蒸汽機(ji)(ji)(ji)車是(shi)利用蒸汽機(ji)(ji)(ji),把燃料(一般用煤)的(de)化(hua)學(xue)能(neng)變(bian)成(cheng)熱能(neng),再變(bian)成(cheng)機(ji)(ji)(ji)械能(neng),而使機(ji)(ji)(ji)車運行的(de)一種火車機(ji)(ji)(ji)車。1814年,英國人喬(qiao)治(zhi)·斯蒂芬森發明(ming)了(le)第一臺蒸汽機(ji)(ji)(ji)車,從此(ci)開(kai)始,人類加快了(le)進入工業時代的(de)腳步,蒸汽機(ji)(ji)(ji)車成(cheng)為(wei)這個(ge)時代文化(hua)和社(she)會進步的(de)重要標(biao)志和關鍵工具。
在(zai)十(shi)九世紀(ji)最先出現的機車(che)是以蒸汽推動的。到二(er)次大戰(zhan)結束(shu)時,蒸汽機車(che)仍(reng)是最常見的機車(che)。
第一部蒸(zheng)汽機(ji)車(che)(che)是由英國人(ren)喬治·斯蒂(di)芬森(George Stephenson,1781--1848)制造的(de)(de),1814年,他(ta)研制的(de)(de)第一輛蒸(zheng)汽機(ji)車(che)(che)“布拉策(ce)號”試(shi)運(yun)行成功。1825年9月27日,斯蒂(di)芬森親自(zi)駕(jia)駛他(ta)同別人(ren)合(he)作(zuo)設計制造的(de)(de)“旅行者號”蒸(zheng)汽機(ji)車(che)(che)在新鋪設的(de)(de)鐵(tie)路(lu)上試(shi)車(che)(che),并獲得(de)成功。蒸(zheng)汽機(ji)在交通(tong)運(yun)輸業中的(de)(de)應用,使人(ren)類邁入了(le)“火車(che)(che)時(shi)代(dai)”,迅速的(de)(de)擴大了(le)人(ren)類的(de)(de)活動范圍。
蒸(zheng)汽機(ji)車(che)(che)的(de)(de)速度(du)(du)紀錄(lu)是由英(ying)國的(de)(de) 4-6-2 Mallard 所(suo)創下(xia)。1938年(nian)7月3日,4668號 Mallard拖著六個車(che)(che)廂,在(zai)一個稍微下(xia)坡路段創下(xia)時速126英(ying)里(203公里)的(de)(de)紀錄(lu)。德國、美國的(de)(de)蒸(zheng)汽機(ji)車(che)(che)亦達到接(jie)近的(de)(de)速度(du)(du)。一般(ban)認(ren)為(wei)這是蒸(zheng)汽機(ji)車(che)(che)的(de)(de)速度(du)(du)極限。
蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)在二十世(shi)紀中(zhong)(zhong)(zhong)開始被(bei)內燃機(ji)(ji)車(che)所取代。1960年代末(mo),世(shi)界上仍然有使用蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)作商業運作的(de)(de)(de)國家已(yi)寥(liao)寥(liao)無幾。到了(le)二十世(shi)紀末(mo),蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)在北美(mei)洲及歐洲基本上已(yi)被(bei)完全淘汰,只(zhi)會間中(zhong)(zhong)(zhong)在特別為鐵道迷及游客安排的(de)(de)(de)路(lu)線(xian)上行(xing)走。墨西哥仍有很(hen)少量的(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)在偏遠的(de)(de)(de)地方運作。在中(zhong)(zhong)(zhong)國,某些地區煤炭的(de)(de)(de)價格比石(shi)油(you)低(di)很(hen)多,使蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)仍然有它們(men)的(de)(de)(de)價值。中(zhong)(zhong)(zhong)國曾經是全球最後一(yi)個制造大型蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)的(de)(de)(de)國家,位于(yu)山西的(de)(de)(de)大同車(che)廠一(yi)直(zhi)生產蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)至1988年;但(dan)中(zhong)(zhong)(zhong)國蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)的(de)(de)(de)數(shu)量亦在迅速(su)減少。印度曾經大量使用蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che),但(dan)它們(men)只(zhi)會在空(kong)氣(qi)稀薄的(de)(de)(de)山區運作。2005年12月9日,在內蒙古大板附近的(de)(de)(de)鐵道邊上,最后(hou)(hou)一(yi)列蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)執行(xing)完任務后(hou)(hou),見證了(le)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)退出干(gan)線(xian)運營的(de)(de)(de)最后(hou)(hou)一(yi)刻(ke)。
蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車問世至(zhi)今已有(you)180年的(de)(de)歷史。它(ta)的(de)(de)發(fa)展有(you)兩個方(fang)面(mian):一(yi)方(fang)面(mian)是(shi)牽引力和(he)(he)功率的(de)(de)發(fa)展,表現為動輪軸數(shu)和(he)(he)輔(fu)助軸數(shu)的(de)(de)增加,鍋爐和(he)(he)汽(qi)缸(gang)的(de)(de)加大(da);另一(yi)方(fang)面(mian)是(shi)熱效率和(he)(he)機(ji)械效率的(de)(de)發(fa)展,表現為爐床面(mian)積和(he)(he)鍋爐受熱面(mian)積的(de)(de)增大(da),蒸(zheng)汽(qi)壓力和(he)(he)溫度的(de)(de)提高(gao),廢(fei)熱的(de)(de)利用,蒸(zheng)汽(qi)機(ji)的(de)(de)改進,滾(gun)動軸承的(de)(de)采用等等。
