德國的火車頭是怎麼製造的

1. 你知道火車頭是如何製造的嗎有誰能跟我們講解一下

俗話說，火車跑得快，全靠車頭帶。那麼火車頭是如何製造的？

第一、製造火車頭要從這塊大鋼板開始。首先，工人將這些鋼板焊接在一起，用來製造火車頭的結構底價。然後在底價的兩端插入矩形鋼燒並焊接牢固，再用一個巨型耳軸漿底價翻面，使突出的剛稍朝上。接著吊車把底價送到另一個區域進行焊接。在這里，自動化的焊接槍會不斷繞著剛燒進行焊接，並留下一圈2.5厘米厚的焊接點。這個過程必須要焊接得當，才能讓底價和輪廓完美組合。整個火車頭結構底架的焊接點都非常的厚，這樣底價才能拖動454噸的火車車廂。

第四、首先工人把兩組多輪起落架放到底價的兩側，然後用吊車將底價慢慢放在多輪起落架上面，將底價下突出的之軸稍插入多輪起落架上的孔槽內，接下來將一台巨型交流發電機放到底價上，用來發動牽引電動機、控制系統以及其他輔助設備，而這個16個4500匹馬力的引擎就是用來驅動交流發電機的，然後給駕駛控制室進行隔音處理並安裝在避震系統上，接著組裝各式電器連接線路，再給組裝好的發電機和引擎套上外殼，最後給火車頭上好油漆和圖案後，這台長達23米的火車頭就製造完成了。給他加滿油後，火車頭重量可達204噸，最多可拖行一公里長的車廂。

2. 火車是怎麼發明出來的

發明火車的榮譽歸於一位不太出名的英國人特里維塞克。 1801年，發明家特里維塞克首先造了在一般道路上行駛的蒸汽動力車輛，於次年申請到專利權。在此基礎上，他把瓦特的蒸汽機改造成高壓蒸汽機，用這種蒸汽機成功地製造了可以在軌道上行駛的火車頭。1804年2月29日，特里維塞克的火車頭沿著專門軌道由默爾瑟開到阿伯西昂，開創了世界上第一輛蒸汽車的光輝行程。十年後，英國著名的發明家斯蒂芬森製造並改裝了一個相似的火車頭，並鋪設鐵軌，開始在煤礦中使用。這樣，後人也就把他當成火車的發明人了。

3. 火車是誰發明的簡短

火車的發明
火車和所有其他發明一樣，都是為了滿足社會需要而問世的。

18世紀初，隨著社會生產力的發展，人們急需一種比馬車裝得多、跑得快的新型車輛。在這種情況下，英國人瓦特發明了蒸汽機。這種機器比馬的力氣可大多了，它一問世就引起了人們的注意。

有些人就想將「大力士」蒸汽機裝在車上，代替人力或者畜力來使車輛前進。說來有趣，這種大膽設想首先在軍事上得到實現。當時，歐洲各國的軍隊為了滿足作戰需要，紛紛採用口徑和射程越來越大的大炮。由於炮的重量不斷增加，用人推馬拉的辦法很難保證大炮能及時跟隨部隊作戰。法國一位名叫居尼奧的炮兵軍官，針對這一問題就研製成用蒸汽機推動的「蒸汽汽車」來牽拉，從而開辟了以機器為動力的現代車輛蓬勃發展的道路，也為火車的誕生打下了基礎。

這種將蒸汽機裝在車子上的機械車是怎樣推動車輛行駛的呢？我們從它的外形上可以看到，蒸汽機有一個大鍋爐，裝在車架的前端。在鍋爐下面燒著煤火，用來將鍋爐裡面的水加熱成蒸汽。由鍋爐上的一根管子將蒸汽引入車子前輪上方的汽缸里，蒸汽的力氣很大，便推著汽缸里的活塞向前移動，而活塞通過連桿和曲軸與前輪連在一起，於是隨著曲軸的轉動，車輪就跟著轉起來，從而使車子前進了。

此後不久，這種冒著黑煙、喘著粗氣的車子先後在英國和德國出現了，如英國1804年製成的蒸汽機車。不過，它的模樣和先前不大一樣了：有的將鍋爐移到車子的中間，並罩上罩子，兩頭還裝上幾排座位；有的把鍋爐移到車後部，而在前面坐人的地方裝了一個車廂，等等。蒸汽車有點近代車的氣派了。

與大多數新事物出現所受的遭遇一樣，在當時馬車佔主要地位的歐洲各國，蒸汽車處處受到非難和排擠。

就說英國吧，那時各城市的郵政廳都使用大量的馬車來運送郵件。為了維護自身的利益，郵政廳便和大大小小的馬車主聯合起來共同對付新出世的蒸汽車，並要求政府對蒸汽車加以種種限制。後來，英國政府也站在馬車主一邊來反對蒸汽車，並規定了許多條條框框。例如，對蒸汽車下了這樣的命令：蒸汽車在行駛時，必須有手持小紅旗的人在車前55米處跑步前進，以招呼行人避讓；在有馬的地方，不許蒸汽車的鍋爐放氣；不許蒸汽車在街上鳴汽笛；蒸汽車在農村路上行駛，車的時速不得超過6千米，在城市不得超過3千米……這簡直比老牛車還慢呢！現在看起來確實令人發笑。

後來，盡管人們對蒸汽車進行了改進，但是由於它有著先天不足的弱點，例如車上裝的那又大又重的蒸汽機，既要經常停下來添煤加水，操作很不方便，又大量排出濃煙和蒸汽，而且還佔了車上很大地方，裝運不了多少貨物，所以人們逐漸對它失望起來。

就在人們為蒸汽車的前途擔心的時候，有人就想到了16世紀中期在礦山上用木頭做軌道，以人力和畜力拉動的車子，提出也給蒸汽車鋪上軌道 （木頭軌道顯然不行，需要用鐵軌），讓它拖帶幾節車廂在鐵軌上行駛的設想。這可是個好主意，不僅使車廂里可裝很多的貨物和人員，而且可發揮蒸汽機力氣大的特長，使車子跑得快。

1825年9月27日，從英國斯多克頓到達林頓的世界上第一條鐵路正式通車了。由蒸汽汽車改製成的蒸汽機車 （我們平常所說的火車頭）開始大顯身手了，蒸汽機從此派上了大用場。這同時也宣告了世界上第一列火車正式問世。

那天上午，由斯蒂芬遜製造並駕駛的「運動號」蒸汽機車拖帶著33節車廂，從斯多克頓出發了。車廂里裝載煤和乘客，而看熱鬧的人站滿了鐵道的兩旁。人們有的步行，有的騎馬，追追跑跑，簇擁著這長蛇般的龐大怪物在緩緩行駛。

1828年，期蒂芬遜和他的兒子共同製造了「火箭號」蒸汽機車，並參加了一次比賽。當時有3台機車參加比賽，其中一台在比賽開始不久，鍋爐接縫的地方便破裂了；另一台走了40多千米因汽缸破損而停駛；只有「火箭號」機車以每小時22千米的平均速度，牽引著10多噸的貨物，跑完了112.6千米的路程，順利地到達終點，獲得了冠軍。此後，火車便受到人們的重視，在世界各國相繼發展起來。

火車剛出世不久，跑得比較慢，本來就對火車冷眼相待的一些馬車主，更加傲氣起來，經常要跟火車比個高低，以顯示他的馬車跑得快。然而，馬車有時的確會揚揚得意地跑在火車的前頭，這就進一步促使人們對火車進行不斷改進。

早期的蒸汽機車，外形各種各樣：有的像個壓路機，有的與四輪馬車相似 （如英國「一號蒸汽機車」），有的和原始的汽車類同……這些機車的運載能力都還不大，跑得比馬車快不了多少。由於它們都是用煤炭或木材做燃料，行駛時鍋爐里的火焰熊熊，煙氣沖天，所以人們習慣上把它稱做「火車」。它雖然「吃」的是「粗糧」——煤，但力氣很大，而且煤的成本又較低，來源豐富，因而蒸汽機一直延用了很長時間。

作為工業生產發展產物的蒸汽機車，自然就要受到一些工業發達國家的重視。它們紛紛修鐵路，造火車，很快便使蒸汽機車風靡全世界。到19世紀中葉，這股築路造車風掀起了熱潮，英、美、日、德等國除了自己製造蒸汽機車外，感到修築鐵路有利可圖，便向世界各地宣傳推銷，承攬修路造車工程，從而使火車得到日益廣泛的應用。

火車與鐵路

火車和鐵路在今天是一對分不開的「兄弟」。

火車頭，即蒸汽機車是英國發明家斯蒂芬遜於1825年發明的。有了火車頭，才有火車。可是你知道嗎，說起鐵路的發明，比火車還要早半個多世紀哩！

早在16世紀中葉，英國的鋼鐵工業興起，到處都搞采礦。可是，當時礦山的運輸還很落後。鐵礦石全靠馬拉、人背，勞動效率很低。有個公司的老闆，為了多運鐵礦石，想了一個法子：從山上向坡下平放兩股圓木，讓中間的距離相同，一根接一根地擺到山下。當裝滿礦石的斗車，順著兩股圓木下滑的時候，山上的人大聲喊叫著：「注意，車下來啦。」山下的人也大聲回答道：「車到啦，好！」

