德国的火车头是怎么制造的

1. 你知道火车头是如何制造的吗有谁能跟我们讲解一下

俗话说，火车跑得快，全靠车头带。那么火车头是如何制造的？

第一、制造火车头要从这块大钢板开始。首先，工人将这些钢板焊接在一起，用来制造火车头的结构底价。然后在底价的两端插入矩形钢烧并焊接牢固，再用一个巨型耳轴浆底价翻面，使突出的刚稍朝上。接着吊车把底价送到另一个区域进行焊接。在这里，自动化的焊接枪会不断绕着刚烧进行焊接，并留下一圈2.5厘米厚的焊接点。这个过程必须要焊接得当，才能让底价和轮廓完美组合。整个火车头结构底架的焊接点都非常的厚，这样底价才能拖动454吨的火车车厢。

第四、首先工人把两组多轮起落架放到底价的两侧，然后用吊车将底价慢慢放在多轮起落架上面，将底价下突出的之轴稍插入多轮起落架上的孔槽内，接下来将一台巨型交流发电机放到底价上，用来发动牵引电动机、控制系统以及其他辅助设备，而这个16个4500匹马力的引擎就是用来驱动交流发电机的，然后给驾驶控制室进行隔音处理并安装在避震系统上，接着组装各式电器连接线路，再给组装好的发电机和引擎套上外壳，最后给火车头上好油漆和图案后，这台长达23米的火车头就制造完成了。给他加满油后，火车头重量可达204吨，最多可拖行一公里长的车厢。

2. 火车是怎么发明出来的

发明火车的荣誉归于一位不太出名的英国人特里维塞克。 1801年，发明家特里维塞克首先造了在一般道路上行驶的蒸汽动力车辆，于次年申请到专利权。在此基础上，他把瓦特的蒸汽机改造成高压蒸汽机，用这种蒸汽机成功地制造了可以在轨道上行驶的火车头。1804年2月29日，特里维塞克的火车头沿着专门轨道由默尔瑟开到阿伯西昂，开创了世界上第一辆蒸汽车的光辉行程。十年后，英国着名的发明家斯蒂芬森制造并改装了一个相似的火车头，并铺设铁轨，开始在煤矿中使用。这样，后人也就把他当成火车的发明人了。

3. 火车是谁发明的简短

火车的发明
火车和所有其他发明一样，都是为了满足社会需要而问世的。

18世纪初，随着社会生产力的发展，人们急需一种比马车装得多、跑得快的新型车辆。在这种情况下，英国人瓦特发明了蒸汽机。这种机器比马的力气可大多了，它一问世就引起了人们的注意。

有些人就想将“大力士”蒸汽机装在车上，代替人力或者畜力来使车辆前进。说来有趣，这种大胆设想首先在军事上得到实现。当时，欧洲各国的军队为了满足作战需要，纷纷采用口径和射程越来越大的大炮。由于炮的重量不断增加，用人推马拉的办法很难保证大炮能及时跟随部队作战。法国一位名叫居尼奥的炮兵军官，针对这一问题就研制成用蒸汽机推动的“蒸汽汽车”来牵拉，从而开辟了以机器为动力的现代车辆蓬勃发展的道路，也为火车的诞生打下了基础。

这种将蒸汽机装在车子上的机械车是怎样推动车辆行驶的呢？我们从它的外形上可以看到，蒸汽机有一个大锅炉，装在车架的前端。在锅炉下面烧着煤火，用来将锅炉里面的水加热成蒸汽。由锅炉上的一根管子将蒸汽引入车子前轮上方的汽缸里，蒸汽的力气很大，便推着汽缸里的活塞向前移动，而活塞通过连杆和曲轴与前轮连在一起，于是随着曲轴的转动，车轮就跟着转起来，从而使车子前进了。

此后不久，这种冒着黑烟、喘着粗气的车子先后在英国和德国出现了，如英国1804年制成的蒸汽机车。不过，它的模样和先前不大一样了：有的将锅炉移到车子的中间，并罩上罩子，两头还装上几排座位；有的把锅炉移到车后部，而在前面坐人的地方装了一个车厢，等等。蒸汽车有点近代车的气派了。