瓦特(te)發明蒸汽(qi)機(ji)(ji)后(hou),1814年英(ying)國人R.特(te)里維西克創造了一輛鐵路蒸汽(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(圖1),鍋(guo)爐(lu)蒸汽(qi)壓力為(wei)(wei)0.294兆帕(3.0千克力/厘米2),鍋(guo)爐(lu)內裝(zhuang)有(you)(you)一個平放的(de)(de)汽(qi)缸(gang)。機(ji)(ji)車(che)(che)有(you)(you)兩對動(dong)輪(lun),由齒輪(lun)傳動(dong),軸列式為(wei)(wei)0-2-0。機(ji)(ji)車(che)(che)裝(zhuang)有(you)(you)一個大飛輪(lun),借助于它的(de)(de)旋轉(zhuan)慣性動(dong)力,保持(chi)汽(qi)缸(gang)活塞(sai)的(de)(de)往復(fu)運動(dong)。機(ji)(ji)車(che)(che)重(zhong)(zhong)4.5噸,時速8公(gong)里,能(neng)牽引10噸貨物,5節車(che)(che),可乘70名旅(lv)客。這一實踐證實兩個重(zhong)(zhong)要(yao)現(xian)象:光滑的(de)(de)鐵的(de)(de)機(ji)(ji)車(che)(che)驅動(dong)輪(lun)可在光滑的(de)(de)鐵軌上運行而不會空轉(zhuan);機(ji)(ji)車(che)(che)可以拖動(dong)比機(ji)(ji)車(che)(che)本(ben)身重(zhong)(zhong)得(de)多的(de)(de)東西。后(hou)人繼起研究,得(de)知(zhi)輪(lun)軌間粘著(zhu)(zhu)力、粘著(zhu)(zhu)重(zhong)(zhong)量(liang)、粘著(zhu)(zhu)系(xi)(xi)數、粘著(zhu)(zhu)牽引力等(deng)的(de)(de)相互關系(xi)(xi)。這個問題(ti)涉及(ji)如何利用有(you)(you)限的(de)(de)機(ji)(ji)車(che)(che)粘著(zhu)(zhu)重(zhong)(zhong)量(liang)牽引更(geng)多的(de)(de)載重(zhong)(zhong),至今(jin)仍在繼續探討(tao)。
1814年7月(yue)英國發明家喬(qiao)治·斯(si)蒂芬(fen)(fen)森造(zao)(zao)出(chu)他的(de)(de)(de)(de)第(di)一(yi)輛機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che),被譽為首(shou)次成(cheng)功的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)。后(hou)(hou)(hou)來(lai)主要由喬(qiao)治·斯(si)蒂芬(fen)(fen)森之(zhi)子R.斯(si)蒂芬(fen)(fen)森設計(ji)建造(zao)(zao)的(de)(de)(de)(de)“火(huo)箭”號(hao)(hao)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)(見彩圖(tu))于1829年10月(yue)參加(jia)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)比賽(sai),以運行可靠、速度最快(kuai)得獎(jiang)。比賽(sai)時(shi)最高時(shi)速為47公(gong)里。“火(huo)箭”號(hao)(hao)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)采用(yong)臥式多煙管鍋(guo)爐,傳熱(re)面積大,生成(cheng)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)快(kuai),鍋(guo)胴與(yu)(yu)火(huo)箱拼(pin)接在(zai)一(yi)起,鍋(guo)爐蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)壓力為0.345兆帕(pa)(3.5千克力/厘米2);有(you)(you)兩(liang)個(ge)與(yu)(yu)水平線成(cheng)35°角(jiao)斜裝于鍋(guo)爐兩(liang)后(hou)(hou)(hou)側的(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)缸(gang);有(you)(you)一(yi)對裝于機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)前(qian)部的(de)(de)(de)(de)動輪(lun),動輪(lun)車(che)(che)(che)(che)(che)軸(zhou)(zhou)左右各(ge)裝一(yi)曲拐,互成(cheng)直角(jiao),使機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)動輪(lun)曲拐停(ting)在(zai)任何位(wei)置(zhi)(zhi)均能(neng)起動,軸(zhou)(zhou)列式為 0-1-1。乏汽(qi)(qi)(qi)從煙筒噴(pen)出(chu),以誘導通風,促進燃(ran)燒(shao)。“火(huo)箭”號(hao)(hao)重(zhong)4噸,能(neng)牽引裝載重(zhong)量三(san)倍(bei)于機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)自重(zhong)的(de)(de)(de)(de)車(che)(che)(che)(che)(che)廂。這(zhe)是第(di)一(yi)輛初(chu)具現代蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)基(ji)(ji)本(ben)構(gou)造(zao)(zao)特征的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)。1830年R.斯(si)蒂芬(fen)(fen)森又造(zao)(zao)出(chu)“行星”號(hao)(hao)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che),將臥式鍋(guo)爐的(de)(de)(de)(de)內(nei)外火(huo)箱和煙箱制成(cheng)一(yi)整體,這(zhe)種形(xing)式的(de)(de)(de)(de)鍋(guo)爐后(hou)(hou)(hou)稱(cheng)為機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)式鍋(guo)爐。“行星”號(hao)(hao)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)兩(liang)個(ge)汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)裝于鍋(guo)爐前(qian)端的(de)(de)(de)(de)煙箱下部車(che)(che)(che)(che)(che)架(jia)內(nei)側水平位(wei)置(zhi)(zhi),稱(cheng)為內(nei)汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)式機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che),只有(you)(you)一(yi)對動輪(lun),裝在(zai)后(hou)(hou)(hou)部,軸(zhou)(zhou)列式為1-1-0。運行時(shi)上(shang)下顛抖減(jian)輕。蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)本(ben)構(gou)造(zao)(zao)形(xing)式除廣泛(fan)采用(yong)外汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)式(汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)裝于車(che)(che)(che)(che)(che)架(jia)前(qian)端兩(liang)外側)外,迄今(jin)無多大變化。
