鐵路機車
鐵路機車，亦稱作火車頭、機關車、機車頭，是鐵路中專門提供動力的車輛。
有些鐵路會使用自帶動力的車輛行走；但這些除了有動力外，還兼有載重的鐵路車輛一般只算作動車組或「動車」，而不算是機車。用動車組作客運列車是近年的趨勢。
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鐵路機車的優點 [编辑]
把動力集中在機車有以下的優點：
- 維修容易：維修一部機車比多部動車容易。
- 安全：把動力系統放在遠離乘客的機車較安全；特別是蒸汽機車存在鍋爐爆炸的可能。
- 替換動力方便：倘若機車故障，或是要進入不同電力區間，可以簡單替換；而無需把整列動車組更換。
- 效率：當動車組沒有工作時會成為浪費動力的裝置，機車則可以較容易調整分派。
- 裝備更新靈活：機車及客車、貨車車廂折舊快慢不一，可以分別更新而互不影響。
- 減少客車車廂的噪音：産生動力會出現噪音，尤其是內燃機動力的機車；動力集中化可減少客車車廂的噪音，提高舒適度。
鐵路機車的使用 [编辑]
傳統上，鐵路機車是在列車的前面牽引車廂。近年很多的客車改用「推拉」方式運作，列車往一個方向行駛時由機車在前面拉；往另一方向時則由機車在後面推，由司機在另一端遙控位於車尾的機車；推拉也可以指兩端各一輛機車頭一推一拉。
機車通常也會做為在其他車組在運行中發生故障時的動力應急來源（應急使用的機車頭俗稱「補機」或「大補丸」），例如台灣的縱貫鐵路山線段或是東部幹線宜蘭段，由於坡度較高，通常貨運列車都會加掛另一個機車頭作為補機用，而客運用電聯車若發生動力不足或是動力故障但冷氣馬達未故障時，也會加掛補機讓該班次得以順利運轉。
鐵路機車的分類 [编辑]
鐵路機車一般會按動力來源劃分。
蒸汽機車 [编辑]
在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·特里維西克在1804年2月21日製造。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，4668號 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，蒸汽機車在北美洲及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。
在中國，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，位於山西的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。近年中國蒸汽機車的數量在迅速減少。
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。
柴油機車 [编辑]
柴油機車是指所有動力來源為柴油引擎的鐵路機車。自20世紀中開始柴油機車在世界大部份地方成為主要鐵路機車種類，因為柴油機車可以直接取代蒸汽機車，不像電力機車必須依賴其他的電力傳送設施，如架空線或第三軌。不過自1950年代起電力機車在傳動力、加速力、和最高速度上逐漸超越柴油機車。依照動力傳動方式的不同，柴油機車又可分為電力傳動、液力傳動、和機械傳動三大分類。
燃氣機車 [编辑]
二次大戰後很多國家都曾經嘗試製造燃氣機車。燃氣機車使用的燃氣渦輪發動機與噴射飛機的基本一樣，但是輸出改為推動旋轉軸。多數的燃氣機車的燃氣發動機都是以均速運行，帶動發電機發電，由電動機推動車輪。
燃氣機車輸出的功率非常大，但它們產生的噪音亦非常嚴重，聽起來好像和飛機一樣。燃氣機車的效率亦欠佳；最初這不是一個問題，因為燃氣機車可以使用當時非常廉價的燃料：重油。後來煉油技術能夠把重油分解成汽油，燃氣機車於是失去了廉價的燃料。1970年代能源危機後，燃氣機車的運作成本變得很高。現在多數已被淘汰。
電力機車 [编辑]
電力機車使用的能量，由車外經過架空電纜或第三軌提供。雖然把鐵路電氣化的價格很高，但是電力動車組和電力機車的運作成本比內燃機車為低。而且電氣化列車的加速性能及再生制動都比較良好，因此十分適合在乘客密集的客運線上使用。絶大部分的高速鐵路都是以電力推動，因為它們所需要的大動量能很難完全由放在車上的发动机直接產生。电力机车的供电电压很高，可以减少馈线用铜量。控制电力机车电机的先进技术包括VVVF，就是变压变频技术。
参看電氣化鐵路。
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西班牙的電力機車
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