火車是壹種交通工具,早期被稱為蒸汽機車。火車的主要部件是鋼,它有獨立的軌道。人們經常用“毛毛毛門~ ~”來形容它的運動和哨聲!它最大的優點是壹次可以拉很多的乘客和貨物。
最早使用燃煤蒸汽動力
燃煤蒸汽機車有壹個很大的缺點,就是必須在鐵路沿線設置添加介質和水的設施,在運行中給機車添加煤和水需要花費大量的時間。這些都很不劃算。19年底,很多科學家轉而研究電力和燃煤蒸汽機車。
電力機車1879,德國西門子電氣公司研制出第壹臺電力機車,重約954公斤,只在壹次柏林貿易展覽會上做過壹次表演。1903 10 10月27日,由西門子和通用電氣公司共同研制的第壹臺實用電力機車投入使用。它的速度達到每小時200公裏。
燃料機車1894,德國研制成功第壹臺汽油內燃機車。應用於鐵路運輸,開啟了內燃機車的新紀元。但這種機車燒汽油,太貴,難以普及。
1924年,德國、美國、法國等國研制成功內燃機車,在世界範圍內廣泛使用。
1941年,瑞士研制成功新型燃油蒸汽輪機,以柴油為燃料。且結構簡單、振動小、運行性能好,因此在工業國家得到廣泛應用。
從20世紀60年代開始,各國都在大力發展高速列車,如法國巴黎至裏昂的高速列車,時速可達260公裏。這也是從東京到日本大阪的高鐵上200多公裏。
人們對這樣的高速列車仍然不滿意。法國、日本和其他國家率先開發了磁懸浮列車。中國還在上海建設世界上第壹條商業磁懸浮列車線。這種列車懸浮在軌道上,時速可達400-500公裏。
火車的歷史火車的發明
火車和所有其他發明壹樣,是為了滿足社會需求而發明的。
18世紀初,隨著社會生產力的發展,人們迫切需要壹種比馬車載重量大得多、速度快的新型交通工具。在這種情況下,英國人瓦特發明了蒸汽機。這臺機器比馬厲害多了,壹出來就吸引了人們的目光。
有些人就是想把“大力神”蒸汽機裝在車上,代替人力或畜力使汽車前進。有趣的是,這個大膽的想法最早是在軍事上實現的。當時歐洲各國軍隊為了滿足作戰需要,采用了口徑和射程越來越大的火炮。由於火炮的重量越來越大,以人推馬的方式很難保證火炮能及時跟隨部隊。為了解決這壹問題,壹位名叫朱尼奧的法國炮兵軍官研制了由蒸汽機驅動的“蒸汽汽車”,為以機器為動力的現代交通工具的蓬勃發展開辟了道路,也為火車的誕生奠定了基礎。
這種車上裝蒸汽機的機械車是如何驅動汽車的?從它的外形我們可以看出,蒸汽機有壹個很大的鍋爐,安裝在車架的前端。煤火在鍋爐下面燃燒,把鍋爐裏的水加熱成蒸汽。蒸汽通過鍋爐上的壹根管子引入汽車前輪上方的汽缸。蒸汽的力量很大,所以推動汽缸裏的活塞前進,活塞通過連桿和曲軸與前輪相連。當曲軸轉動時,車輪相應地轉動,從而使汽車向前行駛。
此後不久,英國和德國出現了這種冒著煙氣喘籲籲的汽車,如1804年英國制造的蒸汽機車。但它的外觀和以前不太壹樣:有的把鍋爐搬到車中間,用蓋子蓋住,兩端裝幾排座椅;有的把鍋爐搬到車後面,在前面人坐的地方裝了個車廂,等等。蒸汽車有點現代。
蒸汽汽車和大多數新生事物壹樣,在當時馬車占主導地位的歐洲各國,處處受到批評和排斥。