1830年(nian)以后,美(mei)國(guo)以及其他一(yi)些(xie)國(guo)家先后開(kai)始制造蒸汽機(ji)車。
這個時期機(ji)(ji)車(che)(che)動輪(lun)由二(er)對或三對發展至四、五、六對。最早使用(yong)二(er)軸(zhou)引導(dao)轉(zhuan)向架是美(mei)國于1832年(nian)制造的(de) 2-1-0式“喬納(na)森(sen)兄(xiong)弟”號機(ji)(ji)車(che)(che),大型(xing)機(ji)(ji)車(che)(che)還在(zai)動輪(lun)后面裝(zhuang)有較(jiao)(jiao)小(xiao)的(de)從輪(lun)。借助于從輪(lun),機(ji)(ji)車(che)(che)可(ke)裝(zhuang)載一個較(jiao)(jiao)寬大、較(jiao)(jiao)重的(de)火(huo)箱。
1884年瑞士(shi)人(ren)A.馬利(li)特發明關節式機車,牽引力(li)大(da)(da),并能(neng)順利(li)通過曲線。1888年建(jian)成第一臺。最大(da)(da)的關節式機車是2-4 4-2式“大(da)(da)人(ren)物”號(圖2),整備重(zhong)量為543噸,鍋爐壓力(li)為2.068兆(zhao)帕(21.1千克(ke)力(li)/厘米2),在時速120公里條(tiao)件下,發揮出(chu)功率6000馬力(li)以上。
1875~1900年廣泛地應用蒸汽(qi)兩次膨(peng)脹(zhang)原理,創(chuang)造了復脹(zhang)式(shi)機車(che),提(ti)高了機車(che)熱效率(lv)。1900~1920年由(you)于采用蒸汽(qi)過熱和給水加熱等(deng)裝置,機車(che)的(de)熱效率(lv)、牽引力和功率(lv)又(you)有提(ti)高。
1872年(nian),英商為(wei)推銷(xiao)近代交通工(gong)(gong)具,在(zai)天津(jin)原(yuan)法(fa)租(zu)界“紫竹林”碼頭一(yi)帶,沿海河岸邊的(de)土路(lu)上鋪設(she)了一(yi)條環行(xing)1.5公里(li)的(de)“廣(guang)(guang)告(gao)鐵(tie)路(lu)”,將一(yi)臺總重量為(wei)1020kg的(de)小(xiao)“火輪車”安裝(zhuang)在(zai)輕便的(de)窄軌上,經試運轉后,是年(nian)9月14日,開(kai)始免費載客運行(xing)。此消息傳(chuan)開(kai)后,轟(hong)動(dong)天津(jin)城。據天津(jin)《申報(bao)》報(bao)道:“此次火車之來中國,可(ke)謂創(chuang)觀,其制作也可(ke)謂精美之至,均甚(shen)便捷,甚(shen)為(wei)適用之物……”由于這(zhe)一(yi)“廣(guang)(guang)告(gao)火輪車”的(de)出現,在(zai)一(yi)定程(cheng)度上,給國人(ren)留下了一(yi)些新式運輸(shu)工(gong)(gong)具的(de)形象。
1876年7月(yue)3日(ri),中國(guo)第一(yi)(yi)條鐵路——“吳淞(song)鐵路”(窄(zhai)軌)建成(cheng)通車,那臺(tai)(tai)英制(zhi)名曰“先(xian)導號(hao)”的蒸汽(qi)(qi)機車(機車總重量1420kg)時速(su)為24—32公里,為我國(guo)第一(yi)(yi)臺(tai)(tai)外(wai)國(guo)蒸汽(qi)(qi)機車。(后來被拆除,1898年準軌淞(song)滬鐵路在此(ci)基礎(chu)上復建通車,1997年拆除)
1881年(nian)11月8日,建(jian)成(cheng)了中國第一條自辦鐵(tie)(tie)路(lu)——“唐(tang)胥鐵(tie)(tie)路(lu)”(唐(tang)山(shan)至胥各莊)。在“唐(tang)胥鐵(tie)(tie)路(lu)”修筑路(lu)基的同時,中國工人(ren)憑(ping)時任(ren)總工程師的英人(ren)金達(da)(C.W.Kinder)的幾份圖紙,利(li)用礦場起重機(ji)鍋爐和(he)豎井架(jia)的槽鐵(tie)(tie)等(deng)舊(jiu)材(cai)料,試制(zhi)成(cheng)功了一臺(tai)“0—3—0”型(xing)的蒸(zheng)汽機(ji)車。(只(zhi)有三(san)對動(dong)輪(lun),無導(dao)輪(lun)和(he)從輪(lun)),被金達(da)、薄內(nei)(Burnet)等(deng)英國專(zhuan)家命名為(wei)“中國火箭號”和(he)“龍(long)號”,為(wei)我國自制(zhi)的第一臺(tai)蒸(zheng)汽機(ji)車(曾存于北京(jing)府右(you)街交通陳列館內(nei),并可生(sheng)火行駛,以(yi)供眾覽,“七(qi)七(qi)事變”后失蹤,至今查無下落)。
1887年“津(jin)(jin)沽鐵(tie)路(lu)公司”(原(yuan)址為舊三岔河口(kou)西岸)從(cong)國外進口(kou)了(le)數臺(tai)小(xiao)(xiao)型蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che),其中(zhong)一臺(tai)為“0—2—0”型(只有兩對動輪,無導(dao)輪和從(cong)輪,稱“0”號(hao)),此機(ji)(ji)車(che)(che)(che)是我們(men)現(xian)(xian)在(zai)(zai)保存完(wan)好的(de)、曾在(zai)(zai)“津(jin)(jin)沽鐵(tie)路(lu)”上(shang)運(yun)行過的(de)最(zui)古老(lao)機(ji)(ji)車(che)(che)(che),曾在(zai)(zai)國外展出(chu)過。該機(ji)(ji)車(che)(che)(che)由英國制(zhi)造,總重量為1320kg,也(ye)是世界上(shang)最(zui)小(xiao)(xiao)的(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)之一。從(cong)這臺(tai)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)出(chu)現(xian)(xian)到新(xin)中(zhong)國成立,中(zhong)國大地上(shang)行駛(shi)著英、美、德、法、日、比、俄等國各種蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che),被人們(men)譽為“萬(wan)國機(ji)(ji)車(che)(che)(che)博覽會”。據1949年《鐵(tie)道月刊(kan)》第(di)188期記(ji)載:當時(shi)全國共有4069臺(tai)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che),其中(zhong)有8個國家、30多家工廠(chang)生產的(de)198種型號(hao),其中(zhong)天(tian)津(jin)(jin)鐵(tie)路(lu)管理(li)局轄管的(de)運(yun)用(yong)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)為671臺(tai)。