這就是初期的木頭軌道。

木頭軌道製作簡單，由上向下運送重物也很省力，一時受到歡迎。不過，如果在平地上使用木頭軌道效果不大，省力不多。而且，這種木頭軌道不耐用，磨損大。

到了1767年，有人試著拿生鐵來做軌道，以取代木頭軌道。人們便稱呼為鐵路了。鐵軌比木頭軌道的體積小許多，它直接放在地面上，斗車的輪子也是鐵制的，推起來當當直響，運煤、送貨也省勁。但是，斗車內裝的東西不能過重。有一回，一輛車子裝貨多了，把鐵軌壓到了地面里，結果車翻貨出，差點壓傷了人。

怎麼辦？看來，必須解決地面的承受力問題，同時還要考慮鐵軌的長度問題。就是在解決這些問題的過程中，逐漸產生了後來的鐵路。

火車很重，有人說如果把這個重量分散到枕木上，再由枕木分散到「道床」上，道床所受的力再均勻地分散到路基上，這個力量就變得小了許多。經過這樣的傳遞過程，接觸面積逐漸增大，單位面積的壓力就相應降低，路基就不會被壓壞了。

這個設計的思路是很科學的，可以說，今天的鐵路仍然是根據這個道理建成的。可是具體地說，道床應該用什麼材料？造成什麼樣子？枕木多大最好？一系列問題需要解決。19世紀初，英國鐵路公司徵求新的軌道設計方案，並設置數萬英磅重獎。一時間，英國、法國、比利時的應征者，蜂擁而來。圖紙、模型堆積似小山。經過專家們評選，形成最優方案；把鐵軌釘在枕本上，枕木鋪在用小石子堆成的道床上。這樣一來，道床上的小石子可以調整鐵軌頂面的高低不平，防止枕木移動，利於排水，保護路基。

1830年，這一年有兩項重要的發明：斯蒂芬遜新設計成功的蒸汽機車和火車行走的鐵路——首次結合成功了。事實說明：從英國倫敦到愛丁堡的旅行時間，由原來的10～12天，縮短到只需要2天多（50小時）。人類可以創造比馬跑得更快的旅行速度！

火車頭牽引的車廂越多，載重越大。原來製作的生鐵軌承受力量不足。有人軋制熟鐵軌來代替。這種新鐵軌比較舊的好，它不發脆，在重壓下不致斷裂。因此，鐵軌的製作又有新的改進，雖然形狀未改，可強度大為提高。

火車行駛的路很長，鐵軌不可能無限長。一般是12～25米。最早的鐵軌是一根緊接一根，沒有一點空隙。誰知夏天酷熱，鐵軌受熱膨脹，把筆直的鐵路「頂」得彎成個凸肚子，火車怎麼行駛？冬天寒冷，鐵軌又收縮，發生斷裂了。這樣的事故教育了鐵路建築者，他們想：如果在鐵軌的接頭之間留點「縫隙」，還怕它熱脹冷縮嗎！

舊的矛盾解決了，又出現新的矛盾：鐵軌的縫隙接頭越多，火車運行中的震動越多，發出的雜訊也越大。而且鐵軌的裂損有60%是產生在接頭處。人們開動腦子設法改進縫隙，於是無縫鋼軌誕生了。

鐵路，不知道花去了多少人的心血，集中了多少人的智慧，總結了多少次經驗和教訓，才成為今天這個樣子，千萬不要小看它。

地下長龍

現在，世界上很多國家都有了地下鐵路 （人們簡稱地鐵）。我國也在北京、上海、天津等城市建設了地鐵，還有一些城市正准備承建。這說明，建造地鐵是城市現代交通發展的趨向之一。

地鐵列車不僅緩和了城市交通日益擁擠的情況，而且乘坐舒適，載客量大，運行准時，不受其他車輛干擾，可以高速行駛等，因而受到了廣大乘客的青睞。雖然乘坐地鐵的人很多，但是真正知道地鐵是怎樣問世的卻不多。

地鐵的發祥地是英國。

1830年以後，鐵路在歐洲和美國得到了迅速的發展。那時使用的機車是燒煤炭的蒸汽機車。這種機車行駛時，濃煙滾滾，灰渣飛舞，污染了城市環境。另一方面，由於大城市裡各種交通工具相互混雜，道路擁擠，火車也無法高速行駛。

解決這一難題的辦法有兩種，一是建高架鐵路；二是建設地鐵。但是，建設高架鐵路投資大，而且還要佔據地面相當大的空間。因此，人們還是對建造地鐵感興趣。

英國在世界上首先建設了地鐵。那是在 1860年正式開工建造地下鐵路的。但是，英國最早的地鐵實際上應屬於1822年建成的1.8千米地下隧道。

1822年，英國人斯蒂芬遜決定在利物浦和曼徹斯特之間敷設鐵路，供「火箭號」機車行駛。但是，鐵路沿線居民和害怕被火車搶走生意的馬車主強烈反對修建這條鐵路。因此，鐵路不得不改變線路，繞遠在沼澤地上通過。尤其是在利物浦市，反對修建鐵路的人更多。由於不能在市內修建，不得不開挖1.8千米的地下隧道供火車行駛。

這一段供火車通過的地下隧道，雖然算不上真正的地鐵，但是在地鐵的發展史上還是佔有一定位置的。正是由於這件事，才使發明地鐵的英國人認識到，火車在地下行駛完全是行得通的，它為火車開辟了新的通路。

那時，英國也為地鐵施工創造了條件。當時有個叫布魯納的英國人，在倫敦的泰晤士河下面開挖了隧道，採用的是一種「盾構法」施工的，即通過在地下深處安裝圓管不斷掘進的辦法。這條隧道是1825年竣工的。1860年倫敦地下鐵路開工時，人們也准備用盾構法修建地下鐵路。

1863年，英國的地鐵工程首先完成了從倫敦的福靈斯頓站到畢曉普站的6千米區段。那時，還沒有發明電力機車，所以地鐵也用的是燒煤的蒸汽機車。

這種蒸汽機車在行駛時，搞得地鐵隧道里煙霧彌漫，不僅熏黑了車站和車廂，乘客們也滿身煙塵。盡管如此，倫敦市民還是願意乘地鐵。他們認為，地鐵方便，速度快。因此，倫敦的地鐵利用率很高，並促使地鐵線路不斷擴展。到1883年，倫敦已建成了32千米的環形線地鐵。

到了1890年，德國和美國先後製成了性能優良的電力機車。隨後，電力機車很快用於地鐵。法國巴黎由於也為城市交通問題所困擾，便立即投入修建使用電力機車的地鐵。當時，為了迎接1900年萬國博覽會在巴黎舉辦，便加速施工。結果，在博覽會舉辦時，巴黎地鐵如期通車。這是世界上最早使用電力機車的地鐵。與巴黎幾乎同時，德國也在柏林開挖地鐵，並於 1900年竣工。

美國在製成電力機車後，於1898年開始在波士頓修建地鐵，並於1904年通車，從而代替了喧鬧的高架鐵道和不合時宜的鐵道馬車。

紐約和巴黎在地鐵施工中，由於地下都是堅硬的岩石的地質構造，所以不能使用英國的盾構施工法，而採用先在岩石上開小洞，再進行擴大的施工辦法。而德國柏林卻是松軟的砂土地質構造，因此先開挖路面，再採用沉箱法施工。

到了20世紀初期，世界上已有19個城市開通了地下鐵路。此後，有許多國家都在籌建地鐵。例如，前蘇聯的地鐵建設雖然起步較晚，但有利之處是，可吸收各國經驗，研究各種不同的地鐵施工技術，採用適合自己的方法進行施工。於1932年開工修建的莫斯科地鐵，在第二次世界大戰期間，為了當防空洞使用，仍在繼續施工，完成了6千米。如今的莫斯科地鐵，是世界上最豪華地鐵之一。

世界上最早建成地鐵的英國倫敦，現已有地鐵400多千米，居世界首位。其次是紐約，有380多千米。第三是巴黎，有近200千米。

鐵路機車

鐵路運輸是19世紀20年代發展起來的，它的前驅是英國17世紀的木軌和18世紀的鐵軌上的手推和馬拉車輛運輸。1802年英國人特里維西克製成3.5個大氣壓的「高壓蒸汽機」及第一台實驗性蒸汽機車，在默瑟爾和加爾第夫之間的鐵路上行駛了14.5公里。1815年他又製成了7個大氣壓和熱效率超過7%的蒸汽機車，功率在100馬力之上，為後來斯蒂芬遜完成火車的發明奠定了基礎。

1814年拿破崙侵英戰爭爆發，馬車不能適應戰時運煤的需要，斯蒂芬遜研製成從煙囪排蒸汽以使鍋爐鼓風燃燒的機車。載 30噸煤每小時行駛6.4公里。到1825年9月，他終於製成可供使用的蒸汽機車，每小時可行駛24公里，載重90噸，從而完成了火車的發明。