与大多数新事物出现所受的遭遇一样，在当时马车占主要地位的欧洲各国，蒸汽车处处受到非难和排挤。

就说英国吧，那时各城市的邮政厅都使用大量的马车来运送邮件。为了维护自身的利益，邮政厅便和大大小小的马车主联合起来共同对付新出世的蒸汽车，并要求政府对蒸汽车加以种种限制。后来，英国政府也站在马车主一边来反对蒸汽车，并规定了许多条条框框。例如，对蒸汽车下了这样的命令：蒸汽车在行驶时，必须有手持小红旗的人在车前55米处跑步前进，以招呼行人避让；在有马的地方，不许蒸汽车的锅炉放气；不许蒸汽车在街上鸣汽笛；蒸汽车在农村路上行驶，车的时速不得超过6千米，在城市不得超过3千米……这简直比老牛车还慢呢！现在看起来确实令人发笑。

后来，尽管人们对蒸汽车进行了改进，但是由于它有着先天不足的弱点，例如车上装的那又大又重的蒸汽机，既要经常停下来添煤加水，操作很不方便，又大量排出浓烟和蒸汽，而且还占了车上很大地方，装运不了多少货物，所以人们逐渐对它失望起来。

就在人们为蒸汽车的前途担心的时候，有人就想到了16世纪中期在矿山上用木头做轨道，以人力和畜力拉动的车子，提出也给蒸汽车铺上轨道 （木头轨道显然不行，需要用铁轨），让它拖带几节车厢在铁轨上行驶的设想。这可是个好主意，不仅使车厢里可装很多的货物和人员，而且可发挥蒸汽机力气大的特长，使车子跑得快。

1825年9月27日，从英国斯多克顿到达林顿的世界上第一条铁路正式通车了。由蒸汽汽车改制成的蒸汽机车 （我们平常所说的火车头）开始大显身手了，蒸汽机从此派上了大用场。这同时也宣告了世界上第一列火车正式问世。

那天上午，由斯蒂芬逊制造并驾驶的“运动号”蒸汽机车拖带着33节车厢，从斯多克顿出发了。车厢里装载煤和乘客，而看热闹的人站满了铁道的两旁。人们有的步行，有的骑马，追追跑跑，簇拥着这长蛇般的庞大怪物在缓缓行驶。

1828年，期蒂芬逊和他的儿子共同制造了“火箭号”蒸汽机车，并参加了一次比赛。当时有3台机车参加比赛，其中一台在比赛开始不久，锅炉接缝的地方便破裂了；另一台走了40多千米因汽缸破损而停驶；只有“火箭号”机车以每小时22千米的平均速度，牵引着10多吨的货物，跑完了112.6千米的路程，顺利地到达终点，获得了冠军。此后，火车便受到人们的重视，在世界各国相继发展起来。

火车刚出世不久，跑得比较慢，本来就对火车冷眼相待的一些马车主，更加傲气起来，经常要跟火车比个高低，以显示他的马车跑得快。然而，马车有时的确会扬扬得意地跑在火车的前头，这就进一步促使人们对火车进行不断改进。

早期的蒸汽机车，外形各种各样：有的像个压路机，有的与四轮马车相似 （如英国“一号蒸汽机车”），有的和原始的汽车类同……这些机车的运载能力都还不大，跑得比马车快不了多少。由于它们都是用煤炭或木材做燃料，行驶时锅炉里的火焰熊熊，烟气冲天，所以人们习惯上把它称做“火车”。它虽然“吃”的是“粗粮”——煤，但力气很大，而且煤的成本又较低，来源丰富，因而蒸汽机一直延用了很长时间。

作为工业生产发展产物的蒸汽机车，自然就要受到一些工业发达国家的重视。它们纷纷修铁路，造火车，很快便使蒸汽机车风靡全世界。到19世纪中叶，这股筑路造车风掀起了热潮，英、美、日、德等国除了自己制造蒸汽机车外，感到修筑铁路有利可图，便向世界各地宣传推销，承揽修路造车工程，从而使火车得到日益广泛的应用。

火车与铁路

火车和铁路在今天是一对分不开的“兄弟”。

火车头，即蒸汽机车是英国发明家斯蒂芬逊于1825年发明的。有了火车头，才有火车。可是你知道吗，说起铁路的发明，比火车还要早半个多世纪哩！

早在16世纪中叶，英国的钢铁工业兴起，到处都搞采矿。可是，当时矿山的运输还很落后。铁矿石全靠马拉、人背，劳动效率很低。有个公司的老板，为了多运铁矿石，想了一个法子：从山上向坡下平放两股圆木，让中间的距离相同，一根接一根地摆到山下。当装满矿石的斗车，顺着两股圆木下滑的时候，山上的人大声喊叫着：“注意，车下来啦。”山下的人也大声回答道：“车到啦，好！”