1920年(nian)以后(hou),蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽機(ji)(ji)車(che)的性能進(jin)一(yi)步得到(dao)改善。20~30年(nian)代,機(ji)(ji)車(che)的鍋(guo)(guo)爐(lu)壓力由 1.373兆(zhao)帕(14千(qian)克力/厘(li)(li)米2)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)到(dao)2.000~2.069兆(zhao)帕(20.4~21.1千(qian)克力/厘(li)(li)米2),試驗性高(gao)(gao)(gao)壓機(ji)(ji)車(che)的鍋(guo)(guo)爐(lu)壓力甚至高(gao)(gao)(gao)達(da)9.807兆(zhao)帕(100千(qian)克力/厘(li)(li)米2)以上。高(gao)(gao)(gao)壓機(ji)(ji)車(che)采用(yong)(yong)水管式鍋(guo)(guo)爐(lu),雖然(ran)熱(re)(re)效(xiao)率(lv)(lv)較高(gao)(gao)(gao),但構(gou)造(zao)(zao)復雜,重(zhong)量(liang)大,造(zao)(zao)價高(gao)(gao)(gao),維護困難,維修(xiu)費高(gao)(gao)(gao),而且極易發生故(gu)障,運(yun)(yun)用(yong)(yong)可靠性差(cha),因(yin)而未(wei)能正式投入運(yun)(yun)用(yong)(yong)。但一(yi)般機(ji)(ji)車(che)的鍋(guo)(guo)爐(lu)壓力以美國(guo)、加(jia)拿大最高(gao)(gao)(gao),為2.068兆(zhao)帕(21.1千(qian)克力/厘(li)(li)米2)。40~50年(nian)代,有些國(guo)家進(jin)一(yi)步提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)了過熱(re)(re)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽溫度,如蘇聯(lian)JIB和2-4-2型機(ji)(ji)車(che)最高(gao)(gao)(gao)溫度達(da)430~440℃。奧(ao)地利人G.吉士林(lin)根創造(zao)(zao)的高(gao)(gao)(gao)效(xiao)率(lv)(lv)矩形(xing)通風裝置(扇煙筒),已(yi)為20多個國(guo)家和地區所(suo)采用(yong)(yong)。利用(yong)(yong)廢氣熱(re)(re)來加(jia)熱(re)(re)給水的混(hun)合(he)式給水加(jia)熱(re)(re)器(qi)已(yi)得到(dao)廣泛應用(yong)(yong)。中國(guo)的前(qian)進(jin)型、建設型和人民型蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽機(ji)(ji)車(che)都已(yi)安裝這種設備。為了提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)機(ji)(ji)車(che)熱(re)(re)效(xiao)率(lv)(lv),仍在(zai)繼續研(yan)制凝汽式蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽機(ji)(ji)車(che)。還(huan)提(ti)(ti)出了蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽機(ji)(ji)車(che)使用(yong)(yong)沸騰爐(lu)床,燃用(yong)(yong)煤氣等(deng)建議,希望使蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽機(ji)(ji)車(che)的熱(re)(re)效(xiao)率(lv)(lv)達(da)到(dao)10%以上。
第二次世界(jie)大戰以后,蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車(che)(che)由于(yu)熱(re)效率(lv)低,已大部分(fen)被(bei)熱(re)效率(lv)高(gao)的(de)柴油機(ji)車(che)(che)和電力機(ji)車(che)(che)所代替。
1952年(nian),四方機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)車(che)(che)(che)(che)輛廠(chang)制(zhi)造(zao)出了(le)中(zhong)國第一(yi)臺“解放”型蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)。其(qi)后,四方、大(da)連、唐山、大(da)同(tong)等機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)車(che)(che)(che)(che)輛廠(chang)陸續(xu)生(sheng)產(chan)了(le)近萬臺蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)。蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)一(yi)度(du)成(cheng)為中(zhong)國鐵路運(yun)輸的主(zhu)要牽引(yin)動力。1988年(nian)12月(yue)21日,大(da)同(tong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)廠(chang)停止蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)生(sheng)產(chan),標志著中(zhong)國蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)制(zhi)造(zao)史的結束。隨(sui)著科學(xue)技術的進步,蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)已(yi)被(bei)內燃機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)和電力機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(che)(che)取代。
蒸汽(qi)機車在美國(guo)、西(xi)歐國(guo)家、日(ri)本和(he)蘇聯等國(guo)已于1960~1977年期(qi)間(jian)相繼停止使用。在印度和(he)一(yi)些不發達國(guo)家,蒸汽(qi)機車仍(reng)占鐵(tie)路(lu)機車一(yi)半(ban)以上。在中國(guo),蒸汽(qi)機車還是(shi)鐵(tie)路(lu)的主要(yao)的牽引動力。
2005年12月9日,在內蒙古大板附近的(de)鐵道邊上,最后一(yi)列蒸(zheng)汽(qi)機車執行(xing)完(wan)任務后,見證(zheng)了蒸(zheng)汽(qi)機車退(tui)出(chu)歷(li)史舞臺(tai)的(de)最后一(yi)刻。 蒸(zheng)汽(qi)機車的(de)退(tui)出(chu),讓很多(duo)(duo)人有一(yi)種懷(huai)(huai)舊心理,深圳福順通(tong)科技發公司制作的(de)仿蒸(zheng)汽(qi)式的(de)旅游觀光小火車,填補了很多(duo)(duo)人這種懷(huai)(huai)舊情懷(huai)(huai),讓蒸(zheng)汽(qi)機車再次出(chu)現在人們的(de)視(shi)野中。