1826年至1830年9月，斯蒂芬遜和他的兒子一起製成第一台載客運輸火車「火箭式」，在競賽中獲勝，從此開始了蒸汽機車鐵路運輸的時代。1872年英國開始普及有座位的車廂，正式出現運客火車。

鐵路運輸的發展將軌距的標准提到日程上來，至今國際通行的標准軌距就是19世紀30年代英國人布魯內爾提出來的，英國直到1892年才予以統一。1870年世界鐵路總長為21萬公里，到1900年已達79萬公里。

20世紀初，由於用三級膨脹式蒸汽機和帶過熱器的機車，燃料消耗率進一步降低。機車和列車的結構有了較大改進。1936年至1938年間，英國的格萊斯雷先後設計出非流線形的「太平洋」號和流線形的「大西洋」號機車，時速分別達到182.5公里和203.5公里。1938年法國製成時速為202公里的高速蒸汽機車。

由於蒸汽機車燃料消耗率高，體大笨重，污染嚴重，以後逐漸被柴油機車和電力機車所取代。1926年至1929年間，德國製成直接用齒輪傳動的和壓縮空氣傳動的柴油機車。1932年在德國的柏林至漢堡和英國的東北鐵路上分別出現時速為125和101.5公里的柴油機車。但由於柴油成本高和機車速度尚低於蒸汽機車，在歐洲未能推廣。美國則因柴油比較便宜，並在 1935年出現了標准化的組合式柴油機，大大促進了柴油機車的發展，1945年已有4000台。

60年代初各發達國家開始成批生產4000～6000馬力的柴油機車。到70年代前期，柴油機車功率已成系列，數量滿足要求，很多國家停止使用蒸汽機車。1981年，英國製成時速高達270公里的高速柴油機車。

繼柴油機車之後，電力機車又逐步發展起來。1879年柏林博覽會展出第一台可供實用的電力機車，並在德國使用。電動機的轉速可隨負載在一定范圍內變化，運行安全，設備簡單，無污染，操縱和制動方便，而且還可以從發電站接受強大的電源，在短時間內產生必需的起動功率，便於高速行駛。

1955年，法國製成高速電力機車，時速達332公里，1981年又增加到380公里。電力機車的最大困難是架空線路和變電設備成本過高問題，美國用單相交流電進行遠距離輸電，其成本比直流線路低三分之二，因而被廣泛採用，迎來電力機車大發展的新時期。

「長辮子」火車

1879年出世的世界第一台電力機車，是利用兩條鐵軌之間的第三條軌將電力引進機車里的。這種供電方式適合於電壓和功率都比較低的情況。

隨著電力機車的發展，要使它跑得快，運載量大，就得提高電力機車供電系統的電壓和功率，因而需要使用高壓輸電線和變電裝置。在這種情況下，就不能再使用設在地面上的第三條軌供電的方式了，因為這既不安全，又給使用帶來不便。

1881年，德國試驗成功一種適合以高壓輸電線供電的電力機車新的供電系統，叫做「架空接觸導線」供電系統，也就是將電力機車的供電線路由地面轉向空中。實際上，這種供電系統和現在城市中的有軌電車相似，在車頂上裝著一條「長辮子」。它與以前使用蓄電池的電動機車的主要不同在於，它自身不帶電源，由電廠供電，所以機車的結構比較簡單，但需要一套供電設備。

這種裝有「長辮子」的火車，依靠裝在車頂上的受電弓子把電力從架在空中的電線上引到機車里。高壓輸電線送來的電是高達110千伏的三相交流電，必須經過牽引變電所變成25千伏的單相交流電，方能供機車使用。因此，在電力機車行駛的鐵道沿線上，每隔50公里左右設一個牽引變電所。變電所的電又被送到鄰近的沿線接觸網上，通過機車上的受電弓將交流電引到機車的整流器上，把交流電變成直流電，使直流電動機旋轉，再經過一套傳動裝置，帶動車輪轉動，機車就會跑動起來。

電力機車雖然問世較早，但直到20世紀60年代才開始受到人們的重視，被大量普遍地使用起來，已成為鐵路機車家族中的佼佼者。

人們將電力機車稱為神通廣大的「火車頭」，就是因為它比蒸汽機車有著以下獨特的優點：

一是它的馬力大，拉得多、跑得快、爬坡的勁頭足。例如，我國在 50年代末期修築的第一條電氣化鐵路——寶 （雞）成（都）鐵路，就充分發揮了電力機車的優越性。從寶雞到成都，第一道關口就是要翻越氣勢雄偉的秦嶺。過去用3台蒸汽機車拉一列950噸貨車上秦嶺時，像老牛拉車每小時才行走18公里。蒸汽機車下坡時是靠閘瓦制動的，而閘瓦因摩擦就會變熱，如果不及時冷卻就難以將機車制動住。為了保證行車的安全，蒸汽機車的下坡速度比爬還慢，有時甚至走走停停，以便使受熱的閘瓦有足夠的時間冷卻。後來用3台電力機車取代同樣數量的蒸汽機車，就能拉著2400噸的貨物，以時速50公里快速上坡，比蒸汽機車在運貨量和速度上都提高了近兩倍。電力機車下坡時，採用電阻制動，使列車能以每小時40公里的速度下坡，既快速又安全。

二是電力機車用的是「干凈」的電能，它不冒黑煙、揚灰渣，因而不會污染環境。即便是通過幾公里長的隧道，旅客也不必擔心濃煙和廢氣熏人，也不會被討厭的煤灰渣迷住眼睛或弄臟衣服。機車駕駛人員也能在寬敞明亮的司機室進行操作。

三是電力機車操作簡便，出車前的准備時間短，不像蒸汽機車那樣，既要裝煤，又要加水，也不像內燃機車需要加油。無論是在缺水的沙漠地帶，或是在冰天雪地的寒冷地區，只要有電力供應，電力機車就能牽引列車晝夜行駛。

四是電力機車使用的是電能，既可由煤炭、石油來發電，也可由水力、核能、天然氣、地熱、太陽能等發電，能量來源比蒸汽機車和內燃機車豐富，而且效率高。蒸汽機車的熱效率只有 7%；內燃機車的熱效率較高，也僅為28%；而採用火力發電的電力機車，其效率可達30%，若以水力發電時，熱效率高達60%～70%。

本世紀50年代，由於石油得到大量開采，價格低廉，所以世界各國郡在研製和使用內燃機車，而把電子機車放在次要地位。但是，在石油生產國提高石油價格，發生了世界性的石油危機之後，人們又把注意力轉向了電力機車，從而促進了電力機車的迅速發展。

當時歐洲各國的電力機車的發展較快，如瑞士、荷蘭等國研製的電力機車和供城市交通使用的有軌電車。日本製成了一種交直流兩用電力機車，使用更為方便。

我國對電力機車使用很重視，除了建成寶成路電氣化線路外，又修建了多條電氣化線路，大大提高了機車的運載量。與此同時，我國還研製成了「韶山」型電力機車，也投入使用。

電力機車除了在鐵路和城市地面交通（即有軌電車）使用外，還多用於城市中地鐵，如義大利米蘭市地鐵、我國北京地鐵用的電力機車等。現在的北京地鐵電力機車上的「長辮子」已經不見了。這是怎麼回事呢？原來，它是將「長辮子」從車頂上移到鐵軌旁邊的路基上。這樣，架設和檢修都很方便，但路軌附近有觸電的危險，所以嚴禁乘客跳下站台，以保證人身安全。

目前，有的國家已製成了具有萬匹馬力的電力機車，使火車的速度超過了每小時200公里。還有的在研製14000馬力的大功率電力機車，將會使火車的速度得到進一步提高。看來，電力機車將有著美好的發展前景。

內燃機車

據報載，從1992年6月1日起，北京鐵路分局結束了使用蒸汽機車牽引客車的歷史，改用內燃機車，以提高列車的速度和正點率。

為什麼要將蒸汽機車送到「歷史陳列館」而啟用內燃機車呢？這是因為內燃機車在許多方面比蒸汽機車優越。優勝劣汰，完全符合事物發展規律。下面就讓我們尋蹤追跡，看看它們的發展過程和內燃機不凡的本領。

人們在使用蒸汽機車的過程中發現，這種機車的一個致命弱點是它的鍋爐既大又重，嚴重影響了它的發展前途。在鍋爐里，用煤將水加熱成蒸汽，再通入汽缸里，從而推動機車前進。有人設想，如果將這種笨重的鍋爐去掉，使燃料直接在汽缸內燃燒，用所產生的氣體來推動車輪旋轉，就可以克服蒸汽機車的主要缺點。於是，一些科學家便開始進行研究試驗。

1866年，德國人奧托首先製成了一種燃燒煤氣的新型發動機。這種發動機和蒸汽機在汽缸外面的鍋爐里燃燒燃料不同，它是在汽缸內點燃煤氣的，然後利用氣體的壓力推動活塞，從而使曲軸旋轉。因此，就給它起了個形象的名字，叫做「內燃機」。內燃機的出現，為火車的進一步發展帶來了生機。