以英國為例。那時,城市裏的郵局使用大量的馬車來運輸郵件。郵局為了維護自己的利益,聯合大大小小的馬主,對付新生的蒸汽車,要求政府對蒸汽車進行各種限制。後來英國政府也站在馬主壹邊反對蒸車,規定了很多條條框框。比如蒸汽車,命令蒸汽車行駛時,必須有壹個人舉著小紅旗在車前55米跑,招呼行人避讓;有馬的地方,不準蒸汽車的鍋爐;蒸汽汽車不允許在街上鳴笛;蒸汽汽車在農村道路上的速度不得超過6公裏/小時,在城市不得超過3公裏/小時...這簡直比老牛車還慢!現在看起來真的很搞笑。
後來,雖然人們對蒸汽汽車進行了改進,但由於其固有的缺點,人們逐漸對其失望,如汽車上安裝的蒸汽機又大又重,操作不方便,排放大量的煙霧和蒸汽,占用汽車上很大的空間,不能運輸太多的貨物。
就在人們為蒸汽車的前途擔憂的時候,有人想到了16世紀中期礦井裏的壹輛木頭做的車,用人力和畜力拉著,就提出了給蒸汽車鋪軌道的想法(木頭軌道顯然不好,所以需要鐵軌),讓它在鐵軌上拖幾輛車。這是壹個好主意,不僅可以讓馬車裝很多貨物和人,還可以充分發揮蒸汽機的力量,讓汽車跑得快。
9月27日,1825,世界上第壹條從英國斯托克頓到達靈頓的鐵路正式通車。由蒸汽汽車改造而成的蒸汽機車(我們通常稱之為火車頭)開始大顯身手,蒸汽機從此大派用場。這也宣告了世界上第壹輛火車的正式亮相。
那天早上,由斯蒂芬森制造和駕駛的“運動型”蒸汽機車帶著33節車廂從斯托克頓出發。車廂裏裝滿了煤和乘客,而觀眾站在鐵路兩邊。有人走,有人騎,有人追,有人跑,被這個緩緩行駛的巨大蛇形怪物包圍著。
1828年,斯蒂芬森和他的兒子* * *建造了“火箭”蒸汽機車,並參加了壹場比賽。當時有三輛機車參加比賽,其中壹輛在比賽開始後不久就把鍋爐的接縫弄破了;另壹個走了40多公裏,因為氣缸損壞停止行駛;只有“火箭”號機車以平均每小時22公裏的速度拉動了10多噸的貨物,跑完了112.6公裏的距離,順利到達終點,獲得冠軍。從此,火車引起了人們的註意,並在世界各國得到了發展。
火車誕生不久,就跑得很慢,壹些曾經冷眼對待火車的馬主變得更加傲慢,經常和火車相提並論,以示他的馬車跑得快。但是,有時候車廂確實會驕傲地跑在火車前面,這更促使人們不斷改進火車。
早期的蒸汽機車有各種各樣的形狀:有些像滾筒,有些類似四輪馬車(如英國的“壹號蒸汽機車”),有些類似原始的汽車...這些機車不夠大,跑得比馬車快不了多少。由於都是以煤或木材為燃料,鍋爐內火焰熊熊,濃煙沖天,所以人們習慣稱之為“火車”。它雖然“吃”的是粗糧——煤,但強度大,而且煤的成本低,來源豐富,所以蒸汽機用了很久。
蒸汽機車作為工業生產發展的產物,自然會受到壹些工業化國家的重視。他們壹個接壹個地建造鐵路和火車,這很快使蒸汽機車風靡全世界。到了19世紀中葉,這股修路造車之風又掀起了壹股熱潮。英、美、日、德等國,除了自己制造蒸汽機車外,覺得修建鐵路有利可圖,於是在世界各地宣傳推銷,承包工程修路造車,使火車得到越來越廣泛的應用。
火車和鐵路
今天火車和鐵路是密不可分的“兄弟”。
蒸汽機車是英國發明家斯蒂芬森在1825年發明的。有了火車頭,就有了火車。但是要知道,說到鐵路的發明,比火車早了半個多世紀!