隨著科學技術(shu)的進步,蒸汽(qi)(qi)機(ji)車已逐漸(jian)被(bei)內燃機(ji)車和電力機(ji)車取代(dai)。為了保留和發(fa)展具有工業(ye)革命活化石之稱的蒸汽(qi)(qi)機(ji)車,沈陽新(xin)陽光投巨資開(kai)發(fa)制造了新(xin)一代(dai)的蒸汽(qi)(qi)機(ji)車,在保留蒸汽(qi)(qi)機(ji)車特點的情況下,對(dui)燃燒效率、環保排放、容易駕駛等方面進行了再(zai)創新(xin)。
蒸(zheng)汽機(ji)(ji)車是蒸(zheng)汽機(ji)(ji)在交通工具(ju)上(shang)運(yun)(yun)用(yong)的(de)最好范例。蒸(zheng)汽機(ji)(ji)是靠蒸(zheng)汽的(de)膨脹作(zuo)用(yong)來(lai)作(zuo)功的(de),蒸(zheng)汽機(ji)(ji)車的(de)工作(zuo)原理也不例外。當司爐把(ba)煤(mei)(mei)填(tian)入(ru)(ru)爐膛時,煤(mei)(mei)在燃燒過程中,它蘊藏的(de)化學能(neng)就轉換成熱能(neng),把(ba)機(ji)(ji)車鍋(guo)(guo) 爐中的(de)水(shui)加熱、汽化,形成400℃以上(shang)的(de)過熱蒸(zheng)汽,再進(jin)(jin)入(ru)(ru)蒸(zheng)汽機(ji)(ji)膨脹作(zuo)功,推動汽機(ji)(ji)活(huo)塞往(wang)復運(yun)(yun)動,活(huo)塞通過連桿(gan)、搖桿(gan),將往(wang)復直線運(yun)(yun)動變為輪轉圓周運(yun)(yun)動,帶動機(ji)(ji)車動輪旋轉,從而牽引列(lie)車前進(jin)(jin)。因此蒸(zheng)汽機(ji)(ji)車必須具(ju)備(bei)鍋(guo)(guo)爐、汽機(ji)(ji)和走行三(san)個基本部分。
蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)車熱效率很低,鍋(guo)爐內燃料(liao)燃燒(shao)的(de)熱量只有一部分轉變為蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)的(de)熱能,鍋(guo)爐的(de)效率一般為50%~80%。蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)在(zai)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)內作功,汽(qi)(qi)(qi)機(ji)效率只有10%~15%。此外,在(zai)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)到輪周的(de)力的(de)傳遞中,機(ji)械(xie)效率為80%~95%。因此蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)車的(de)最(zui)高熱效率只有8%~9%,而且在(zai)車站停(ting)車,在(zai)機(ji)務段整備、停(ting)留等仍需消耗燃料(liao),所以實(shi)際熱效率只有5%~7%。
蒸(zheng)汽機車由鍋爐、汽機、車架和走行(xing)部以及煤(mei)水車等組成。
燃(ran)燒(shao)燃(ran)料和(he)(he)(he)(he)產生(sheng)蒸(zheng)汽(qi)的(de)部(bu)件(jian),包括火箱(xiang)(xiang)(xiang)、鍋胴(dong)和(he)(he)(he)(he)煙箱(xiang)(xiang)(xiang)三部(bu)分。火箱(xiang)(xiang)(xiang)由內(nei)(nei)火箱(xiang)(xiang)(xiang)和(he)(he)(he)(he)外火箱(xiang)(xiang)(xiang)兩部(bu)分組成,內(nei)(nei)火箱(xiang)(xiang)(xiang)底部(bu)是爐床(chuang),爐床(chuang)下部(bu)有(you)存放(fang)爐灰(hui)的(de)灰(hui)箱(xiang)(xiang)(xiang)。在(zai)鍋胴(dong)內(nei)(nei)排列著不同(tong)數目的(de)大煙管(guan)和(he)(he)(he)(he)小(xiao)煙管(guan),大煙管(guan)內(nei)(nei)套有(you)使(shi)蒸(zheng)汽(qi)干燥和(he)(he)(he)(he)加熱的(de)過熱管(guan)。在(zai)內(nei)(nei)外火箱(xiang)(xiang)(xiang)之間(jian)和(he)(he)(he)(he)鍋胴(dong)內(nei)(nei)貯有(you)鍋爐用(yong)水(shui),鍋水(shui)覆沒內(nei)(nei)火箱(xiang)(xiang)(xiang)頂板(ban)和(he)(he)(he)(he)大小(xiao)煙管(guan),在(zai)鍋水(shui)蒸(zheng)發面上形成蒸(zheng)汽(qi)空間(jian)。煙箱(xiang)(xiang)(xiang)位于鍋胴(dong)前部(bu),內(nei)(nei)有(you)煙筒、乏氣噴口、反射(she)板(ban)和(he)(he)(he)(he)火星網等通風裝(zhuang)置。
燃料(liao)投入爐(lu)床,在火箱(xiang)內與從灰(hui)箱(xiang)風門進入的空氣混合燃燒產生(sheng)熱能,熱能通過內火箱(xiang)板(ban)和大小煙管,傳遞給(gei)周圍的鍋水(shui)和過熱管中的蒸(zheng)汽(qi),煙氣進入煙箱(xiang),通過煙筒排出。高(gao)壓(ya)高(gao)溫蒸(zheng)汽(qi)由鍋爐(lu)最高(gao)處的蒸(zheng)汽(qi)包經調整閥、干燥管、過熱管和主蒸(zheng)汽(qi)管等蒸(zheng)汽(qi)通路進入汽(qi)機(ji)。
將蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)的熱能(neng)(neng)轉(zhuan)變(bian)為(wei)機(ji)(ji)械(xie)能(neng)(neng)的部(bu)(bu)件。汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)連(lian)同(tong)機(ji)(ji)械(xie)部(bu)(bu)分包括(kuo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)室、汽(qi)(qi)(qi)(qi)缸、活(huo)(huo)塞(又稱鞲鞴)、十(shi)字頭、搖桿(gan)(gan)、連(lian)桿(gan)(gan)、閥動(dong)裝置等(deng)部(bu)(bu)件。閥動(dong)裝置是支配汽(qi)(qi)(qi)(qi)閥與活(huo)(huo)塞協調(diao)動(dong)作(zuo)的配汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)構,用于調(diao)節(jie)進(jin)(jin)入(ru)汽(qi)(qi)(qi)(qi)缸的蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)量(liang)和實(shi)現機(ji)(ji)車(che)的前進(jin)(jin)或(huo)后退。鍋爐發生的高(gao)壓高(gao)溫過熱蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)進(jin)(jin)入(ru)汽(qi)(qi)(qi)(qi)室后,通過閥動(dong)裝置的配汽(qi)(qi)(qi)(qi)作(zuo)用,進(jin)(jin)入(ru)汽(qi)(qi)(qi)(qi)缸,在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)缸內膨(peng)脹作(zuo)功,推動(dong)活(huo)(huo)塞時(shi),機(ji)(ji)械(xie)能(neng)(neng)經活(huo)(huo)塞桿(gan)(gan)、十(shi)字頭、搖桿(gan)(gan)等(deng)機(ji)(ji)械(xie)部(bu)(bu)件傳遞給主(zhu)動(dong)輪(lun),再經連(lian)桿(gan)(gan)傳遞給其他動(dong)輪(lun),通過輪(lun)軌接(jie)觸,牽引(yin)列車(che)。