後來到了1894年，德國就製造出世界上第一台內燃機車。這種沒有大鍋爐的新機車，既不燒煤，也不燒煤氣，而是用柴油作燃料。它所用的柴油機是德國人魯道夫·狄塞爾發明的。從此，內燃機車就成了火車家族中的一位重要成員，並得到了廣泛的應用。

內燃機車雖然出世較晚，但它後來居上，比火車家族中的大哥哥蒸汽機車的本領高強，受到人們的重視。它的突出優點是：

1.速度快。內燃機車起動迅速，加速又快。通常，蒸汽機車的最大時速為110公里，而內燃機車的最大時速可達180公里，使鐵路通過能力提高25%以上。

2.馬力大。蒸汽機車的功率一般為3000馬力左右，而內燃機車可以達到4000～5000馬力，因而運載量就多。

3.能較好地利用燃料的熱能。蒸汽機車的熱效率一般僅為7%左右，而內燃機車可達到28%左右，提高了3倍，從而節省了大量的燃料。

4.適合缺水地區使用。蒸汽機車是個用水「大王」，一列火車平均每行駛10公里，就得消耗水3～4噸。通過乾旱的缺水地區，火車就需要自帶用水。據統計，在缺水地區運行一列火車，如果有10節車廂，其中有3節車廂是用來裝水的。而內燃機車用來冷卻的水僅需要幾百公斤，供循環使用，內燃機車上一次水，可連續行駛1000公里，因而它被人們譽為「鐵駱駝」。

5.司機駕駛操作方便。內燃機的司機不需要像蒸汽機車那樣加煤加水，而且駕駛室內明亮寬敞，司機操作時視野開闊，既方便又安全。

4. 火車的發明人 是誰

火車的發明人是喬治·斯蒂芬森。

喬治·斯蒂芬森1781年6月9日生於諾森伯蘭地區（現在的紐卡斯爾）的華勒姆村，1848年8月12日去世，英國工程師，第一次工業革命期間發明火車機車，被譽為「鐵路機車之父」。

1810年斯蒂芬森開始著手製造蒸汽機車。經過幾年的努力，他終於在1814年發明了一台蒸汽機車，被稱為「旅行者號」，它在前進時不斷從煙囪里冒出火來，因此被稱為「火車」。

1825年英國建成第一條鐵路，同年九月「旅行者號」機車拖著三十多節小車廂正式試車，車廂載有450名乘客和90噸貨物，「旅行者號」火車以每小時24千米的速度跑完了40千米的路程。

(4)德國的火車頭是怎麼製造的擴展閱讀

火車的發展歷史：

1810年，斯蒂芬森開始製造蒸汽機車。1817年，當斯蒂芬森決定他主持修建從利物浦到曼徹斯特的鐵路線上完全用蒸汽機車承擔運輸一條完全靠蒸汽機運輸的鐵路線，從此火車開始奔騰在人類的歷史舞台。

1879年，德國西門子電氣公司研製了第一台電力機車，重約954公斤，只在一次柏林貿易展覽會上做了一次表演。1903年10月27日，西門子與通用電氣公司研製的第一台實用電力機車投入使用。

1894年，德國研製成功了第一台汽油內燃機車。並將它應用於鐵路運輸，開創了內燃機車的新紀元。但這種機車燒汽油，耗費太高，不易推廣。1924年，德、美、法等國成功研製了柴油內燃機車，並在世界上得到廣泛使用。

21世紀10年代以來，各國都大力發展高速列車，例如法國巴黎至里昂的高速列車，時速到達300公里；日本東京至盛岡的高速列車時這也達到250公里以上。法國、德國等國率先開發了磁懸浮列車。中國也在上海修建了世界第一條商用磁懸浮列車線。

5. 火車是怎麼發明出來的

鐵路和火車哪個先出現?鐵路。16世紀下半葉,在英國和德國的礦山和採石場鋪有用木材做成的路軌。在軌道上行走的車是靠人力或畜力推動的。1767年,英國的金屬大跌價,有家鐵工廠的老闆看到堆積如山的生鐵,既賣不出去賺不了錢,又佔用了很多地方,就令人澆鑄成長長的鐵條,鋪在工廠的道路上,准備在鐵價上漲的時候再賣出去。可是,人們發現車輛走在鋪著鐵條的路上,既省力,又平穩。這樣,鐵軌先於火車誕生了

鐵軌是誰發明的呢
16世紀時,人們開始在礦山上使用木軌,裝著煤和礦石的小車可以在木軌上行走自如。到了1767年，英國金屬價錢大跌,一家生鐵加工廠的老闆生怕虧本,把所存的生鐵澆鑄成板條形的鐵條鋪在工廠的道路上,打算等鐵價上漲後再拆下來賣。人們很快發現,車輛走在鋪著鐵條的軌道上非常省力

火車是怎麼發明出來的
交通工具里火車和鐵軌哪個最先被發明出來 螞蟻庄園小雞課堂9月26日最新答案

按照現在的標准說法，蒸汽機是瓦特發明的，火車的發明者是史蒂芬森。但是這個事情還有些疑問。蒸汽機車的發明源於實用型的蒸汽機的出現，這就離不開我們熟悉的瓦特。可是在瓦特之前和同時都有人在研製蒸汽機。 到17歲時還是一位文盲。為了彌補自己在文化科學知識上的欠缺，喬治·史蒂芬遜在17歲時開始進夜校讀書。 史蒂芬孫開始了對蒸汽機車的探索。他不僅學習書本的知識，還十分注重實踐。他仔細觀察了當時人們製成的各種火車，研究比較了它們的優缺點。他還專程來到瓦特的故鄉，深入研究瓦特蒸汽機的構造原理。經過刻苦的鑽研，他終於掌握了蒸汽機的性能，總結出許多試制蒸汽機車的經驗。1814年，當斯蒂芬森33歲時，終於造出了第一台蒸汽機車。

但他排氣聲很響，將附近的牛馬驚得四處逃跑，農夫惱火地跑來指責斯蒂芬遜。還有人譏笑他：「你的火車怎麼還沒有馬車快呀!」斯蒂芬遜不加理睬，一心想著怎樣提高機車速度。美國工程師伊文思製造的蒸汽機車，是通過一連串的縱橫杠桿，把蒸汽動力傳送到車輪的。斯蒂芬遜經過認真研究，認為這個創舉減少了摩擦消耗，十分重要1815年，斯蒂芬遜將「布魯克號」機車由齒輪轉動改裝為活塞桿直接帶動車輪運動，果然提高了機車的速度。

