(huo)塞協調動(dong)作的(de)配(pei)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)構,用于(yu)調節進(jin)(jin)入汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)的(de)蒸汽(qi)(qi)(qi)量和實現機(ji)(ji)車(che)(che)的(de)前(qian)進(jin)(jin)或后(hou)退。鍋爐發生的(de)高壓高溫(wen)過熱蒸汽(qi)(qi)(qi)進(jin)(jin)入汽(qi)(qi)(qi)室后(hou),通過閥(fa)動(dong)裝(zhuang)(zhuang)置的(de)配(pei)汽(qi)(qi)(qi)作用,進(jin)(jin)入汽(qi)(qi)(qi)缸(gang),在汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)內膨脹作功,推動(dong)活(huo)(huo)塞時,機(ji)(ji)械能(neng)經活(huo)(huo)塞桿、十字頭、搖桿等機(ji)(ji)械部(bu)件(jian)傳(chuan)遞給(gei)主動(dong)輪,再經連(lian)桿傳(chuan)遞給(gei)其他動(dong)輪,通過輪軌接觸,牽引列車(che)(che)。
鍋爐、汽(qi)機(ji)等部件固裝于車(che)架上(shang),經彈簧懸掛(gua)裝置將重量由軸箱傳至車(che)輪,由鋼軌支(zhi)持。動輪把機(ji)械(xie)部傳來的(de)機(ji)械(xie)能轉變為機(ji)車(che)在軌道上(shang)的(de)走行功(gong)。
蒸汽機(ji)車的走(zou)行(xing)部(bu)分包括彈簧懸掛(gua)裝置、輪(lun)對、導輪(lun)、從輪(lun)、軸箱、導輪(lun)轉向架、從輪(lun)轉向架和牽引(yin)裝置等構成。
輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun)對(dui)(dui)分(fen)導輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun)、動輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun)、從輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun)三種。安裝(zhuang)在(zai)機車(che)(che)前轉向架(jia)上(shang)的小輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun)對(dui)(dui)叫(jiao)導向輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun)對(dui)(dui),機車(che)(che)前進時(shi)(shi)(shi),它在(zai)前面引導,使機車(che)(che)順(shun)利通過(guo)曲(qu)線(xian)。機車(che)(che)中部(bu)能產生牽引力的大輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun)對(dui)(dui)叫(jiao)動輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun)。機車(che)(che)后轉向架(jia)上(shang)的小輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun)對(dui)(dui)叫(jiao)從輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun),除(chu)了擔負一部(bu)分(fen)重(zhong)量外,當機車(che)(che)倒行(xing)時(shi)(shi)(shi)還能起導輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun)作(zuo)用(yong)。軸箱和車(che)(che)輛的滑(hua)(hua)動軸承軸箱相(xiang)類似,主要起潤(run)滑(hua)(hua)作(zuo)用(yong),防止車(che)(che)軸在(zai)高速運行(xing)時(shi)(shi)(shi)過(guo)熱(re)。彈簧裝(zhuang)置的作(zuo)用(yong)主要是(shi)緩(huan)和運行(xing)時(shi)(shi)(shi)的振動,減輕車(che)(che)輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun)對(dui)(dui)線(xian)路的沖(chong)擊,另外還能把車(che)(che)架(jia)上(shang)部(bu)的重(zhong)量平均分(fen)配給各個(ge)輪(lun)(lun)(lun)(lun)(lun)對(dui)(dui)。