鍋爐、汽機等部(bu)件固(gu)裝于車架上,經彈簧(huang)懸(xuan)掛裝置(zhi)將重量由軸箱(xiang)傳至(zhi)車輪,由鋼(gang)軌(gui)支持。動輪把機械部(bu)傳來的機械能轉變為機車在(zai)軌(gui)道上的走行功。
蒸汽(qi)機車的走行部分包括彈簧(huang)懸(xuan)掛裝置、輪(lun)對(dui)、導輪(lun)、從輪(lun)、軸箱、導輪(lun)轉(zhuan)向(xiang)架、從輪(lun)轉(zhuan)向(xiang)架和(he)牽引裝置等構成(cheng)。
輪(lun)對(dui)分導輪(lun)、動(dong)輪(lun)、從(cong)(cong)輪(lun)三(san)種。安裝在機車(che)(che)(che)(che)前轉向架上(shang)的小輪(lun)對(dui)叫導向輪(lun)對(dui),機車(che)(che)(che)(che)前進時,它(ta)在前面(mian)引導,使機車(che)(che)(che)(che)順(shun)利通過曲線。機車(che)(che)(che)(che)中(zhong)部(bu)(bu)能(neng)產(chan)生牽(qian)引力(li)的大輪(lun)對(dui)叫動(dong)輪(lun)。機車(che)(che)(che)(che)后轉向架上(shang)的小輪(lun)對(dui)叫從(cong)(cong)輪(lun),除了(le)擔負一部(bu)(bu)分重量外,當機車(che)(che)(che)(che)倒行時還(huan)能(neng)起(qi)導輪(lun)作(zuo)(zuo)用(yong)。軸(zhou)(zhou)箱和(he)車(che)(che)(che)(che)輛的滑動(dong)軸(zhou)(zhou)承軸(zhou)(zhou)箱相類(lei)似,主(zhu)要起(qi)潤滑作(zuo)(zuo)用(yong),防止車(che)(che)(che)(che)軸(zhou)(zhou)在高(gao)速運行時過熱。彈簧裝置(zhi)的作(zuo)(zuo)用(yong)主(zhu)要是緩和(he)運行時的振(zhen)動(dong),減輕車(che)(che)(che)(che)輪(lun)對(dui)線路的沖擊,另外還(huan)能(neng)把(ba)車(che)(che)(che)(che)架上(shang)部(bu)(bu)的重量平均分配給各個(ge)輪(lun)對(dui)。
裝(zhuang)載煤(mei)(mei)(mei)、水、油脂和存(cun)放工(gong)具等的車(che)(che)輛,掛在機車(che)(che)司機室后(hou)面。煤(mei)(mei)(mei)水車(che)(che)由煤(mei)(mei)(mei)槽和水柜兩部分組成。大(da)功(gong)率機車(che)(che),由于單位時間的燃煤(mei)(mei)(mei)量大(da),在煤(mei)(mei)(mei)水車(che)(che)上裝(zhuang)有推煤(mei)(mei)(mei)機和輸(shu)煤(mei)(mei)(mei)機,將煤(mei)(mei)(mei)均勻地噴(pen)投到爐床各處。
①單脹式機車,蒸汽在汽缸中膨(peng)脹工(gong)作一次即(ji)排(pai)入大氣,機車構造簡單,采用較廣。
②復脹式機(ji)車(che),蒸汽在(zai)一個(ge)或一對汽缸(gang)(gang)(高壓汽缸(gang)(gang))中膨(peng)(peng)脹工(gong)作后進入(ru)(ru)另一個(ge)或另一對汽缸(gang)(gang)(低壓汽缸(gang)(gang))再膨(peng)(peng)脹工(gong)作一次才排入(ru)(ru)大(da)氣。這種機(ji)車(che)熱效率雖高一些,但構(gou)造(zao)較(jiao)復雜,采用較(jiao)少。
③凝汽(qi)(qi)式(shi)機(ji)(ji)車(che),乏氣進(jin)入裝于(yu)煤水(shui)(shui)車(che)后(hou)部的冷凝器(qi)凝結(jie)成(cheng)水(shui)(shui),再泵入鍋爐重復使用(yong),損失的水(shui)(shui)由煤水(shui)(shui)車(che)的水(shui)(shui)補(bu)充。機(ji)(ji)車(che)構造(zao)(zao)很復雜,多在缺(que)水(shui)(shui)地(di)區使用(yong)。④飽和蒸(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)和過(guo)(guo)熱蒸(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che),自從創造(zao)(zao)出(chu)機(ji)(ji)車(che)用(yong)的過(guo)(guo)熱器(qi)提(ti)高(gao)了蒸(zheng)汽(qi)(qi)溫度以后(hou),汽(qi)(qi)機(ji)(ji)效率提(ti)高(gao)很多,飽和蒸(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)即被改造(zao)(zao)成(cheng)過(guo)(guo)熱蒸(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)。
蒸汽機車按(an)汽缸(gang)安(an)裝位置可分為:
①外汽缸(gang)(gang)機車(che),機車(che)汽缸(gang)(gang)固定(ding)于車(che)架兩邊外側,因檢(jian)修方(fang)便(bian),采用較廣(guang)。
②內汽缸機車(che),機車(che)汽缸固定(ding)于車(che)架內側(ce),有一根動(dong)輪軸(zhou)制(zhi)成曲拐(guai)軸(zhou),因檢修(xiu)不(bu)便,采用較少。
③三汽缸機(ji)車(che),兩個(ge)汽缸固定于車(che)架(jia)兩邊外(wai)側,第三個(ge)汽缸固定于車(che)架(jia)中間。
蒸汽機車(che)因車(che)架形式(shi)不(bu)同可分為:
①板(ban)梁式車架(jia)機車,車架(jia)是(shi)板(ban)梁型結構,車架(jia)較輕(qing),歐洲國家采用較多(duo)。
②桿(gan)梁式車(che)架機車(che),車(che)架是(shi)桿(gan)狀(zhuang)結(jie)構,用(yong)厚鋼板(ban)切割成型或用(yong)鑄鋼鑄造,采用(yong)普遍。
蒸汽機車(che)(che)就其車(che)(che)架和動力(li)單元的組成來(lai)說,可分為:
①常規機車,只有一個固定(ding)車架組成一動(dong)(dong)力單元(包括(kuo)汽(qi)缸、動(dong)(dong)輪、連(lian)桿(gan)裝(zhuang)置(zhi)和閥動(dong)(dong)裝(zhuang)置(zhi)等)并支承鍋(guo)爐。