6. 火車是怎麼建造的

英國工程師斯蒂芬森 火車的發明 今天，當一列列火車風馳電掣般地從我們面前閃過，迅速地從視野消失駛向遠方時，我們禁不住會發出由衷的贊嘆，發明火車的人真偉大，為後人留下這種既快又方便舒適的交通工具。 歐洲工業革命以機器大工業代替了工場手工業。機器大工業需要大量的燃料、原料，也要把生產出的產品送往各地。而在19世紀以前，運輸依靠水上船舶。陸地上只能依賴馬車，這與大工業的需要是個很大的矛盾。機器大工業呼喚著現代運輸工具的誕生。 16世紀下半葉，在英國和德國的礦山和採石場鋪有用木材做成的路軌。在軌道上行走的車是靠人力或畜力推動的。1767年，英國的金屬大跌價，有家鐵工廠的老闆看到堆積如山的生鐵，既賣不出去賺不了錢，又佔用了很多地方，就令人澆鑄成長長的鐵條，鋪在工廠的道路上，准備在鐵價上漲的時候再賣出去。可是，人們發現車輛走在鋪著鐵條的路上，既省力，又平穩。這樣，鐵軌先於火車誕生了。 鐵條上行車畢竟不是很方便的，於是，鐵條得到了改進，做成凹槽形的鐵軌。這種軌道可以防止車輪滑出，但容易在凹槽中積上石子、煤屑，鐵軌很容易損壞。於是，人們把鐵軌做成了上下一樣寬，中間略窄的形狀，這樣垃圾不易積起，鐵軌也不容易損壞。可是這種軌道不是很穩的，鐵軌受到沖擊容易翻倒而導致車輛出軌翻車。人們又把鐵軌的下面加寬，造成像漢字的「工」字形，這種形狀的軌道既穩定又可靠，一直沿用到今天。 那個時代鐵路已誕生，可是行走在鐵路上的車大部分是用馬拉的。1783年，瓦特的學生默多克造出了1台用蒸汽機作動力的車子，但效果不好，沒人用。1807年，英國人特里維希克和維維安製造成功用蒸汽機推動的車子，可是這車子太笨重了，難以在普通的道路上行走，而他們也沒想到把這輛車放到鐵軌上去，所以不久也就棄之不用了。直到1814年，放牛娃出身的英國工程師斯蒂芬森造出了在鐵軌上行走的蒸汽機車，正式發明了火車。 斯蒂芬森出生於1781年，父親是煤礦上的蒸汽機司爐工。母親沒有工作。一家8口全靠父親的工資收入生活，日子過得很艱難。14歲那年，斯蒂芬森也來到煤礦，當上了一名見習司爐工。他很喜歡這個工作，別人下班了，他卻認真地擦洗機器，清潔零部件。多次的拆拆裝裝，使他掌握了機器的結構。他渴望掌握更多的知識，辛勤工作一天後，就去夜校上課。他從沒上過學，開始學習時困難重重，他聰明好學，勤奮鑽研，很快掌握了機械、制圖等方面的知識。一次，他用書本上學到的知識，結合工作的實際，設計了一台機器。煤礦上的總工程師看到他設計的機器草圖，大加贊賞，這給了斯蒂芬森很大的鼓勵。他學習工作更加努力。勤奮了，不久便成了名熟練的機械修理工。 1907年，特里維希克和維維安造出了在普通道路上行走的蒸汽機車，但由於車子過於笨重，在普通道路上難以行駛，他們放棄了這個發明。斯蒂芬森總結他們失敗的教訓，開始研製蒸汽機車，他改進了產生蒸汽的鍋爐，把立式鍋爐改成卧式鍋爐；並作出了一個極有遠見的重大決斷，決定把蒸汽機車放在軌道上行駛；在車輪的邊上加了輪緣，以防止火車出軌；又在承重的兩條路軌間加裝了一條有齒的軌道。因為當時考慮蒸汽機車在軌道上行駛，雖可避免在一般道路上因自身太重而難以行走的缺點，可在軌道上也會產生車輪打滑的問題，所以，在機車上裝上棘輪，讓它在有齒的第三軌上滾動而帶動機車向前行駛。 1814年，斯蒂芬森的蒸汽機車火車頭問世了。他發明的這個鐵傢伙有5噸重，車頭上有一個巨大的飛輪。這個飛輪可以利用慣性幫助機車運動，斯蒂芬森為他的發明取了個名字叫「布魯克」。這個布魯克可以帶動總重約30噸的8個車廂。在以後的10年中，他又造了11個與布魯克相似的火車頭。 斯蒂芬森的新發明也有很多缺點，首先是震動太大。有一次，甚至震翻了車；其次是速度不快。因此，斯蒂芬森經過改進，重新設計了一輛火車。在設計製造火車的同時，他說服了皮斯先生。當時，1821年，皮斯先生正在籌劃鋪設從斯托克頓到達靈頓供馬拉車用的鐵軌，皮斯聽了斯蒂芬森的建議，就委託他製造一台火車頭。斯蒂芬森受委託後，加緊了工作的步驟。終於造出了一輛新的更先進的蒸汽機車，他將它命名為「旅行號」。 1825年9月27日，在英國的斯托克頓附近擠滿了4萬余名觀眾，銅管樂隊也整齊地站在鐵軌邊，人們翹首以待，望著那卧榻碗蜒而去的鐵路。鐵路兩旁也擁擠著前來觀看的人群。忽然人們聽到一聲激昂的汽笛聲，一台機車噴雲吐霧地疾駛而來。機車後面拖著12節煤車，另外還有20節車廂，車廂里還乘著約450名旅客。斯蒂芬森親自駕駛世界上第一列火車。火車駛近了，大地在微微顫動。觀眾驚呆了，簡直不相信自己的眼睛，不相信眼前的這鐵傢伙竟有這么大的力氣。火車緩緩地停穩，人群中爆發出一陣雷鳴般的歡呼聲。銅管樂隊奏出激昂的樂曲，七門禮炮同時發放，人們在慶祝世界上誕生了火車。這列火車以每小時24公里的速度，從達靈頓駛到了斯托克頓，鐵路運輸事業從這天開

7. 第一個火車頭模型、第一個火車頭造成、最早出現的火車頭的時間分別是哪年啊

1804年，一個名叫德里維斯克的英國礦山技師，首先利用瓦特的蒸汽機造出了世界上第一台蒸汽機車。這是一台單一汽缸蒸汽機，能牽引5節車廂，它的時速為5至6公里。這台機車沒有設計駕駛室，機車行駛時，駕駛員跟在車旁邊走邊駕駛。因為當時使用煤炭或木柴做燃料，所以人們都叫它「火車」引，於是一直沿用至今。1879年，德國西門子電器公司研製了第一台電力機車，重約954公斤，只在一次柏林貿易展覽會上做了一次表演。1903年10月27日，西門子與通用電氣公司研製的第一台實用電力機車投入使用。其時速達到200公里。1894年，德國研製成功了第一台汽油內燃機車。並將它應用於鐵路運輸，開創了內燃機車的新紀元。但這種機車燒汽油，耗費太高，不易推廣。1924年，德、美、法等國成功研製了柴油內燃機車，並在世界上得到廣泛使用。1941年，瑞士研製成功新型的燃油汽輪機車，以柴油為燃料。且結構簡單、震動小、運行性能好，因而，在工業國家普遍採用。20世紀60年代以來，各國都大力發展高速列車，例如法國巴黎至里昂的高速列車，時速到達260公里；日本東京至大阪的高速列車時這也達到200公里以上。人們對這樣的高速列車仍不滿足。法國、日本等國率先開發了磁懸浮列車。我國也在上海修建了世界第一條商用磁懸浮列車線，由地鐵龍陽路站到浦東機場。這種列車懸浮於軌道之上，時速可達400－500公里。

8. 火車頭的原理是什麼

蒸汽機車發展史

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時代需要蒸汽機車

到1800年，驟然提高的效率使工作迫切需要運進大量原料，同時將產品輸送到世界各地的市場上去。用蒸汽動力取代力量和耐受性差得多的馬匹來用於運輸車輛，已經成為人們的一種渴望。一位美國蒸汽機製造者奧利弗·伊文思預言：「總有一天，人們可以利用蒸汽機旅行，由一個城市到另一個城市，如鳥類飛行一樣快速。旅客清晨自華盛頓出發，可以在巴爾的摩吃早餐，在費城吃午餐，而同一天在紐約吃晚餐。」

世界上第一輛蒸汽動力車

1763年，法國陸軍的技術軍官古諾所在的兵工廠生產一種炮身由生鐵鑄成的大炮，這種大炮需要幾匹強壯的馬才能拉動。古諾希望將蒸汽動力用於拉大炮，並且向陸軍部提出了製造一台樣機的建議。他的建議很快得到了法國陸軍大臣前瓦茲爾公爵的支持，並撥給他2萬英磅試制費用。經過6個努力，1769年，古諾製成了他設想中的蒸汽動力車。
蒸汽動力車車身是很重的木製框架，前面支撐著一個大鍋爐，後面是兩個汽缸，鍋爐產生的蒸汽送進汽缸，鍋爐產生的蒸汽送進汽缸，推動著裝在裡面的活塞上下運動，再通過曲拐把活塞的運動傳給裝在車框架下面的前輪，操縱前輪轉動前進。

古諾的蒸汽機車的命運

古諾架著他的蒸汽動力車真的走起來了！不過它的速度每小時才4000米，比馬車慢得多。而且，蒸汽動力車走了大約15分鍾後就得停下來，因為鍋爐里的蒸汽已經跑完了，古諾必須下車給鍋爐添水加煤，等到鍋爐里重新噴出蒸汽以後才能繼續行走。
經過反復改進，這台蒸汽動力車上已經可以乘坐4個人，速度也提高到每小時9000米。陸軍部下令古諾再制更大型一些蒸汽動力車，要求達到載重4580千克的標准。可是，那輛蒸汽動力車試時由於操縱不靈活，車輛撞到兵工廠的牆上，牆撞塌了，車也撞壞了。盡管如此，1771年，一台更大型的蒸汽動力車經過改進，已經達到可以牽引4－5噸重物的水平。但這輛車造成後，法國政府對此已經沒有什麼興趣了。
盡管如此，古諾的蒸汽動力車試驗卻是自車輪發明以來，有關陸地運輸的最大事件。在此之前，車輪只是一種被動性裝置，用以減少車輛與地面之間的摩擦。只有古諾的機器是將蒸汽機的動力通過齒輪傳到車輪本身，使車輪變成實際推動車輛運行的工具。這是今日所有火車、汽車行駛時的基本原理。車輪有史以來第一次可以藉人力或者畜力以外的動力向任何方向行駛，而且車輪的基本作用也已經完全被改變了。

德里維斯克製造了一台蒸汽機車

英國的理查德·德里維斯克是一位礦場經理的兒子，生於1771年。19歲，德里維斯克當上了礦場的工程師，便開始研究改進瓦特的固定動力蒸汽機。德里維斯克將鍋爐製作成管狀，每一根銅管的直徑為2米，這種管形鍋爐使得蒸汽的壓力大大增加，可以得到比瓦特蒸汽機大得多的動力，而且比較安全。1801年，他利用自己製造的這種高壓蒸汽機製成了他的第一台正式的蒸汽機車，不過它只是在普通路面上行走。同年12月28日，在一群友人陪同下，德里維斯克架著機車向小山上行駛，但機器發生了故障。據一位目擊者說：「車子被推進路旁一間小屋，全體同行赴旅館休息，用烤鵝和酒來安慰傷心。隨後他們可能已將蒸汽機車的事完全忘光，以致鍋爐水燒干、鐵板都燒紅了，蒸汽機車及房屋等能燒的部分都全部被燒毀。」