这就是初期的木头轨道。

木头轨道制作简单，由上向下运送重物也很省力，一时受到欢迎。不过，如果在平地上使用木头轨道效果不大，省力不多。而且，这种木头轨道不耐用，磨损大。

到了1767年，有人试着拿生铁来做轨道，以取代木头轨道。人们便称呼为铁路了。铁轨比木头轨道的体积小许多，它直接放在地面上，斗车的轮子也是铁制的，推起来当当直响，运煤、送货也省劲。但是，斗车内装的东西不能过重。有一回，一辆车子装货多了，把铁轨压到了地面里，结果车翻货出，差点压伤了人。

怎么办？看来，必须解决地面的承受力问题，同时还要考虑铁轨的长度问题。就是在解决这些问题的过程中，逐渐产生了后来的铁路。

火车很重，有人说如果把这个重量分散到枕木上，再由枕木分散到“道床”上，道床所受的力再均匀地分散到路基上，这个力量就变得小了许多。经过这样的传递过程，接触面积逐渐增大，单位面积的压力就相应降低，路基就不会被压坏了。

这个设计的思路是很科学的，可以说，今天的铁路仍然是根据这个道理建成的。可是具体地说，道床应该用什么材料？造成什么样子？枕木多大最好？一系列问题需要解决。19世纪初，英国铁路公司征求新的轨道设计方案，并设置数万英磅重奖。一时间，英国、法国、比利时的应征者，蜂拥而来。图纸、模型堆积似小山。经过专家们评选，形成最优方案；把铁轨钉在枕本上，枕木铺在用小石子堆成的道床上。这样一来，道床上的小石子可以调整铁轨顶面的高低不平，防止枕木移动，利于排水，保护路基。

1830年，这一年有两项重要的发明：斯蒂芬逊新设计成功的蒸汽机车和火车行走的铁路——首次结合成功了。事实说明：从英国伦敦到爱丁堡的旅行时间，由原来的10～12天，缩短到只需要2天多（50小时）。人类可以创造比马跑得更快的旅行速度！

火车头牵引的车厢越多，载重越大。原来制作的生铁轨承受力量不足。有人轧制熟铁轨来代替。这种新铁轨比较旧的好，它不发脆，在重压下不致断裂。因此，铁轨的制作又有新的改进，虽然形状未改，可强度大为提高。

火车行驶的路很长，铁轨不可能无限长。一般是12～25米。最早的铁轨是一根紧接一根，没有一点空隙。谁知夏天酷热，铁轨受热膨胀，把笔直的铁路“顶”得弯成个凸肚子，火车怎么行驶？冬天寒冷，铁轨又收缩，发生断裂了。这样的事故教育了铁路建筑者，他们想：如果在铁轨的接头之间留点“缝隙”，还怕它热胀冷缩吗！

旧的矛盾解决了，又出现新的矛盾：铁轨的缝隙接头越多，火车运行中的震动越多，发出的噪声也越大。而且铁轨的裂损有60%是产生在接头处。人们开动脑子设法改进缝隙，于是无缝钢轨诞生了。

铁路，不知道花去了多少人的心血，集中了多少人的智慧，总结了多少次经验和教训，才成为今天这个样子，千万不要小看它。

地下长龙

现在，世界上很多国家都有了地下铁路 （人们简称地铁）。我国也在北京、上海、天津等城市建设了地铁，还有一些城市正准备承建。这说明，建造地铁是城市现代交通发展的趋向之一。

地铁列车不仅缓和了城市交通日益拥挤的情况，而且乘坐舒适，载客量大，运行准时，不受其他车辆干扰，可以高速行驶等，因而受到了广大乘客的青睐。虽然乘坐地铁的人很多，但是真正知道地铁是怎样问世的却不多。

地铁的发祥地是英国。

1830年以后，铁路在欧洲和美国得到了迅速的发展。那时使用的机车是烧煤炭的蒸汽机车。这种机车行驶时，浓烟滚滚，灰渣飞舞，污染了城市环境。另一方面，由于大城市里各种交通工具相互混杂，道路拥挤，火车也无法高速行驶。