②關節(jie)機車(che)(che),除有一(yi)個(ge)固(gu)定(ding)車(che)(che)架(jia)組成(cheng)的動(dong)力單(dan)元(yuan)并支承鍋爐后(hou)半(ban)部外,還有一(yi)個(ge)可轉動(dong)的車(che)(che)架(jia)和后(hou)面(mian)的固(gu)定(ding)車(che)(che)架(jia)連接(jie)組成(cheng)另一(yi)動(dong)力單(dan)元(yuan),并可滑動(dong)地支承鍋爐前半(ban)部,起轉向(xiang)架(jia)作用。
蒸汽機車按水(shui)柜安裝位置(zhi)可(ke)分為:
①煤水(shui)車機(ji)(ji)車,它的(de)后部連掛一專門供機(ji)(ji)車長途行駛(shi)所(suo)需煤和(he)水(shui)的(de)煤水(shui)車,應用廣泛。
②水(shui)(shui)(shui)(shui)柜機車(che)(che),在(zai)機車(che)(che)鍋(guo)(guo)爐兩側各有一(yi)長方體(ti)水(shui)(shui)(shui)(shui)柜或為一(yi)鞍形水(shui)(shui)(shui)(shui)柜跨裝于(yu)鍋(guo)(guo)爐上,煤則存放(fang)于(yu)司機室(shi)后(hou)部(bu)的(de)煤槽中。另一(yi)種水(shui)(shui)(shui)(shui)柜機車(che)(che)是將水(shui)(shui)(shui)(shui)儲(chu)存在(zai)煤槽下部(bu)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)柜中。水(shui)(shui)(shui)(shui)柜機車(che)(che)儲(chu)存煤水(shui)(shui)(shui)(shui)量較少。只用(yong)于(yu)調車(che)(che)、短(duan)途運輸和工礦(kuang)運輸。
蒸汽機車按使用燃料可分為:
①燃煤(mei)蒸汽(qi)機車(che),火(huo)箱內燃用(yong)煙煤(mei),是(shi)普遍采用(yong)的一種機車(che)。
②燃(ran)油(you)(you)蒸汽機車(che),火箱內(nei)燃(ran)用霧(wu)化鍋爐油(you)(you),用于(yu)無煤的產油(you)(you)區或有特殊要求的地(di)方。
蒸汽(qi)機(ji)車按所(suo)裝用的原動(dong)機(ji)可分為:
①以往復式蒸汽(qi)機為動力的蒸汽(qi)機車,構造(zao)簡單,應用廣泛,通常所(suo)說的蒸汽(qi)機車就是(shi)指這種(zhong)機車
②以蒸汽(qi)渦輪(lun)(lun)機(ji)(ji)為(wei)動力的蒸汽(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che),稱為(wei)蒸汽(qi)渦輪(lun)(lun)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)。渦輪(lun)(lun)機(ji)(ji)轉速(su)高,須(xu)配用減速(su)齒輪(lun)(lun)箱,因而有電力傳動的和機(ji)(ji)械傳動的兩種(zhong)。排汽(qi)又有冷(leng)凝(ning)的和非冷(leng)凝(ning)的兩種(zhong)。蒸汽(qi)渦輪(lun)(lun)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)因構造復雜,造價昂(ang)貴,維(wei)修費用高,熱(re)效率比(bi)蒸汽(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)高得不多(duo),未能推廣(guang)使用。
解放型(xing)機車(che)(che)是中等功(gong)率的貨運(yun)(yun)機車(che)(che),多為(wei)調(diao)車(che)(che)和小運(yun)(yun)轉用(yong)。建設(she)型(xing)機車(che)(che)是1957年在(zai)解放型(xing)機車(che)(che)的基礎上設(she)計而成的,與解放型(xing)機車(che)(che)相(xiang)比,鍋爐用(yong)全(quan)焊結構,蒸汽(qi)壓力(li)提高至15千克力(li)/厘米,并加(jia)裝了(le)加(jia)煤(mei)機、給水加(jia)熱器、自(zi)動調(diao)整楔鐵等設(she)備,目前是干(gan)線貨運(yun)(yun)主要(yao)蒸汽(qi)機車(che)(che)之一。
勝(sheng)(sheng)利(li)型(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)1956年試制成(cheng)功,其(qi)結(jie)構(gou)特點(dian)是(shi)(shi)增加(jia)過熱(re)和蒸(zheng)發(fa)傳熱(re)面積(ji)的比(bi)值(zhi),采用(yong)(yong)特洛菲莫夫分動式汽閥,煤水(shui)(shui)車(che)(che)底(di)架、水(shui)(shui)柜(ju)、煤槽均(jun)采用(yong)(yong)電焊(han)焊(han)接結(jie)構(gou)等。勝(sheng)(sheng)利(li)型(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)是(shi)(shi)主要(yao)客運蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)之(zhi)一(yi),在干(gan)線上(shang)已(yi)逐(zhu)步被柴油(you)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)所取(qu)代。人民型(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)是(shi)(shi)在勝(sheng)(sheng)利(li)型(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)的基礎上(shang)改進設(she)計,于1958年制成(cheng)。鍋爐采用(yong)(yong)全(quan)焊(han)結(jie)構(gou),蒸(zheng)汽壓力提高至15千克力/厘米,構(gou)造速度為每(mei)小(xiao)時(shi)110公里,并(bing)增加(jia)了(le)加(jia)煤機(ji)(ji)(ji)、給(gei)水(shui)(shui)加(jia)熱(re)器和自動調(diao)整楔鐵等裝置。人民型(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)是(shi)(shi)鐵路干(gan)線和支線上(shang)的主要(yao)客運蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)之(zhi)一(yi)。