一次打賭使蒸汽機車爬上鋼軌

當時，出了了由馬拉著裝的鐵輪的煤車，在鐵制的路面上運煤，以防止車輪陷入地面，同時減少摩擦阻力，提高運載量和速度。
德里維斯克認為，這樣的鐵路馬車，完全可以用蒸汽力來代替馬力。1804年，一位鐵器製造商和德里維斯克的朋友打賭說，蒸汽機車就是造出來了，也決不可能拉著10噸鐵跑完煤礦大約15.5千米長鐵制的軌道。於是德里維斯克就為他的朋友造出了一台真正在鐵軌上行走的貨運蒸汽機車。
1804年2月22日，德里維斯克報告說：「昨天我們坐蒸汽機車出發，機車一共帶了10噸鐵、5輛車、70個人……和廠主打賭500多幣的人也和我們一同坐完全程，他最後承認自己賭輸了。」

德里維斯克製造了第一台載客火車

盡管德里維斯克的貨運蒸汽機運行取得了成功，但缺點是蒸汽機車和它牽引的貨物太沉重了，生鐵鑄成的鐵軌發生了斷裂的事故。於是礦山的主人拒絕了德里維斯克的蒸汽機車，還是決定用老辦法馬拉貨車來運礦石。
1808年，天才的德里維斯克在倫敦建造了一條圓形的軌道，他用自己的製造的蒸汽機車牽引一列滿載乘客的車廂在軌道上作了運行表演。這個表演被稱作「看誰能趕上我」，進場觀看錶演的人需繳費1先令。好奇的青年人還爬到機車後面的車廂里去坐坐。這可以說是人類有史以來第一列真正的載客火車，也是倫敦第一輛無馬牽引的載客車。但當時人們並沒有立即意識到它的重要價值。德里維斯克十分失望，他寫道：「我以為這些試驗足以向大眾顯示，這輛車可以普遍使用；雖然它甚有前途，但終於仍被埋沒，這使我再也沒有勇氣去做任何實驗了。」

用齒輪解決車輪和鐵軌的關系問題

人們發現德里維斯克蒸汽機車失敗的原因在於機車車輪無法在鐵軌上穩定運行，於是許多人開始設計一種新的車輪和軌道。一位名叫約翰·布倫金索普的工程師製造了一台齒輪軌道式蒸汽機車，滾動的鐵車輪上帶有齒牙，行駛機車時，輪的齒牙與軌的齒牙相吻合，行駛起來就不致於打滑了。1812年，這種帶齒輪的蒸汽機車試車成功。
由於齒牙只設計在鐵軌的一側，使得機車行走時缺乏穩定感，所以如果要使機車行車穩定，有齒的鐵軌應該安裝在鐵軌的中央。可是馬拉車作為運輸煤炭的補助方式不能完全舍棄，鐵軌因而仍要留給馬拉車行走，這樣上述問題依然難以解決。結果，布倫金索普設計的帶齒的蒸汽機車，以每小時6000米的速度，牽引20噸重的煤車，在那個煤礦上運行了好幾年。

給機車裝上兩條腿

還有一位名叫布蘭頓的工程師在蒸汽機車的後面裝上兩條像馬腿那樣的腿，交替著支撐在地面上以防止機車在行駛時打滑。這種機車於1813年試行。不幸的是，這兩條腿不僅使機車速度放慢，而且還引起了機車的強烈振動。

既不用齒輪也不用腿的機車

幾乎同時，工程師海德雷也製成了一輛機車「巴芬比利」號，汽缸安裝在接近車輪的地方。從此以後，蒸汽火車頭的汽缸大致上都是裝在這個位置。它既不採用有齒的鐵輪和有齒的鐵軌，也不裝上像馬腿那樣的腳，只是採用鐵制的車輪在鐵軌上安全行駛。這種蒸汽機車的試行證明，只要在車輪與鐵軌之間有足夠的摩擦力，就可以保證蒸汽機車的行駛。這台蒸汽機在懷拉姆煤礦連續使用了將近50年。

斯蒂芬森也學著造機車

喬治·斯蒂芬森1781年生於英國一個礦工的家庭，直到18歲還是一個文盲。他不顧人們的嘲笑，和七八歲的孩子坐在一個課堂里，從認字母開始學起。19歲時，他為自己已能夠寫出自己的名字而欣喜不已。
到1810年，斯蒂芬森開始著手製造蒸汽機。1814年7月25日，斯蒂芬森自己動手製作的第一台機車開始運行，取名「布魯克」號。這台機車有兩個汽缸、一隻2.5米長的鍋爐，有凸緣的車輪防止打滑，而鐵軌是平緣的。它可以拉著8節礦車，載重30噸，以每小時6.4千米的速度前進。

火車的名字從此叫響

「布魯克」號機車在斯蒂芬森家門口的煤礦里的軌道上行駛，機手是斯蒂芬森的弟弟詹姆斯，給蒸汽機車的鍋爐生火的是詹姆斯的妻子。第一次運行時，煤礦上居民看到蒸汽機車行駛起來時，煙囪直往外噴火，就給它取了一個名字叫「火車」。「火車」 這個名字在今天已經流傳到全世界，而蒸汽機車被叫作「火車頭」，也一直沿用到今天。
在以後的10年中，斯蒂芬森造了12輛與「布魯克」號相似的火車頭。雖然在設計上沒有突破前人的成就，但斯蒂芬森還是自信地預言：「我深信一條可以使用我的蒸汽火車頭的鐵路，效果遠較運河為佳。我敢打賭，我的蒸汽機車在一條長長的良好鐵路上，每天可以運載著40－60噸貨物行駛100千米路程。」

火車遭到敵視的反對

但問題遠沒有那麼簡單，並不是所有的人都認為火車是一種先進的和可以改變未來的交通工具，敵視斯蒂芬森和他的蒸汽機車的人仍然不少。因此，不只一處的鐵路橋梁或新建軌道在深夜中神秘地遭受破壞。有一家水上運輸公司甚至用炮火轟擊斯蒂芬森的測量隊。對此，只有不斷用實力來證實火車的這種無與倫比的能量才能使頑固的英國人轉過腦筋來。
機會終於來了。由斯蒂芬森負責主持修建的利物浦－徹斯特鐵路是一條全世界都給予極大關注的英國鐵路。斯蒂芬森和他的兒子打算以這條鐵路證明蒸汽火車頭是英國的最佳交通工具，而且證明它完全適用於鐵軌。1829年4月，利物浦－曼徹斯特鐵路委員會宣布即將舉行一次競賽，以決定最佳的機動車輛。試驗要求每種機車牽引一列滿載石子的車輛在長3000米的路上來回運行20次，車上的載重量則為機車的3倍。優勝的機車設計者可獲得500鎊獎金。

火車徹底征服了人們

這是一個令人興奮的時刻，人們從此不再用一種敵意的眼光盯著這個鋼鐵怪物了。斯蒂芬森駕駛他的「火箭」號在這條鐵路上來回行駛。任何有足夠勇氣的人都可坐上去體會過去的四輪馬車永遠無法給予的最高速度。其中一位女演員范妮·甘波兒，她完全被那火車頭迷住了。在機車上她坐在斯蒂芬森的身旁，事後她興奮地描述說：「機車以全速前進，那種感覺真是難以想像。它跑得非常平穩，……我站起來，除去軟帽，盡情吸入迎面吹來的空氣，……強風使用我的眼睛睜不開來。……當我闔上眼睛時，我感覺自己彷彿正在飛行，心中的喜悅和驚奇實在不是言語所能形容的；雖然如此驚奇，但我有絕對的安全感，並無絲毫恐懼。」
三星期後，斯蒂芬森父子製成「行星」號，其鍋爐共有129根銅管，可以極快地產生蒸汽以推動車輪飛速前進。人們不再對使用蒸汽火車頭的鐵路優點產生絲毫懷疑，陰雨和泥濘的路面也不再對這種靠鐵路行駛的火車構成任何障礙。

火車迅速改變了英國

最受歡迎的利物浦－曼徹斯特鐵路，在1830年最後4個月中共運載7萬人次旅客，1831年的運輸總收入達50萬英鎊。到1832年，英國已經擁有了24條商用鐵路，最興旺的一萬噸貨物。在新路線上運載客貨的火車頭，多數為斯蒂芬森工程公司所建造，而且主要是「火箭」型或「行星」型。火車頭裝有高壓鍋爐，內部有精巧的汽管結構網和一對卧式汽缸，這種構造成未來火車頭的標准模式。這些堅實的火車頭可牽引12輛載客或載貨車廂，以每小時33千米的速度行駛。到1833年，英國開采購的每一塊煤，在運往市場途中總有一部分路程要依靠火車。到1836年，已有總長超過724千米的鐵路將英國各主要工業地區連成一體。火車和鐵路已經真正成為正處於工業革命中的英國的一條「經濟動脈」。