早在16世紀中葉,英國的鋼鐵工業興起,到處進行采礦。但是,當時礦山的運輸還很落後。鐵礦石完全靠馬和人背,勞動效率很低。壹家公司的老板,為了運更多的鐵礦石,想了壹個辦法:把兩根圓木從山上放平到斜坡上,讓它們之間的距離相等,壹根壹根的往山下放。當裝滿礦石的鬥車滑下兩根圓木時,山上的人喊道:“註意,車要下來了。”山腳下的人也大聲回答:“車來了,好不好!”"
這是早期的木制軌道。
木質軌道制作簡單,上下搬運重物也很省力,風靡壹時。但如果在平地上使用木軌,效果並不大,省力也不多。而且這種木軌不耐用,磨損嚴重。
到了1767,有人嘗試用生鐵制作履帶,而不是木頭履帶。人們稱之為鐵路。欄桿比木欄桿小得多。直接放在地上,鬥車的輪子也是鐵的,推起來就響,運煤、送貨都省力。然而,漏鬥車的內容不應該太重。有壹次,壹輛車裝得太多,把鐵軌推到了地下。結果車翻了,差點傷到人。
我們做什麽呢看來必須解決地面的承載力,鐵路軌道的長度也要考慮。正是在解決這些問題的過程中,後來的鐵路逐漸形成。
火車很重。有人說,如果把這個重量分配到枕木上,然後分配到“道床”上,再把道床上的力均勻分配到路基上,這個力就會變小很多。經過這個轉移過程,接觸面積逐漸增大,單位面積壓力相應減小,這樣路基就不會被壓壞。
這個設計的思路很科學。可以說,今天的鐵路仍然是按照這個原理建造的。但具體來說,道床應該用什麽材料呢?它看起來像什麽?臥鋪有多大?壹系列問題需要解決。19世紀初,英國鐵路公司征集新的軌道設計方案,並設立了數萬英鎊。當時英國、法國、比利時的申請人絡繹不絕。圖紙和模型堆積如山。經過專家評選,形成最佳方案;把鐵軌釘在枕書上,把枕木鋪在鵝卵石鋪成的道床上。這樣,道床上的卵石可以調節鋼軌頂面的不平度,防止軌枕移動,便於排水,保護路基。
1830這壹年有兩項重要發明:斯蒂芬森新設計的蒸汽機車和用於火車運行的鐵路——第壹次組合成功。事實表明,從英國倫敦到愛丁堡的旅行時間從10到12天縮短到2天多壹點(50小時)。人類可以創造出比馬更快的行進速度!
機車拉的車越多,負荷就越大。原廠生軌不夠堅固。有人用滾熟的鐵軌代替。這條新鐵軌比舊的好。它不易碎,在重壓下也不會破裂。所以鐵路軌道的制作有所改進,雖然形狀沒變,但強度可以大大提高。
火車要走很長的路,軌道不可能無限長。壹般為12 ~ 25m。最早的鐵軌是壹條接壹條的,沒有任何縫隙。誰知夏天很熱,鐵軌受熱膨脹,把筆直的鐵路“頂”彎成了鼓包。火車怎麽跑?冬天很冷,鐵軌收縮斷裂。這樣的事故教育了鐵路建設者,他們認為:如果鐵軌的接頭處有“縫隙”,還怕它熱脹冷縮嗎?