中(zhong)國在(zai)蘇聯30~40年(nian)代(dai)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)的(de)(de)基礎上(shang)改制(zhi)(zhi)而(er)成(cheng)的(de)(de)大(da)(da)功(gong)率(lv)貨(huo)運(yun)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che),大(da)(da)多已經報廢(fei)。 前(qian)進型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che) 中(zhong)國自行(xing)設計制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)的(de)(de)大(da)(da)功(gong)率(lv)干線主型(xing)(xing)貨(huo)運(yun)蒸汽(qi)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)。1956年(nian)試制(zhi)(zhi)成(cheng)功(gong),當時稱(cheng)(cheng)和(he)平型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che),現稱(cheng)(cheng)老前(qian)進型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)。機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)軸式(shi)1-5-1,當計算供汽(qi)率(lv)為(wei)70千克/米(mi)(mi)(mi)·小(xiao)時時,機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)輪周(zhou)功(gong)率(lv)為(wei)2960馬力(li),但鍋(guo)爐(lu)(lu)蒸發(fa)量不能滿足運(yun)行(xing)的(de)(de)需(xu)要(yao),僅生產了40多臺。1964年(nian)對鍋(guo)爐(lu)(lu)進行(xing)重新設計,采(cai)取了加裝燃燒(shao)(shao)室,改變煙(yan)(yan)(yan)管排列,改進煙(yan)(yan)(yan)箱通風裝置等技術措施,使鍋(guo)爐(lu)(lu)的(de)(de)供汽(qi)能力(li)顯著提高,滿足了鐵(tie)路(lu)運(yun)輸生產的(de)(de)需(xu)要(yao)。前(qian)進型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)采(cai)用全焊結構鍋(guo)爐(lu)(lu),蒸汽(qi)壓(ya)力(li)為(wei)15千克力(li)/厘米(mi)(mi)(mi),有(you)1200毫(hao)米(mi)(mi)(mi)長的(de)(de)燃燒(shao)(shao)室,爐(lu)(lu)床面積(ji)為(wei)6.8米(mi)(mi)(mi),火箱傳熱面積(ji)32.5米(mi)(mi)(mi),火箱容積(ji)13.56米(mi)(mi)(mi),有(you)直徑133/125毫(hao)米(mi)(mi)(mi)的(de)(de)大(da)(da)煙(yan)(yan)(yan)管69根,直徑51/46毫(hao)米(mi)(mi)(mi)的(de)(de)小(xiao)煙(yan)(yan)(yan)管80根,鍋(guo)爐(lu)(lu)蒸發(fa)傳熱面積(ji)為(wei)255.3米(mi)(mi)(mi)。
前進型機(ji)車(che)(che)采用(yong)單脹式雙汽(qi)缸(gang),汽(qi)缸(gang)直徑(jing) 650毫(hao)(hao)米,活塞行程800毫(hao)(hao)米,汽(qi)閥直徑(jing)300毫(hao)(hao)米。有(you)五對(dui)動輪,直徑(jing)1500毫(hao)(hao)米,機(ji)車(che)(che)粘(zhan)著(zhu)重量(liang)(liang)100.5噸,有(you)4軸和6軸兩種煤(mei)水車(che)(che)。它(ta)能利用(yong)6%~10%的(de)(de)汽(qi)缸(gang)排出的(de)(de)乏(fa)氣量(liang)(liang),將給水加(jia)熱(re)到70~100℃,可以節水 7%~9%,節熱(re)6%~8%。它(ta)裝有(you)粘(zhan)著(zhu)重量(liang)(liang)增加(jia)器,使粘(zhan)著(zhu)重量(liang)(liang)增大8噸。前進型機(ji)車(che)(che)最(zui)高(gao)熱(re)效(xiao)率可達8.42%,通常為5.5%~8.0%。這種機(ji)車(che)(che)的(de)(de)缺點是:過熱(re)蒸(zheng)汽(qi)溫(wen)度較(jiao)低(di),煙渣飛揚損失較(jiao)大,通風效(xiao)率和機(ji)械(xie)效(xiao)率低(di),粘(zhan)著(zhu)牽引(yin)力不能適應汽(qi)缸(gang)牽引(yin)力的(de)(de)要求(qiu)等(deng)。
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,代號SY,到目前為止共生產1600多臺。
機(ji)(ji)車(che)(che)全長(chang)21519(21643)毫米(mi),構造速度每小時80公里,,最高汽(qi)機(ji)(ji)有(you)效熱效率為13.15%,機(ji)(ji)車(che)(che)總效率為8.5%。曾經(jing)出(chu)口到美國(guo)(guo)作為旅游用車(che)(che)。另外,還(huan)專為韓(han)國(guo)(guo)生產了(le)SY燃油型蒸汽(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)。
1958年(nian)濟南(nan)機(ji)車(che)廠在PR2(ㄆㄌ2)型(xing)機(ji)車(che)的基礎上改進設計并制造,命(ming)名為躍(yue)進型(xing),代號YJ。
1961年停產(chan),唐山、牡丹江(jiang)、武昌、濟南等工廠共制造(zao)202臺。機(ji)車全長18326毫米,構造(zao)速(su)度每小時60公里,模數牽引力137千牛,軸式(shi)1—3—1。主要用(yong)于(yu)工礦、調(diao)車、小運轉等。
沈陽(yang)(yang)新陽(yang)(yang)光將蒸汽機車(che)傳統(tong)制造與現代技術相結合,命名為(wei)陽(yang)(yang)光型。
采用柴油做為燃(ran)(ran)(ran)料(取代煤),應用電腦智能(neng)(neng)控(kong)制(zhi)系統(tong)精確(que)控(kong)制(zhi)燃(ran)(ran)(ran)料燃(ran)(ran)(ran)燒狀態(tai),提(ti)高燃(ran)(ran)(ran)燒效率(lv),車(che)(che)輛(liang)自動給水、自動補風。同(tong)時具有系統(tong)故障(zhang)自診斷(duan)和信(xin)息顯示功能(neng)(neng),既能(neng)(neng)保證車(che)(che)輛(liang)安全(quan)運行,節能(neng)(neng)燃(ran)(ran)(ran)料,又方便車(che)(che)輛(liang)檢修。此(ci)蒸汽(qi)機車(che)(che)在(zai)保留(liu)其特點的情況下,對(dui)燃(ran)(ran)(ran)燒效率(lv)、環保排放、容易駕駛等方面(mian)進(jin)行了再創新。
樂(le)山市犍為(wei)縣(xian)芭蕉溝鎮的(de)芭石窄軌鐵(tie)路至今仍運營者蒸汽(qi)機車,主要(yao)供當地村(cun)民出行和旅游觀光使用,已被(bei)列(lie)為(wei)工業遺(yi)產加(jia)以保護,并成為(wei)世界(jie)公認的(de)蒸汽(qi)小火車博物館(guan)之一。