解决这一难题的办法有两种，一是建高架铁路；二是建设地铁。但是，建设高架铁路投资大，而且还要占据地面相当大的空间。因此，人们还是对建造地铁感兴趣。

英国在世界上首先建设了地铁。那是在 1860年正式开工建造地下铁路的。但是，英国最早的地铁实际上应属于1822年建成的1.8千米地下隧道。

1822年，英国人斯蒂芬逊决定在利物浦和曼彻斯特之间敷设铁路，供“火箭号”机车行驶。但是，铁路沿线居民和害怕被火车抢走生意的马车主强烈反对修建这条铁路。因此，铁路不得不改变线路，绕远在沼泽地上通过。尤其是在利物浦市，反对修建铁路的人更多。由于不能在市内修建，不得不开挖1.8千米的地下隧道供火车行驶。

这一段供火车通过的地下隧道，虽然算不上真正的地铁，但是在地铁的发展史上还是占有一定位置的。正是由于这件事，才使发明地铁的英国人认识到，火车在地下行驶完全是行得通的，它为火车开辟了新的通路。

那时，英国也为地铁施工创造了条件。当时有个叫布鲁纳的英国人，在伦敦的泰晤士河下面开挖了隧道，采用的是一种“盾构法”施工的，即通过在地下深处安装圆管不断掘进的办法。这条隧道是1825年竣工的。1860年伦敦地下铁路开工时，人们也准备用盾构法修建地下铁路。

1863年，英国的地铁工程首先完成了从伦敦的福灵斯顿站到毕晓普站的6千米区段。那时，还没有发明电力机车，所以地铁也用的是烧煤的蒸汽机车。

这种蒸汽机车在行驶时，搞得地铁隧道里烟雾弥漫，不仅熏黑了车站和车厢，乘客们也满身烟尘。尽管如此，伦敦市民还是愿意乘地铁。他们认为，地铁方便，速度快。因此，伦敦的地铁利用率很高，并促使地铁线路不断扩展。到1883年，伦敦已建成了32千米的环形线地铁。

到了1890年，德国和美国先后制成了性能优良的电力机车。随后，电力机车很快用于地铁。法国巴黎由于也为城市交通问题所困扰，便立即投入修建使用电力机车的地铁。当时，为了迎接1900年万国博览会在巴黎举办，便加速施工。结果，在博览会举办时，巴黎地铁如期通车。这是世界上最早使用电力机车的地铁。与巴黎几乎同时，德国也在柏林开挖地铁，并于 1900年竣工。

美国在制成电力机车后，于1898年开始在波士顿修建地铁，并于1904年通车，从而代替了喧闹的高架铁道和不合时宜的铁道马车。

纽约和巴黎在地铁施工中，由于地下都是坚硬的岩石的地质构造，所以不能使用英国的盾构施工法，而采用先在岩石上开小洞，再进行扩大的施工办法。而德国柏林却是松软的砂土地质构造，因此先开挖路面，再采用沉箱法施工。

到了20世纪初期，世界上已有19个城市开通了地下铁路。此后，有许多国家都在筹建地铁。例如，前苏联的地铁建设虽然起步较晚，但有利之处是，可吸收各国经验，研究各种不同的地铁施工技术，采用适合自己的方法进行施工。于1932年开工修建的莫斯科地铁，在第二次世界大战期间，为了当防空洞使用，仍在继续施工，完成了6千米。如今的莫斯科地铁，是世界上最豪华地铁之一。

世界上最早建成地铁的英国伦敦，现已有地铁400多千米，居世界首位。其次是纽约，有380多千米。第三是巴黎，有近200千米。

铁路机车

铁路运输是19世纪20年代发展起来的，它的前驱是英国17世纪的木轨和18世纪的铁轨上的手推和马拉车辆运输。1802年英国人特里维西克制成3.5个大气压的“高压蒸汽机”及第一台实验性蒸汽机车，在默瑟尔和加尔第夫之间的铁路上行驶了14.5公里。1815年他又制成了7个大气压和热效率超过7%的蒸汽机车，功率在100马力之上，为后来斯蒂芬逊完成火车的发明奠定了基础。

1814年拿破仑侵英战争爆发，马车不能适应战时运煤的需要，斯蒂芬逊研制成从烟囱排蒸汽以使锅炉鼓风燃烧的机车。载 30吨煤每小时行驶6.4公里。到1825年9月，他终于制成可供使用的蒸汽机车，每小时可行驶24公里，载重90吨，从而完成了火车的发明。