舊的矛盾解決了,新的矛盾又出現了:鐵軌間縫隙的接頭越多,列車運行時的震動就越大,噪音也就越大。此外,60%的鋼軌裂紋產生在接頭處。人們絞盡腦汁試圖改善差距,於是無縫鋼軌誕生了。
鐵路,不知道花了多少人的心血,集中了多少人的智慧,總結了多少次經驗教訓,才變成今天的樣子。不要小看它。
龍地下龍
現在世界上很多國家都有地下鐵路(人們簡稱地鐵)。中國還在北京、上海、天津和其他城市修建了地鐵,壹些城市正準備修建地鐵。由此可見,修建地鐵是現代城市交通發展的趨勢之壹。
地鐵列車不僅緩解了日益擁擠的城市交通,而且乘坐舒適,載客量大,運行準時,可以高速行駛,不受其他車輛的幹擾,因此受到廣大乘客的青睞。雖然坐地鐵的人很多,但是真正知道地鐵是怎麽出來的人不多。
地鐵的發源地是英國。
1830之後,歐美鐵路發展迅速。當時使用的機車是燒煤的蒸汽機車。這種機車運行時,濃煙滾滾,煙灰飛揚,汙染了城市環境。另壹方面,由於大城市交通混雜,道路擁擠,火車無法高速行駛。
解決這個問題有兩個辦法,壹個是修建高架鐵路;二是建地鐵。但是高架鐵路的建設成本很高,而且還占用地面相當大的空間。因此,人們仍然對修建地鐵感興趣。
英國是世界上第壹個修建地鐵的國家。地下鐵路正式開工是在1860。然而英國最早的地鐵其實屬於1822年修建的1.8km地下隧道。
1822年,英國人斯蒂芬森決定為“火箭”號機車在利物浦和曼徹斯特之間鋪設壹條鐵路。但鐵路沿線居民和怕被火車搶生意的馬主強烈反對修建這條鐵路。因此,鐵路不得不改變路線,繞過沼澤地。尤其是在利物浦,反對修建鐵路的人更多。因為城市裏建不起來,所以我們要挖壹條1.8km的地下隧道給火車。
這段供火車通過的地下隧道雖然不是真正的地鐵,但在地鐵發展史上仍占有壹定的地位。正是因為這件事,發明地鐵的英國人意識到火車在地下行駛是完全可行的,為火車開辟了壹條新的道路。
當時英國也為地鐵建設創造了條件。當時,壹位名叫布魯納的英國人在倫敦泰晤士河下挖了壹條隧道,采用的是“盾構法”施工,即在地下深處安裝壹根圓管,不斷挖掘。本隧道完成於1825。倫敦地鐵1860開工時,人們也準備用盾構法修建地鐵。
1863年,英國地鐵項目首先完成了從倫敦弗林斯頓站到主教站的6公裏路段。那時候還沒有發明電力機車,所以地鐵也是用燒煤的蒸汽機車。
這種蒸汽機車運行時,使地鐵隧道充滿了煙霧,不僅使車站和車廂變黑,也使乘客被煙霧籠罩。盡管如此,倫敦人仍然願意乘坐地鐵。他們認為地鐵方便快捷。所以倫敦的地鐵利用率很高,促進了地鐵線路的不斷擴建。到1883,倫敦已經建成了32公裏的環形地鐵。
到1890,德國和美國相繼制造出性能優良的電力機車。隨後,地鐵中迅速使用了電力機車。法國巴黎也受到城市交通問題的困擾,因此它立即投入建設使用電力機車的地鐵。當時為了迎接即將在巴黎舉行的1900世博會,加快了建設。結果世博會舉辦時,巴黎地鐵如期通車。這是世界上第壹條使用電力機車的地鐵。幾乎與巴黎同時,德國也在柏林挖了壹條地鐵,1900完工。
美國在制造出電力機車後,於1898年開始在波士頓修建地鐵,並於1904年通車,從而取代了噪音大的高架鐵路和過時的鐵路車廂。
在紐約和巴黎的地鐵建設中,由於地下是堅硬的巖石地質結構,不能采用英國盾構施工法,采用先在巖石中開小洞再擴挖的施工方法。而德國柏林是軟沙質地質結構,所以先開挖路面,再用沈箱法施工。