裝(zhuang)載煤(mei)、水(shui)(shui)、油(you)脂和(he)存放工(gong)具(ju)等的(de)車(che)(che)輛(liang),掛(gua)在機車(che)(che)司(si)機室后面。煤(mei)水(shui)(shui)車(che)(che)由煤(mei)槽和(he)水(shui)(shui)柜兩部(bu)分組(zu)成。大功率機車(che)(che),由于單位時間的(de)燃(ran)煤(mei)量大,在煤(mei)水(shui)(shui)車(che)(che)上裝(zhuang)有推(tui)煤(mei)機和(he)輸煤(mei)機,將(jiang)煤(mei)均(jun)勻(yun)地噴投到爐(lu)床各處。
①單脹式機車,蒸汽(qi)在汽(qi)缸(gang)中膨(peng)脹工作一次即排(pai)入大氣,機車構(gou)造(zao)簡(jian)單,采用(yong)較廣。
②復脹式(shi)機車,蒸汽(qi)在(zai)一(yi)(yi)(yi)個或一(yi)(yi)(yi)對汽(qi)缸(gang)(高(gao)壓汽(qi)缸(gang))中膨(peng)脹工作后(hou)進入另一(yi)(yi)(yi)個或另一(yi)(yi)(yi)對汽(qi)缸(gang)(低壓汽(qi)缸(gang))再(zai)膨(peng)脹工作一(yi)(yi)(yi)次才排入大氣。這種機車熱效率雖高(gao)一(yi)(yi)(yi)些,但構(gou)造(zao)較復雜,采用較少。
③凝汽(qi)式機車(che)(che)(che)(che)(che),乏氣進入裝于煤水(shui)車(che)(che)(che)(che)(che)后部的冷(leng)凝器凝結成(cheng)水(shui),再泵入鍋爐(lu)重復使(shi)用(yong),損失的水(shui)由(you)煤水(shui)車(che)(che)(che)(che)(che)的水(shui)補充。機車(che)(che)(che)(che)(che)構造(zao)很復雜,多(duo)在缺(que)水(shui)地區使(shi)用(yong)。④飽和(he)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機車(che)(che)(che)(che)(che)和(he)過熱蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機車(che)(che)(che)(che)(che),自從創造(zao)出機車(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)的過熱器提高(gao)了蒸(zheng)(zheng)汽(qi)溫度(du)以后,汽(qi)機效率提高(gao)很多(duo),飽和(he)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機車(che)(che)(che)(che)(che)即(ji)被改造(zao)成(cheng)過熱蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機車(che)(che)(che)(che)(che)。
蒸(zheng)汽機(ji)車按汽缸安裝位置(zhi)可分(fen)為:
①外汽缸機(ji)車,機(ji)車汽缸固定于車架(jia)兩邊(bian)外側(ce),因檢修方便,采(cai)用較廣。
②內汽缸(gang)機(ji)車(che),機(ji)車(che)汽缸(gang)固定于車(che)架內側,有一根動(dong)輪軸制成曲(qu)拐(guai)軸,因(yin)檢修不(bu)便,采用(yong)較少。
③三汽(qi)缸(gang)機車,兩個(ge)汽(qi)缸(gang)固(gu)定于車架兩邊外側,第三個(ge)汽(qi)缸(gang)固(gu)定于車架中間(jian)。
蒸汽機車因車架形式不同可分為(wei):
①板梁式車架機車,車架是板梁型(xing)結構(gou),車架較輕,歐洲國家采用較多。