火車進入了年輕的美國

19世紀初，美國人首先對火車發生興趣。在英國的利物浦－曼徹斯特鐵路運行1年的時間中，美國的機車廠已經建造了6輛新火車頭。其中一輛「戴維·柯林頓」號，已有7.35千瓦的功率。這些早期火車還很完備，跑起來時煙囪的火星像下雨一樣落在遊客身上，旅行時旅客們總是在車廂中忙作一團，互相用手去拍濺在大衣上的火星。盡管如此，火車對好奇的美國人來說仍然充滿了吸引力，它的速度、便捷和平穩大大超過了四輪馬車。每當火車開動，小孩和成人都跑到火車站睜大眼睛觀看。戴著鴨舌帽、穿著斜紋粗布服裝的操縱火車節氣閥的火車司機，在整整一個世紀中成為美國民眾所熱愛的火車的美好象徵。
1832年，僅在1年時間中，美國就建造了17條全新的鐵路並獲得執照啟用。不久又有6家火車頭製造廠出現。這些工廠所造的火車頭十分優良，並且很快就輸出火車頭供給英國鐵路部門。英美之間也由此形成了競爭的局面。

火車打不動中國清朝政府

1863年，火車已經成為英國、美國和其他歐美國國家的主要交通大動脈，但此時中國人尚不知火車是什麼樣子。這一年，上海的英美僑商建議清朝政府在上海與蘇州之間修築一條鐵路；第二年，英國人斯蒂芬森還天真地為中國擬了一個《中國鐵路計劃》，想在中國建造四大幹線，形成一個鐵路網路。但沒有被接受。
1865年，一個名叫杜蘭德的商人，在北京宣武門外修了一條約1000米長的小鐵路，試跑一種小型的火車，目的是用它作為推廣建造鐵路的廣告，使清朝政府看到實物後可以接受在中國建造鐵路和行駛火車的要求。清朝官員認為這種怪物使人害怕，下令限期拆除。杜蘭德只好拆除了鐵路，並離開了中國。

令人著迷的火車司機

19世紀末20世紀初，火車司機成為成千上萬男孩子心目中的偶像，他們強壯，臉上抹著煤黑－笑時露出一口白牙，一雙大手非常有力，同時又和靄可親。孩子們都夢想長大後駕駛著一列冒著白煙、響著汽笛的鐵馬穿過平原和大河去旅行，而車上坐著他們好朋友和家人。一個真正的火車司機駕駛一列火車在火車剛出現時非常忙碌。他一會兒要給鍋爐加煤，一會兒要往鍋爐里添水，一會兒又要跳下來修理車輪，因為那時的火車經常要出毛病。

火車司機是最有技術的人

為了使機車起動，司機需要操縱兩個主要控制裝置：一個為節氣閥，用以調節蒸汽的使用量；另一為控制桿，用以調節蒸汽沖力推動活塞的時間。火車開始起動時，司機將控制桿推向前方，讓蒸汽在活塞很長、緩慢、強有力的整個沖程中進入汽缸，使停止中的列車可以啟動。列車啟動後，司機便將節氣閥全部打開以供應汽缸所需的大量蒸汽進入汽缸兩端的時間。一個優秀的司機能夠合理地控制蒸汽使用量，這樣行駛150千米路程可以節省燃料的5％甚至10％，而速度則可以達到每小時181千米。盡管20世紀初的最先進的機車也只能將熱能的7％轉變為有效功，無法與後來出現的效率高達25％的新型柴油電氣機車相比，但僅憑這速度就已足夠征服世界的了。

蒸汽機車挺煩人的

蒸汽機車以其強勁的動力在很長一段時間居於鐵路的主宰地位。它行駛安全可靠，但需要非常多的照顧與給養。一輛貨運機車每行駛50千米左右即需加煤，因此沿線需堆積像山丘一般的煤炭。蒸汽機車經過住宅區時產生的極大噪音及塵垢，在較長的山洞內行駛時產生的煤灰和礙眼的煤煙，都令人心煩。即使最精巧的客動機也需要每行駛400千米即進入車房清理灰渣、更換機車乘務員。最繁忙線路上的機車，也只有不到1／4的時間可以真正用來載客運貨，其餘的時間都讓那些費用浩大的保養工作佔用光了。

第一次行駛的「布瑞海爾號」

史蒂芬孫聽了哈德里的說明。回來之後就馬上著手蒸汽機車的改造了。
「對！看派彭比里號的情況，鐵軌和車輪之間需要有使機車能夠行駛的足夠的摩擦力。」
懂得這個道理後，史蒂芬孫開始研製車輪和鐵軌上即使沒有鋸齒也能行駛的機車。由於辛勤的努力，不久就製造出了一台蒸汽機車，機車的名字叫「布瑞海爾號」。這是1814年的夏天。
布瑞海爾號的第一次運行是7月25日，試運行的時候，布瑞海爾號牽引著運載重達30噸的煤的貨車以6.5千米的時速行駛著。6.5千米的時速比當時的馬車速度都慢。但因為掛上了機車，史蒂芬孫和史密斯別提有多高興啦。
「從現在開始進行改造。」
史蒂芬孫為了製造性能好的機車，在改造上傾注了自己的心血。聽到史蒂芬孫的機車行駛成功的礦主也都從各地跑來，「給我製造一台。」「我也要一台。」
這樣，史蒂芬孫先後製造了四台「布瑞海爾號」機車。此後，史蒂芬孫不再想做司機，而只想熱衷於蒸汽機的製造了。但立即停止煤礦工程師的工作，就無法生存，因此史蒂芬孫只能一邊勤奮地做工程師工作，一邊研製蒸汽機車。

世界上第一列火車

1814年，斯蒂芬森設計製造的蒸汽機車「半統靴號」通過試車成功。這台機車重6.5噸，可牽引30噸貨車，軌距1423毫米，是世界第一輛實用的蒸汽機車。
不久，斯蒂芬木又設計製造出「旅行」號蒸汽機車，在1825年9月27日的世界第一條鐵路——達林頓鐵路正式通車的慶典中，斯蒂芬森親自駕駛「旅行」號蒸汽機車，以20公里的時速，牽引48噸重的車廂駛完全程，從而開創了鐵路運輸史的新紀元。
「旅行」號在鐵路上服役20多年後，光榮「退休」了，被陳列在世界第一條鐵路的起點站達林頓車站的站台上。在那裡，人們不僅可看到世界第一列火車的機車和車廂，還可以見到世界第一條標准鐵路的風采。

馬車與火車賽跑

1830年8月28日，美國的巴爾的摩港人歡馬叫，萬頭攢動，這里正在舉行世界上第一次馬車與火車的賽跑。為什麼要進行這場奇怪的比賽呢？原來當地有個名叫彼得·庫伯的大地主，製造了一輛新的機車，決心要與本地的馬車大老闆斯托克登的一匹非常出色的「灰馬」比個高低。
比賽開始了，由於火車起動慢，馬車領先了400米。當機車達到每小時24公里的速度正常運行，眼看「灰馬」的主人就要認輸時，機車鼓風機的皮帶去從滑輪上脫落下來了，頓時速度變慢了，結果「灰馬」從後面追了上來，贏得了這場比賽的勝利。
盡管如此，人們通過比賽還是看到了機車牽引的滑力和前景，真正的勝利者應該是庫柏。

電力機車出現了

1834年，美國的達文波特製造了用電池驅動的電動機模型。把這種電動機模型裝在玩具車上，在軌道模型上行走獲得了成功。1835年，荷蘭的斯特拉廷和貝克爾兩人試制以電池供電的二軸小型鐵路車輛。1838年，德國人雅可比在俄國發明了電動機。1842年，英國蘇格蘭的載維森改進了雅可以的電動機，以電池為電源並利用此電動機製造了電動機車，同時在鐵路上試動行獲得了成功。1866年，德國的西門子發明了發電機。1879年，西門子利用這台發電機製成了電力機車，能運載20名乘客，時速12千米。同年在柏林貿易展覽會上，西門子駕駛這輛小型電力機車，拖著乘坐18人的3輛車，進行了表演。該機車電源由外部150伏直流發電機供應，通過兩軌道中間絕緣的第三軌向機車輸電。這是電力機車首次成功的試驗。

電力機車很好用的

1890年，倫敦首先用電力機車在5.6千米長的一段地下鐵道上索引車輛。1903年，德國三相交流電力機創造了每小時210.2千米的高速紀錄。第二次世界大戰後，法國試驗單相交流電路，證明經濟效果較好。美國用2.5萬伏50赫茲的單相交流電進行遠距離輸電，其成本比直流線路低2／3，因而被廣泛使用，迎來了電力機車大發展的時期。
1955年西方國家共有電力機車約9000台，占所有機車總數的5％；1976年，達到17760台，占機車總數的14.2％。除美國和英國以發展電力機車為主，而且其運輸量已超過柴油機車的運輸量。電力機車向大功率、高速、耐用方面發展，客運電力機車的速度已從每小時節160千米增加到200千米，1981年法國製造的電力機車創造了380千米／小時的世界紀錄。