1826年至1830年9月，斯蒂芬逊和他的儿子一起制成第一台载客运输火车“火箭式”，在竞赛中获胜，从此开始了蒸汽机车铁路运输的时代。1872年英国开始普及有座位的车厢，正式出现运客火车。

铁路运输的发展将轨距的标准提到日程上来，至今国际通行的标准轨距就是19世纪30年代英国人布鲁内尔提出来的，英国直到1892年才予以统一。1870年世界铁路总长为21万公里，到1900年已达79万公里。

20世纪初，由于用三级膨胀式蒸汽机和带过热器的机车，燃料消耗率进一步降低。机车和列车的结构有了较大改进。1936年至1938年间，英国的格莱斯雷先后设计出非流线形的“太平洋”号和流线形的“大西洋”号机车，时速分别达到182.5公里和203.5公里。1938年法国制成时速为202公里的高速蒸汽机车。

由于蒸汽机车燃料消耗率高，体大笨重，污染严重，以后逐渐被柴油机车和电力机车所取代。1926年至1929年间，德国制成直接用齿轮传动的和压缩空气传动的柴油机车。1932年在德国的柏林至汉堡和英国的东北铁路上分别出现时速为125和101.5公里的柴油机车。但由于柴油成本高和机车速度尚低于蒸汽机车，在欧洲未能推广。美国则因柴油比较便宜，并在 1935年出现了标准化的组合式柴油机，大大促进了柴油机车的发展，1945年已有4000台。

60年代初各发达国家开始成批生产4000～6000马力的柴油机车。到70年代前期，柴油机车功率已成系列，数量满足要求，很多国家停止使用蒸汽机车。1981年，英国制成时速高达270公里的高速柴油机车。

继柴油机车之后，电力机车又逐步发展起来。1879年柏林博览会展出第一台可供实用的电力机车，并在德国使用。电动机的转速可随负载在一定范围内变化，运行安全，设备简单，无污染，操纵和制动方便，而且还可以从发电站接受强大的电源，在短时间内产生必需的起动功率，便于高速行驶。

1955年，法国制成高速电力机车，时速达332公里，1981年又增加到380公里。电力机车的最大困难是架空线路和变电设备成本过高问题，美国用单相交流电进行远距离输电，其成本比直流线路低三分之二，因而被广泛采用，迎来电力机车大发展的新时期。

“长辫子”火车

1879年出世的世界第一台电力机车，是利用两条铁轨之间的第三条轨将电力引进机车里的。这种供电方式适合于电压和功率都比较低的情况。

随着电力机车的发展，要使它跑得快，运载量大，就得提高电力机车供电系统的电压和功率，因而需要使用高压输电线和变电装置。在这种情况下，就不能再使用设在地面上的第三条轨供电的方式了，因为这既不安全，又给使用带来不便。

1881年，德国试验成功一种适合以高压输电线供电的电力机车新的供电系统，叫做“架空接触导线”供电系统，也就是将电力机车的供电线路由地面转向空中。实际上，这种供电系统和现在城市中的有轨电车相似，在车顶上装着一条“长辫子”。它与以前使用蓄电池的电动机车的主要不同在于，它自身不带电源，由电厂供电，所以机车的结构比较简单，但需要一套供电设备。

这种装有“长辫子”的火车，依靠装在车顶上的受电弓子把电力从架在空中的电线上引到机车里。高压输电线送来的电是高达110千伏的三相交流电，必须经过牵引变电所变成25千伏的单相交流电，方能供机车使用。因此，在电力机车行驶的铁道沿线上，每隔50公里左右设一个牵引变电所。变电所的电又被送到邻近的沿线接触网上，通过机车上的受电弓将交流电引到机车的整流器上，把交流电变成直流电，使直流电动机旋转，再经过一套传动装置，带动车轮转动，机车就会跑动起来。

电力机车虽然问世较早，但直到20世纪60年代才开始受到人们的重视，被大量普遍地使用起来，已成为铁路机车家族中的佼佼者。

人们将电力机车称为神通广大的“火车头”，就是因为它比蒸汽机车有着以下独特的优点：

一是它的马力大，拉得多、跑得快、爬坡的劲头足。例如，我国在 50年代末期修筑的第一条电气化铁路——宝 （鸡）成（都）铁路，就充分发挥了电力机车的优越性。从宝鸡到成都，第一道关口就是要翻越气势雄伟的秦岭。过去用3台蒸汽机车拉一列950吨货车上秦岭时，像老牛拉车每小时才行走18公里。蒸汽机车下坡时是靠闸瓦制动的，而闸瓦因摩擦就会变热，如果不及时冷却就难以将机车制动住。为了保证行车的安全，蒸汽机车的下坡速度比爬还慢，有时甚至走走停停，以便使受热的闸瓦有足够的时间冷却。后来用3台电力机车取代同样数量的蒸汽机车，就能拉着2400吨的货物，以时速50公里快速上坡，比蒸汽机车在运货量和速度上都提高了近两倍。电力机车下坡时，采用电阻制动，使列车能以每小时40公里的速度下坡，既快速又安全。