②桿梁(liang)式車(che)架機車(che),車(che)架是桿狀結構,用厚鋼(gang)板切割成型或用鑄鋼(gang)鑄造,采用普遍。
蒸(zheng)汽機車就其(qi)車架和動力(li)單元的組成來說,可分為(wei):
①常規機車,只有一(yi)個固定車架組(zu)成一(yi)動(dong)力單元(yuan)(包括汽缸、動(dong)輪、連桿裝置和閥動(dong)裝置等)并支承鍋(guo)爐。
②關節機車,除有一(yi)個(ge)固定車架(jia)組(zu)成(cheng)的動(dong)(dong)(dong)力(li)單元并支承(cheng)鍋(guo)爐后(hou)半部外,還有一(yi)個(ge)可(ke)轉動(dong)(dong)(dong)的車架(jia)和后(hou)面(mian)的固定車架(jia)連接組(zu)成(cheng)另(ling)一(yi)動(dong)(dong)(dong)力(li)單元,并可(ke)滑動(dong)(dong)(dong)地支承(cheng)鍋(guo)爐前半部,起轉向架(jia)作用。
蒸汽(qi)機車按水柜安裝(zhuang)位置可分為:
①煤(mei)(mei)水(shui)車(che)機(ji)車(che),它的后部連掛一(yi)專門供機(ji)車(che)長途行駛所需煤(mei)(mei)和(he)水(shui)的煤(mei)(mei)水(shui)車(che),應(ying)用廣(guang)泛。
②水(shui)(shui)柜(ju)(ju)機(ji)(ji)車,在機(ji)(ji)車鍋爐兩側各有一(yi)長(chang)方體水(shui)(shui)柜(ju)(ju)或(huo)為一(yi)鞍形(xing)水(shui)(shui)柜(ju)(ju)跨(kua)裝于鍋爐上,煤(mei)則存放于司(si)機(ji)(ji)室后部(bu)的煤(mei)槽(cao)中。另一(yi)種水(shui)(shui)柜(ju)(ju)機(ji)(ji)車是(shi)將(jiang)水(shui)(shui)儲(chu)存在煤(mei)槽(cao)下部(bu)的水(shui)(shui)柜(ju)(ju)中。水(shui)(shui)柜(ju)(ju)機(ji)(ji)車儲(chu)存煤(mei)水(shui)(shui)量較(jiao)少。只用(yong)于調車、短途運輸和(he)工礦運輸。
蒸汽(qi)機車按使用燃料可分(fen)為:
①燃煤蒸汽機車,火(huo)箱內燃用(yong)煙煤,是普(pu)遍采用(yong)的一種機車。
②燃油蒸(zheng)汽機車(che),火箱內燃用霧化鍋(guo)爐(lu)油,用于無煤的(de)(de)產油區或有特殊要求(qiu)的(de)(de)地方。
蒸汽機車按所裝(zhuang)用的原動機可分為:
①以往復式蒸汽機(ji)為動力的(de)蒸汽機(ji)車(che),構造簡單,應用廣泛,通(tong)常所說的(de)蒸汽機(ji)車(che)就是(shi)指這種機(ji)車(che)
②以蒸汽(qi)渦輪(lun)機(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)動力的蒸汽(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)車,稱為(wei)蒸汽(qi)渦輪(lun)機(ji)(ji)(ji)(ji)車。渦輪(lun)機(ji)(ji)(ji)(ji)轉速高(gao),須配用減速齒輪(lun)箱,因(yin)而有電力傳(chuan)動的和機(ji)(ji)(ji)(ji)械傳(chuan)動的兩(liang)種(zhong)。排汽(qi)又有冷凝的和非冷凝的兩(liang)種(zhong)。蒸汽(qi)渦輪(lun)機(ji)(ji)(ji)(ji)車因(yin)構造復(fu)雜,造價(jia)昂貴,維修費用高(gao),熱效率比(bi)蒸汽(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)車高(gao)得不多,未能推廣使用。
