蒸汽機車

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世界最大的蒸汽机车,联合太平洋铁路大男孩型蒸汽机车
人民型蒸汽机车(RM 1163)
蒸汽火車的煤爐
普魯士的P8型蒸汽機車,德國統一後成為德國國鐵038型

蒸汽火車頭是一種以蒸汽机作為動力來源的鐵路機車

构造[编辑]

Steam locomotive work.gif

蒸汽機車组成:

  • 锅炉
    • 火箱:位于锅炉的后部,是煤燃烧的地方。司炉向炉床投煤焚火。
    • 锅胴:位于锅炉的中部,存储着锅水,里面浸泡着烟管。炙热的烟气热交换给锅水或蒸汽。
    • 烟箱:位于锅炉的前部,做功后的蒸汽从烟囱四周排出,带动烟气排出,并使外界空气预热后从炉床下部进入火箱。
  • 汽机:400摄氏度的过热蒸汽的热能转换为机械能。
  • 车架英语Locomotive frame
  • 走行部
    • 导轮:前导向架上。客运蒸汽机车一般为两轴导轮,以提高客运的安全性。
    • 动轮:客运蒸汽机车的动轮轮径更大以提高运行速度,而调车蒸汽机车的动轮轮径要小以提高牵引力。连杆英语coupling rod通过曲柄销英语Crankpin偏心连接在动轮上,这导致了动轮的偏心运动与振动。为补偿这种连杆与曲柄销的偏心重量,动轮的对侧轮缘要加厚以形成配重英语counterweight
    • 从轮:一般在司机室下方。
    • 轴箱
    • 弹簧装置
  • 制动设备
  • 贮存燃料和水的煤水车等组成。
蒸気機車の構成
  1. 煤水車(tender) — 不设三通阀,也相当于一辆关门车
  2. 乘务室英语Cab (locomotive) —司机(engineer)、副司机(co-engineer)、司炉(fireman )
  3. 机车汽笛英语train_whistle
  4. 操纵杆 (reach rod) — 用于控制汽缸阀装置英语Valve gear,使机车正向或反向运行。
  5. 安全阀英语Safety valve (safety valve) — 限制了蒸汽最大压力。
  6. 发电机 (generator) — 小型蒸汽发电装置,给头灯等提供电力。
  7. 砂箱 (sand box/sand dome) —用于撒砂以增加动轮在钢轨上的摩擦力。
  8. 调节阀操纵杆 (regulator lever/throttle lever) — 用以控制通向汽缸的蒸汽的量。
  9. 汽包英语Steam dome (steam dome) — 用作简易的水气分离器英语Steam separator。以避免汽水共腾英语Priming (steam locomotive)
  10. 空气压缩机 (air pump) — 用于给车闸提供压缩空气。一般使用汽动力压缩。
  11. 烟箱英语smokebox (smoke box) — 火箱中的烟通过烟箱排入烟囱。通过废汽管英语Blastpipe把汽缸用过的废汽排入烟囱,形成的汽流吸引烟箱中的烟进入烟囱,这也是蒸汽机车运行时“库!库!库!......”声音的来源。另有直接把工作蒸汽排入烟囱的设施(blower),以增加排烟能力。
  12. 主蒸汽管 (main steam pipe) — 把工作蒸汽引入汽缸。
  13. 煙箱门 (smoke box door) — 铰接式,可以打开让机车整备人员清扫烟箱底部的灰烬。
  14. 扶手 (hand rail) — 调车人员或机车整備担当者站在车前平台时的手扶之处。

发展[编辑]

十九世紀最先出現的機車是以蒸汽推動的。到第二次世界大战結束時,蒸汽機車仍是最常見的機車。

第一部蒸汽機車是由英國人理查·特里維西克制造[1],并于1804年2月21日进行第一次上轨测试。之後經過多年的改進,蒸汽機車的經濟效益才足以在商業上的營運使用。喬治·史蒂芬生在1829年製造的火箭號(The Rocket)便是其中一個最早在商業成功使用的蒸汽機車。

蒸汽機車的速度紀錄是由英國的4-6-2 Mallard所創下。1938年7月3日,綠頭鴨號(LNER Class A4 4468 Mallard)拖著六個車廂,在一個稍微下坡路段創下時速126英里(203公里)的紀錄。德國美國的蒸汽機車亦達到接近的速度。一般認為這是蒸汽機車的速度極限。

蒸汽機車在二十世紀中開始被內燃機車所取代。1960年代末,世界上仍然有使用蒸汽機車作商業運作的國家已寥寥無幾。到了二十世紀末,蒸汽機車在北美洲歐洲基本上已被完全淘汰,只會間中在特別為鐵道迷及遊客安排的路线上行走。墨西哥仍有很少量的蒸汽機車在偏遠的地方運作。印度曾經大量使用蒸汽機車,但現在它們只會在空氣稀薄的山區運作。

各地的蒸汽機車[编辑]

中國大陆[编辑]

中国大陆,某些地區煤炭的價格比石油低很多,使蒸汽機車仍然有它們的價值。中國曾經是全球最後一個製造大型蒸汽機車的國家,位於山西大同車廠一直生產蒸汽機車至1988年;哈尔滨火车站在1990年代中期仍旧能够看到为数不少的蒸汽机车,而位于同一个省份的牡丹江火车站则可以看到停放在一旁供人参观的1930年代日本小型蒸汽机车。2005年12月9日最后运营的大型蒸汽机车在内蒙古退役,近年中國大陆蒸汽機車已所剩无几。

今日僅有少數蒸汽機車由於觀光或歷史保存或其它理由,而特別被保留並繼續營運。如四川的芭石铁路,依然以小型蒸汽机车作为牵引动力,主要满足当地山区和矿区居民出行,同时兼顾旅游。

日本[编辑]

日本的蒸氣機車於1975年12月14日在室蘭本線行駛最後一班定期班次列車後,已經全部退出一般列車的運行。但後來部份機車頭復出,直到今日都還有以蒸汽機車牽引運行的固定列車班次,為了與一般採用柴油或電力動力來源的列車作區隔,以蒸汽機車牽引營運的列車會特別在列車名稱前標上「SL」的字樣(SL是蒸汽機車「Steam Locomotive」的縮寫)。這些列車絕大部分都是觀光列車,其中有部分為針對特殊季節才運行(例如JR北海道SL冬之濕原號SL冬の湿原号會於冬天才運行)),其他則為大部份都為全年營運的固定觀光列車班次。截至2012年底為止,仍然在使用蒸汽機車的鐵路公司包括JR集團的JR北海道、JR東日本JR西日本JR九州,和大井川鐵道秩父鐵道真岡鐵道等私鐵業者。

台灣[编辑]

臺灣所用蒸汽機車以台鐵蒸汽機車最具代表性。於一般營運上,臺鐵雖未有以蒸汽機車牽引之常態班次,惟特殊節日及路線仍偶可見以觀光為主的該機車。除此,並常有CK124CK101等蒸汽機車的靜態展覽。

參考文獻[编辑]

  1. ^ 陳炳聖. 《萬物簡史》. 源樺. 2007. ISBN 986828421X.