到20世紀初,世界上已有19個城市開通了地下鐵路。從那以後,許多國家都在計劃修建地鐵。比如前蘇聯的地鐵建設雖然起步較晚,但它的優勢在於可以吸收其他國家的經驗,研究各種地鐵建設技術,采取適合自己的方法進行建設。1932開工的莫斯科地鐵,二戰時還在建設中,長6公裏,目的是作為防空洞。如今的莫斯科地鐵是世界上最豪華的地鐵之壹。
英國倫敦,世界上最早的地鐵,現在擁有超過400公裏的地鐵,居世界第壹。其次是紐約,有380多公裏。第三個是巴黎,將近200公裏。
鐵路機車
鐵路運輸發展於19年的20世紀20年代,其前身是英國17世紀的木軌和18世紀鐵軌上的人力和馬拉車。1802年,英國人特裏維西克制造了3.5個大氣壓的“高壓蒸汽機”和第壹臺實驗蒸汽機車,在米希爾和卡迪夫之間的鐵路上行駛了14.5公裏。1815年,他制造了7臺大氣壓、熱效率超過7%的蒸汽機車,功率在100馬力以上,為後來斯蒂芬森完成火車的發明奠定了基礎。
1814拿破侖入侵不列顛爆發,馬車無法滿足戰時運煤的需要。斯蒂芬森發明了壹種機車,從煙囪排出蒸汽,使鍋爐鼓風燃燒。載著30噸煤,時速6.4公裏。到1825年9月,他終於制成了可以使用的蒸汽機車,時速24公裏,載重90噸,從而完成了火車的發明。
1826年9月至1830年9月,斯蒂芬森父子制造了第壹輛客運列車“火箭”,並在競賽中獲勝,從而開啟了蒸汽機車鐵路運輸的時代。1872年,有座位的汽車開始在英國普及,客運列車正式出現。
隨著鐵路運輸的發展,標準軌距已經提上日程。到目前為止,國際通行的標準軌距是由英國人布魯內爾在1892的20世紀30年代提出的,英國直到1892才統壹。1870年,世界鐵路總裏程為21000公裏,到1900年,已達79萬公裏。
20世紀初,由於使用了三級膨脹蒸汽機和帶過熱器的機車,燃油消耗率進壹步降低。機車和火車的結構有了很大的改進。從1936到1938,英國的格雷斯利設計了非流線型的“太平洋”和流線型的“大西洋”機車,時速分別為182.5km和203.5km。1938法國制造出時速202公裏的高速蒸汽機車。
由於燃油消耗率高、車身笨重、汙染嚴重,蒸汽機車逐漸被內燃機車和電力機車所取代。1926至1929為德國制造的直接齒輪傳動和壓縮空氣傳動內燃機車。1932年,德國柏林至漢堡鐵路和英國東北鐵路上分別出現了時速125和101.5公裏的內燃機車。但由於柴油機成本高,機車速度比蒸汽機車低,在歐洲壹直沒有普及。在美國,因為柴油更便宜,1935出現了標準化組合柴油機,極大地促進了內燃機車的發展,1945有4000臺內燃機車。
60年代初,各個發達國家開始批量生產4000 ~ 6000馬力的內燃機車。到70年代初,內燃機車的功率已經成為壹個系列,數量滿足要求。許多國家停止使用蒸汽機車。1981年,英國制造了時速270公裏的高速內燃機車。
繼內燃機車之後,電力機車也逐漸發展起來。1879柏林世博會展出第壹臺實用電力機車,在德國使用。電機轉速可隨負載在壹定範圍內變化,運行安全,設備簡單,無汙染,操作和制動方便,還可在短時間內接受電站的強大動力產生必要的啟動動力,便於高速行駛。
1955年法國制造出時速332公裏的高速電力機車,1981年提高到380公裏。電力機車最大的難點是架空線和變電設備成本高。在美國,單相交流電遠距離輸電的成本比直流線路低三分之二,因此得到廣泛應用,迎來了電力機車大發展的新時期。
“長辮子”列車
誕生於1879年的世界上第壹臺電力機車,利用兩軌之間的第三軌將電力引入機車。這種供電方式適用於低電壓、低功率。