解放型(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)是中等(deng)功率的(de)(de)貨(huo)運(yun)(yun)機(ji)(ji)(ji)車(che),多為調(diao)車(che)和小運(yun)(yun)轉用(yong)。建設(she)型(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)是1957年在解放型(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)的(de)(de)基(ji)礎上設(she)計(ji)而(er)成的(de)(de),與解放型(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)相比,鍋爐用(yong)全(quan)焊結構,蒸汽(qi)壓力提高至15千克力/厘米,并加(jia)(jia)裝(zhuang)了加(jia)(jia)煤機(ji)(ji)(ji)、給水加(jia)(jia)熱器、自(zi)動調(diao)整楔鐵等(deng)設(she)備,目前(qian)是干線貨(huo)運(yun)(yun)主(zhu)要(yao)蒸汽(qi)機(ji)(ji)(ji)車(che)之(zhi)一。
勝(sheng)利型(xing)機(ji)車(che)(che)1956年試制(zhi)成功,其結構(gou)特點是增加(jia)過熱(re)和蒸發傳熱(re)面積的比值,采用(yong)特洛菲莫夫分動式(shi)汽(qi)閥(fa),煤(mei)水(shui)車(che)(che)底(di)架、水(shui)柜、煤(mei)槽均采用(yong)電焊焊接結構(gou)等(deng)。勝(sheng)利型(xing)機(ji)車(che)(che)是主要客(ke)運蒸汽(qi)機(ji)車(che)(che)之一,在干線(xian)上已逐(zhu)步被柴油機(ji)車(che)(che)所(suo)取代。人(ren)(ren)民型(xing)機(ji)車(che)(che)是在勝(sheng)利型(xing)機(ji)車(che)(che)的基礎上改進設計,于1958年制(zhi)成。鍋爐采用(yong)全(quan)焊結構(gou),蒸汽(qi)壓力(li)提高至(zhi)15千克力(li)/厘米,構(gou)造速度(du)為每(mei)小(xiao)時(shi)110公里,并增加(jia)了加(jia)煤(mei)機(ji)、給水(shui)加(jia)熱(re)器和自動調整楔鐵等(deng)裝(zhuang)置。人(ren)(ren)民型(xing)機(ji)車(che)(che)是鐵路干線(xian)和支線(xian)上的主要客(ke)運蒸汽(qi)機(ji)車(che)(che)之一。
中國在蘇聯30~40年(nian)代(dai)制造的(de)機(ji)(ji)車(che)的(de)基(ji)礎上改制而成的(de)大(da)(da)功率(lv)(lv)貨(huo)運(yun)機(ji)(ji)車(che),大(da)(da)多(duo)已經報(bao)廢。 前(qian)(qian)進(jin)型(xing)(xing)機(ji)(ji)車(che) 中國自(zi)行(xing)設計(ji)制造的(de)大(da)(da)功率(lv)(lv)干線主型(xing)(xing)貨(huo)運(yun)蒸汽機(ji)(ji)車(che)。1956年(nian)試制成功,當時稱(cheng)(cheng)和平型(xing)(xing)機(ji)(ji)車(che),現(xian)稱(cheng)(cheng)老(lao)前(qian)(qian)進(jin)型(xing)(xing)機(ji)(ji)車(che)。機(ji)(ji)車(che)軸式1-5-1,當計(ji)算供汽率(lv)(lv)為70千(qian)克/米(mi)·小時時,機(ji)(ji)車(che)輪(lun)周(zhou)功率(lv)(lv)為2960馬力(li),但鍋(guo)爐(lu)蒸發量不能滿足運(yun)行(xing)的(de)需(xu)要(yao),僅生(sheng)產了40多(duo)臺。1964年(nian)對鍋(guo)爐(lu)進(jin)行(xing)重(zhong)新設計(ji),采取(qu)了加裝燃燒室,改變煙管(guan)排列,改進(jin)煙箱通風裝置等技術措施,使鍋(guo)爐(lu)的(de)供汽能力(li)顯著提高,滿足了鐵(tie)路運(yun)輸生(sheng)產的(de)需(xu)要(yao)。前(qian)(qian)進(jin)型(xing)(xing)機(ji)(ji)車(che)采用全焊結(jie)構鍋(guo)爐(lu),蒸汽壓力(li)為15千(qian)克力(li)/厘米(mi),有(you)1200毫(hao)(hao)(hao)米(mi)長(chang)的(de)燃燒室,爐(lu)床面積(ji)為6.8米(mi),火箱傳(chuan)(chuan)熱面積(ji)32.5米(mi),火箱容積(ji)13.56米(mi),有(you)直(zhi)徑133/125毫(hao)(hao)(hao)米(mi)的(de)大(da)(da)煙管(guan)69根,直(zhi)徑51/46毫(hao)(hao)(hao)米(mi)的(de)小煙管(guan)80根,鍋(guo)爐(lu)蒸發傳(chuan)(chuan)熱面積(ji)為255.3米(mi)。