二是电力机车用的是“干净”的电能，它不冒黑烟、扬灰渣，因而不会污染环境。即便是通过几公里长的隧道，旅客也不必担心浓烟和废气熏人，也不会被讨厌的煤灰渣迷住眼睛或弄脏衣服。机车驾驶人员也能在宽敞明亮的司机室进行操作。

三是电力机车操作简便，出车前的准备时间短，不像蒸汽机车那样，既要装煤，又要加水，也不像内燃机车需要加油。无论是在缺水的沙漠地带，或是在冰天雪地的寒冷地区，只要有电力供应，电力机车就能牵引列车昼夜行驶。

四是电力机车使用的是电能，既可由煤炭、石油来发电，也可由水力、核能、天然气、地热、太阳能等发电，能量来源比蒸汽机车和内燃机车丰富，而且效率高。蒸汽机车的热效率只有 7%；内燃机车的热效率较高，也仅为28%；而采用火力发电的电力机车，其效率可达30%，若以水力发电时，热效率高达60%～70%。

本世纪50年代，由于石油得到大量开采，价格低廉，所以世界各国郡在研制和使用内燃机车，而把电子机车放在次要地位。但是，在石油生产国提高石油价格，发生了世界性的石油危机之后，人们又把注意力转向了电力机车，从而促进了电力机车的迅速发展。

当时欧洲各国的电力机车的发展较快，如瑞士、荷兰等国研制的电力机车和供城市交通使用的有轨电车。日本制成了一种交直流两用电力机车，使用更为方便。

我国对电力机车使用很重视，除了建成宝成路电气化线路外，又修建了多条电气化线路，大大提高了机车的运载量。与此同时，我国还研制成了“韶山”型电力机车，也投入使用。

电力机车除了在铁路和城市地面交通（即有轨电车）使用外，还多用于城市中地铁，如意大利米兰市地铁、我国北京地铁用的电力机车等。现在的北京地铁电力机车上的“长辫子”已经不见了。这是怎么回事呢？原来，它是将“长辫子”从车顶上移到铁轨旁边的路基上。这样，架设和检修都很方便，但路轨附近有触电的危险，所以严禁乘客跳下站台，以保证人身安全。

目前，有的国家已制成了具有万匹马力的电力机车，使火车的速度超过了每小时200公里。还有的在研制14000马力的大功率电力机车，将会使火车的速度得到进一步提高。看来，电力机车将有着美好的发展前景。

内燃机车

据报载，从1992年6月1日起，北京铁路分局结束了使用蒸汽机车牵引客车的历史，改用内燃机车，以提高列车的速度和正点率。

为什么要将蒸汽机车送到“历史陈列馆”而启用内燃机车呢？这是因为内燃机车在许多方面比蒸汽机车优越。优胜劣汰，完全符合事物发展规律。下面就让我们寻踪追迹，看看它们的发展过程和内燃机不凡的本领。

人们在使用蒸汽机车的过程中发现，这种机车的一个致命弱点是它的锅炉既大又重，严重影响了它的发展前途。在锅炉里，用煤将水加热成蒸汽，再通入汽缸里，从而推动机车前进。有人设想，如果将这种笨重的锅炉去掉，使燃料直接在汽缸内燃烧，用所产生的气体来推动车轮旋转，就可以克服蒸汽机车的主要缺点。于是，一些科学家便开始进行研究试验。

1866年，德国人奥托首先制成了一种燃烧煤气的新型发动机。这种发动机和蒸汽机在汽缸外面的锅炉里燃烧燃料不同，它是在汽缸内点燃煤气的，然后利用气体的压力推动活塞，从而使曲轴旋转。因此，就给它起了个形象的名字，叫做“内燃机”。内燃机的出现，为火车的进一步发展带来了生机。