隨著電力機車的發展,為了使其運行速度快、載流量大,需要提高電力機車供電系統的電壓和功率,因此需要使用高壓輸電線路和變電設備。在這種情況下,地面上的第三根鐵軌就不能再用來供電了,因為不安全,不方便使用。
1881年,德國成功試驗了壹種適用於高壓輸電線路電力機車的新型供電系統,稱為“架空接觸導線”供電系統,即電力機車供電線路由地面轉向空中。這種供電系統其實和現在城市裏的有軌電車差不多,車頂有個“長辮子”。它與以前使用蓄電池的電力機車的主要區別在於,它沒有電源,由動力裝置供電,所以機車的結構相對簡單,但需要壹套供電設備。
這種“長辮子”的列車,依靠安裝在車頂的受電弓,把電從空中的電線引到機車上。高壓輸電線路送出的電是高達110 kV的三相交流電,必須通過牽引變電所轉換成25 kV的單相交流電,才能供機車使用。因此,在電力機車行駛的鐵路沿線,每隔50公裏設置壹個牽引變電所。變電站的電力送到沿線相鄰的接觸網,交流電通過機車上的受電弓引到機車的整流器,整流器把交流電變成直流電,使DC電機轉動,再通過壹套傳動裝置帶動車輪轉動,機車就行駛了。
電力機車雖然問世較早,但直到20世紀60年代才開始得到人們的重視,並得到廣泛應用,已經成為鐵路機車家族中的佼佼者。
人們稱電力機車為具有神奇動力的“火車頭”,因為它比蒸汽機車有以下獨特的優點:
第壹,它馬力大,拉得多,跑得快,爬坡有足夠的能量。比如我國50年代末建成的第壹條電氣化鐵路——寶雞至成都鐵路,就充分發揮了電力機車的優勢。從寶雞到成都,第壹關就是翻越雄偉的秦嶺。以前用三輛蒸汽機車拉壹輛950噸的貨車上秦嶺,也就像老牛拉車壹樣,時速只有18公裏。蒸汽機車下坡時,由閘瓦制動,閘瓦會因摩擦而變熱。如果不及時冷卻,機車很難制動。為了保證行車安全,蒸汽機車下坡速度比爬坡慢,有時甚至會停下來,讓受熱的閘瓦有足夠的時間降溫。後來用3臺電力機車代替同等數量的蒸汽機車,可以50公裏的時速拉2400噸貨物上山,無論是貨運量還是速度都比蒸汽機車高出近壹倍。電力機車下坡時,利用阻力制動,使列車以每小時40公裏的速度下坡,既快又安全。
第二,電力機車使用的是“清潔”的電能,不排放黑煙和灰燼,所以不會汙染環境。即使穿過幾公裏長的隧道,乘客也不用擔心煙霧和廢氣,不會被惱人的煤灰迷住,也不會弄臟自己的衣服。機車司機也可以在寬敞明亮的駕駛室裏操作。
第三,電力機車操作簡單,出發前準備時間短。不像蒸汽機車需要加煤加水,不像內燃機車需要加油。無論是在缺水的沙漠地區,還是在冰天雪地的寒冷地區,只要有電源,電力機車就能全天候驅動列車。
第四,電力機車使用的電能,可以是煤炭、石油產生的電能,也可以是水電、核能、天然氣、地熱能、太陽能等。能源比蒸汽機車和內燃機車豐富,效率高。蒸汽機車的熱效率只有7%;內燃機車熱效率高,只有28%;火力發電的電力機車效率可達30%,水力發電的話熱效率可達60% ~ 70%。
20世紀50年代,由於石油的大量開采和低廉的價格,世界各國都開發和使用內燃機車,電力機車被置於次要地位。但在產油國提高油價,發生世界性石油危機後,人們將目光轉向電力機車,從而推動了電力機車的快速發展。
當時歐洲國家的電力機車發展很快,如瑞士、荷蘭等國研制的電力機車和用於城市交通的有軌電車。日本制造了交流/DC電力機車,使用起來更方便。
我國非常重視電力機車的使用,除寶成路外還修建了多條電氣化線路,大大提高了機車的運載能力。同時,中國還研制出了韶山電力機車並投入使用。