前進(jin)型(xing)機(ji)(ji)車(che)采用單脹(zhang)式雙汽缸(gang),汽缸(gang)直(zhi)徑 650毫米,活塞行(xing)程800毫米,汽閥(fa)直(zhi)徑300毫米。有(you)五對動輪(lun),直(zhi)徑1500毫米,機(ji)(ji)車(che)粘著(zhu)(zhu)重量100.5噸,有(you)4軸(zhou)和6軸(zhou)兩種(zhong)煤(mei)水(shui)車(che)。它(ta)能利用6%~10%的(de)汽缸(gang)排出的(de)乏氣(qi)量,將(jiang)給水(shui)加熱到(dao)70~100℃,可以節(jie)水(shui) 7%~9%,節(jie)熱6%~8%。它(ta)裝有(you)粘著(zhu)(zhu)重量增加器,使粘著(zhu)(zhu)重量增大(da)8噸。前進(jin)型(xing)機(ji)(ji)車(che)最高熱效(xiao)率(lv)可達8.42%,通(tong)常為5.5%~8.0%。這種(zhong)機(ji)(ji)車(che)的(de)缺點(dian)是:過(guo)熱蒸汽溫度較低(di),煙渣飛揚損失較大(da),通(tong)風效(xiao)率(lv)和機(ji)(ji)械效(xiao)率(lv)低(di),粘著(zhu)(zhu)牽引力不能適應汽缸(gang)牽引力的(de)要求(qiu)等。
游型蒸汽機車又稱為上游型工礦用小型蒸汽機車,原名“工農型”。 1960年,唐山工廠在MA6(ㄇㄎ6)型機車的基礎上改造設計并試制出第一臺上游型機車(che),代號SY,到(dao)目(mu)前為止共生產1600多臺。
機(ji)(ji)車全長(chang)21519(21643)毫(hao)米,構(gou)造速(su)度(du)每小(xiao)時(shi)80公里,,最高汽(qi)機(ji)(ji)有(you)效熱效率為(wei)13.15%,機(ji)(ji)車總效率為(wei)8.5%。曾(ceng)經出口到(dao)美國作(zuo)為(wei)旅游用(yong)車。另外,還(huan)專(zhuan)為(wei)韓國生產了(le)SY燃(ran)油(you)型蒸汽(qi)機(ji)(ji)車。
1958年濟南機車廠(chang)在PR2(ㄆㄌ2)型(xing)機車的基礎(chu)上改(gai)進設(she)計(ji)并制造,命名為躍進型(xing),代號YJ。
1961年停產,唐(tang)山(shan)、牡丹江、武昌(chang)、濟南等(deng)工廠(chang)共制造(zao)202臺。機車(che)全長18326毫米(mi),構造(zao)速度每小時(shi)60公里,模(mo)數牽引力137千牛,軸式(shi)1—3—1。主要用于工礦、調車(che)、小運轉等(deng)。
沈陽(yang)新陽(yang)光將蒸汽機車傳統制造與現代技術相(xiang)結(jie)合,命名為陽(yang)光型。
采用柴(chai)油做為燃(ran)料(取代煤),應(ying)用電腦智能(neng)控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統精確控(kong)制(zhi)燃(ran)料燃(ran)燒狀態,提高燃(ran)燒效(xiao)(xiao)率,車輛自動(dong)給(gei)水(shui)、自動(dong)補風。同時具有(you)系(xi)(xi)統故障(zhang)自診斷和(he)信息顯(xian)示功(gong)能(neng),既能(neng)保證車輛安全運行,節能(neng)燃(ran)料,又方(fang)便(bian)車輛檢修。此蒸(zheng)汽機車在保留其特(te)點的(de)情況下(xia),對燃(ran)燒效(xiao)(xiao)率、環保排放、容易駕(jia)駛(shi)等(deng)方(fang)面進(jin)行了再創新。
樂山市(shi)犍(jian)為(wei)縣芭蕉溝鎮的(de)芭石(shi)窄(zhai)軌鐵路至今仍運(yun)營者蒸(zheng)汽機車(che),主要供當地(di)村民出行(xing)和(he)旅游(you)觀光使用,已被(bei)列為(wei)工(gong)業遺產加(jia)以保護,并(bing)成為(wei)世界公(gong)認的(de)蒸(zheng)汽小火車(che)博物館之一。