利用電力移動的車

1829年，史蒂芬孫的蒸汽機車「火箭號」在英國的機車比賽大會上獲得勝利之後，歐洲和美國也緊接著鋪設了鐵路，並有許多蒸汽機車開始行駛。
當時，美國的代番包特研究了利用電氣的力量使汽車行駛的方法。1834年代番包特製造了利用電池移動的電動機的模型，並把它安裝在玩具車上在模型鐵軌上行駛，結果成功了。1838年，德國的亞考地製造了電動機，並把它安裝在小遊艇上在水上行駛。
利用電動機移動的模型車和小遊艇的製造，促使各地的人們開始思考：如何將模型變為實物，並使其行駛於鐵軌之上。
1840，英國蘇格蘭的代伊比德申改良亞考比的電動機，製造了安裝整流子的電動機，並把它安裝在了電力機車上。代伊比德申的電力機車試運行於愛丁堡和格拉斯哥之間的鐵路，並且非常成功。
但由於當時強力發電機尚未製造出來，電動機基本上是利用電池的力量轉動的。雖說是電池，其實不過是蓄電池，所以既大又重，電力也非常有限。
機車運載人或物體行駛時需要大的電動機，因此也需要較大的電力。利用電池的力量是很難轉動機車的。不僅如此，電池的價錢也非常高。
所以人們雖知道電力機車能夠行駛，但並沒有實際利用它。代伊比德申之後，英國和美國也製造了許多電力機車的模型，但都沒有實用化。
與此相反，蒸汽機車的發展非常快。牽引著沉重的貨物，貨車跑得非常快。因此人們已經不再想深入思考電力機車的問題了。

行駛於高速度時代的電力機車

利用架空線，市內電車就要在車體內拉出長鐵棍與架空線相接，用於吸收電力。接在架空線上的鐵棍稱作有軌電車桿，有軌電車桿式電車最早亮相是在1883年芝加哥博覽會上。發明有軌電車桿的人是比利時的胡安·代普爾。
同時，美國的丕尼也製造出了用電動機和有軌電車桿代替汽油發動機的不用在鐵軌上行駛的無軌電車。
此後，市內電車和有軌電車在美國的大都市非常發達。又由於第一次世界大戰之後，煤價上漲了，所以美國和歐洲紛紛推進了用電力機車代替蒸汽機車行駛的計劃。
同時，由於電動機和制動機等性能的不斷提高，使得機車速度越來越快，新的運行記錄紛紛產生。
1955年3月，法國國立鐵路的直流式機車CC7107型以331千米的時速行駛，從而創造了世界記錄。然而，在此次的試運行中，從架空線中吸收電流的機關－導電弓架由於被熱量所燒毀，從而引起了對導電弓架的爭議。
就在CC7107型創造了速度新紀錄的第二天，另一機車BB9004型也駛出了331千米的時速。
後來出現的與CC7107型相同形狀的CC7100型機車被稱作「米斯特萊爾」，並用於特快列車的機車。

韓國的電力機車和電車

韓國的電力機車和電車的情況又是怎樣的呢？
韓國的第一條電氣鐵路建於慶園線上的福溪和高山之間，全長53.9千米。這條電氣鐵路於1937年開工，1941年竣工。此後，又決定在中央線上的制添和風奇之間鋪設一條長60千米的電氣鐵路。作為第一期工程，1943年從丹陽到風奇之間的23千米長的鐵路竣工了，並計劃於1945年投入運行。但由於第二次世界大戰的結束，計劃延期了。1950年6月25日由於戰爭又使得電氣鐵路設施全部遭到破壞，柴油機車的進入也使電力機車沒有運行。
現在，各國都在城市之間和和工農業生產基地之間鋪設了鐵路，許多大在市區內還鋪設了地鐵，為方便市民的交通做出了巨大的貢獻。電車在漢城市內的第一次出現是1899年陰歷的4月8日，此前漢城市內的交通工具只有人力車。
最早的電車路線是以東大門為起點，到達西大門和由東大門到達青梁里的較短路線。最初的電車長約8.7米，寬約2.4，可乘49人。當時共製造了9輛電車，包括一般用8輛和皇室用貴賓車1輛。
電車開通之初，漢城市內的人們表現出了極大的好奇。人們爭先恐後地去乘電車，其中有因為出門而乘坐的人，但也有很多出於好奇心而專門乘坐的人。
電車轟轟烈烈地行駛了幾十天之後就出事故了。當年5月26日，由東大門駛往西大門的電車在鍾路3街軋死了一個5歲的兒童。由於兒童被軋死，憤怒的人們就往電車上澆油，把這輛電車燒掉了。
事件發生之後，韓國的電車不得不暫時停止。日帝時代中期，電車路線被重新整修，同時進口了大型電車，運行非常活躍。
此後很長時間，電車代替了平民的步行而往來於漢城和釜山之間。但隨著交通工具逐漸增多，人們也覺得電車速度慢，同時它妨礙其他汽車運行，所以1968年11月30日電車最終在漢城消失了。

內燃機車比電力機車更好

由電廠供電的電力機車可以獲得較高的速度和牽引力，但問題是無論由高架線供電還是用第三軌供電，對於幾千甚至幾萬千米的遠距離鐵路線來說，費用太大了；而且這種供電方式既不安全，也容易受外界自然條件影響，一旦供電線路中斷，鐵路運輸就會中斷。所以，人們想像中的電力機車實際是具備電力機車的優良性能，而又不需再去修築第三條軌道、架空線或中央發電廠的那種靠自身供電的機車。活塞式內燃機出現後，這個問題便很容易地得到了解決。
20世紀初，美國通用電氣公司試用一台英國製造的140馬力汽油機組裝了一輛汽油機車。這輛汽油機車用內燃機帶動發電機，再通過發電機帶動電動機，從而推動機車前進。這是世界上第一輛鐵路內燃機車。

柴油內燃機車出現了

緊接著德國人魯道夫·狄塞爾發明了柴油機。由於柴油機的經濟性能比汽油機好，使這項技術在鐵路上得到了廣泛的採用。
1925年，美國新澤西州的中央鐵路使用了美國鐵路史上的第一輛300馬力的小型柴油機電力機車。很快，這種機車的功率越來越大，出現了3500甚至7500馬力的大型機車，可以牽引超過5000噸的貨物，由明尼蘇達州的聖保羅行駛到華盛頓州的韋納奇，長達2591千米，無需更換機車，能以高達145千米的時速行駛。柴油機電氣機車只要很少量的燃油便可以將1噸貨物移到1.5千米。

內燃機車成了鐵路的主人

內燃機車的效率和清潔性大大超過了笨重的蒸汽機車，於是人們迅速用內燃機車取代蒸汽機車用於鐵路運輸。特別是第二次世界大戰以後，由於石油價格低廉，大大地促進了內燃機車的發展。美、英、加等國的鐵路都在10年左右的時間內實現了內燃機車化。今天，全美國99％的鐵路貨運和客運都使用了柴油機電氣機車，其餘的則直接使用電力車，已沒有蒸汽機車了。

9. 火車是誰發明的

人類歷史上最重要的機械交通工具，早期稱為蒸汽機車，也叫列車。有獨立的軌道行駛。鐵路列車按載荷物，可分為運貨的貨車和載客的客車；亦有兩者一起的客貨車。 最早使用燃煤蒸汽動力的燃煤蒸汽機車有一個很大的缺點，就是必須在鐵路沿線設置加煤、水的設施，還要在運營中耗用大量時間為機車添加煤和水。這些都很不經濟。在19世紀末，許多科學家轉向研究電力和燃煤蒸汽機車。 世界上第一列真正在軌上行駛的蒸汽火車是由康瓦耳的工程師查理�6�4特里維西克所設計的。 它的火車有四個動力輪，1840年2月22日試車，空車時，時速20公里，載重時，每小時8公里(相當於人快步行走的速度)。 不幸，火車的重量壓垮了鐵軌。 電力機車1879年，德國西門子電氣公司研製了第一台電力機車，重約954公斤，只在一次柏林貿易展覽會上做了一次表演。1903年10月27日，西門子與通用電氣公司研製的第一台實用電力機車投入使用。其時速達到200公里。 燃油機車1894年，德國研製成功了第一台汽油內燃機車。並將它應用於鐵路運輸，開創了內燃機車的新紀元。但這種機車燒汽油，耗費太高，不易推廣。 1924年，德、美、法等國成功研製了柴油內燃機車，並在世界上得到廣泛使用。 1941年，瑞士研製成功新型的燃油汽輪機車，以柴油為燃料。且結構簡單、震動小、運行性能好，因而，在工業國家普遍採用。 20世紀60年代以來，各國都大力發展高速列車，例如法國巴黎至里昂的高速列車，時速到達260公里；日本東京至大阪的高速列車時這也達到200公里以上。 人們對這樣的高速列車仍不滿足。法國、日本等國率先開發了磁懸浮列車。我國也正在上海修建世界第一條商用磁懸浮列車線。這種列車懸浮於軌道之上，時速可達400－500公里。