電力機車不僅用於鐵路和城市地面交通(即有軌電車),也用於城市地鐵,如意大利的米蘭地鐵和中國的北京地鐵。現在北京地鐵電力機車上的“長辮子”不見了。這是怎麽回事?原來是它把“長辮子”從屋頂搬到了鐵軌旁邊的路基上。這樣架設和維修都很方便,但軌道附近有觸電危險,嚴禁乘客跳下站臺,確保人身安全。
目前,壹些國家已經制造了10000馬力的電力機車,使火車的時速超過200公裏。還有的在研發14000馬力的大功率電力機車,將進壹步提高列車速度。看來電力機車會有壹個光明的未來。
柴油機車
據悉,6月1992日至6月1日,北京鐵路分局結束了使用蒸汽機車拉客車的歷史,改用內燃機車,提高列車運行速度和正點率。
為什麽要把蒸汽機車送進“歷史陳列館”,啟用內燃機車?這是因為內燃機車在很多方面都優於蒸汽機車。優勝劣汰完全符合事物發展的規律。讓我們來看看他們的發展歷程和內燃機的過人之處。
在蒸汽機車的使用過程中,發現這種機車的壹個致命弱點就是鍋爐大而重,嚴重影響了它的發展前景。在鍋爐裏,煤被用來把水加熱成蒸汽,然後蒸汽被引入汽缸推動機車前進。有人設想,如果把這個笨重的鍋爐去掉,燃料直接在缸內燃燒,產生的氣體用來驅動車輪轉動,就可以克服蒸汽機車的主要缺點。於是,壹些科學家開始進行研究實驗。
1866年,德國人奧托首先制造了壹種新型的燃氣發動機。這種發動機不同於蒸汽機在汽缸外的鍋爐裏燃燒燃料。它點燃氣缸內的氣體,然後利用氣體的壓力推動活塞,從而使曲軸轉動。因此,它被賦予了壹個形象的名字,叫做“內燃機”。內燃機的出現給火車的進壹步發展帶來了活力。
後來在1894年,德國制造出了世界上第壹臺內燃機車。這種沒有大鍋爐的新型機車既不燒煤也不燒煤氣,而是燒柴油作為燃料。它使用的柴油機是德國人魯道夫·迪塞爾發明的。自此,內燃機車成為火車家族中的重要成員,並得到廣泛應用。
內燃機車雖然誕生較晚,但後來居上,能力高於火車家族中的老大哥蒸汽機車,引人註目。它的突出優點是:
1.很快。內燃機車啟動快,加速快。通常蒸汽機車最高時速為110 km,而內燃機車最高時速可達180 km,提高鐵路運力25%以上。
2.馬力大。蒸汽機車的功率壹般在3000馬力左右,而內燃機車可以達到4000 ~ 5000馬力,所以運載能力更多。
3.可以更好地利用燃料的熱能。蒸汽機車的熱效率壹般只有7%左右,而內燃機車可以達到28%左右,高出三倍,節省了大量的燃料。
4.適合缺水地區。蒸汽機車是水之王。火車每行駛10公裏,就要消耗3 ~ 4噸水。火車經過幹旱缺水地區需要自帶水。據統計,缺水地區運行壹列火車,如果有10節車廂,其中3節用來裝水。而內燃機車冷卻只需要幾百公斤的水,可以循環使用。內燃機車壹次水可以連續行駛1000公裏,因此被譽為“鐵駱駝”。
5.司機駕駛操作方便。內燃機車司機不需要像蒸汽機車那樣加煤加水,駕駛室明亮寬敞,司機操作時視野開闊,方便安全。
可能有人會覺得,內燃機車和汽車都是內燃機,結構原理應該是壹樣的。事實上,它們並不完全相同。汽車是利用內燃機產生的動力直接帶動車輪轉動,而內燃機車則是先通過內燃機帶動發電機產生電能,再利用電能轉動電動機,從而帶動機車前進。因此,內燃機車通常被稱為“電傳動內燃機車”。
內燃機車誕生後,以其明顯的優勢迅速壓倒了蒸汽機車。特別是二戰結束後,內燃機車使用的燃料——石油價格低廉,可以大量供應,從而有效地促進了內燃機車的發展。壹些國家,如美國、日本、法國和加拿大,已經采用了它。