后来到了1894年，德国就制造出世界上第一台内燃机车。这种没有大锅炉的新机车，既不烧煤，也不烧煤气，而是用柴油作燃料。它所用的柴油机是德国人鲁道夫·狄塞尔发明的。从此，内燃机车就成了火车家族中的一位重要成员，并得到了广泛的应用。

内燃机车虽然出世较晚，但它后来居上，比火车家族中的大哥哥蒸汽机车的本领高强，受到人们的重视。它的突出优点是：

1.速度快。内燃机车起动迅速，加速又快。通常，蒸汽机车的最大时速为110公里，而内燃机车的最大时速可达180公里，使铁路通过能力提高25%以上。

2.马力大。蒸汽机车的功率一般为3000马力左右，而内燃机车可以达到4000～5000马力，因而运载量就多。

3.能较好地利用燃料的热能。蒸汽机车的热效率一般仅为7%左右，而内燃机车可达到28%左右，提高了3倍，从而节省了大量的燃料。

4.适合缺水地区使用。蒸汽机车是个用水“大王”，一列火车平均每行驶10公里，就得消耗水3～4吨。通过干旱的缺水地区，火车就需要自带用水。据统计，在缺水地区运行一列火车，如果有10节车厢，其中有3节车厢是用来装水的。而内燃机车用来冷却的水仅需要几百公斤，供循环使用，内燃机车上一次水，可连续行驶1000公里，因而它被人们誉为“铁骆驼”。

5.司机驾驶操作方便。内燃机的司机不需要像蒸汽机车那样加煤加水，而且驾驶室内明亮宽敞，司机操作时视野开阔，既方便又安全。

4. 火车的发明人 是谁

火车的发明人是乔治·斯蒂芬森。

乔治·斯蒂芬森1781年6月9日生于诺森伯兰地区（现在的纽卡斯尔）的华勒姆村，1848年8月12日去世，英国工程师，第一次工业革命期间发明火车机车，被誉为“铁路机车之父”。

1810年斯蒂芬森开始着手制造蒸汽机车。经过几年的努力，他终于在1814年发明了一台蒸汽机车，被称为“旅行者号”，它在前进时不断从烟囱里冒出火来，因此被称为“火车”。

1825年英国建成第一条铁路，同年九月“旅行者号”机车拖着三十多节小车厢正式试车，车厢载有450名乘客和90吨货物，“旅行者号”火车以每小时24千米的速度跑完了40千米的路程。

(4)德国的火车头是怎么制造的扩展阅读

火车的发展历史：

1810年，斯蒂芬森开始制造蒸汽机车。1817年，当斯蒂芬森决定他主持修建从利物浦到曼彻斯特的铁路线上完全用蒸汽机车承担运输一条完全靠蒸汽机运输的铁路线，从此火车开始奔腾在人类的历史舞台。

1879年，德国西门子电气公司研制了第一台电力机车，重约954公斤，只在一次柏林贸易展览会上做了一次表演。1903年10月27日，西门子与通用电气公司研制的第一台实用电力机车投入使用。

1894年，德国研制成功了第一台汽油内燃机车。并将它应用于铁路运输，开创了内燃机车的新纪元。但这种机车烧汽油，耗费太高，不易推广。1924年，德、美、法等国成功研制了柴油内燃机车，并在世界上得到广泛使用。

21世纪10年代以来，各国都大力发展高速列车，例如法国巴黎至里昂的高速列车，时速到达300公里；日本东京至盛冈的高速列车时这也达到250公里以上。法国、德国等国率先开发了磁悬浮列车。中国也在上海修建了世界第一条商用磁悬浮列车线。

5. 火车是怎么发明出来的

铁路和火车哪个先出现?铁路。16世纪下半叶,在英国和德国的矿山和采石场铺有用木材做成的路轨。在轨道上行走的车是靠人力或畜力推动的。1767年,英国的金属大跌价,有家铁工厂的老板看到堆积如山的生铁,既卖不出去赚不了钱,又占用了很多地方,就令人浇铸成长长的铁条,铺在工厂的道路上,准备在铁价上涨的时候再卖出去。可是,人们发现车辆走在铺着铁条的路上,既省力,又平稳。这样,铁轨先于火车诞生了

铁轨是谁发明的呢
16世纪时,人们开始在矿山上使用木轨,装着煤和矿石的小车可以在木轨上行走自如。到了1767年，英国金属价钱大跌,一家生铁加工厂的老板生怕亏本,把所存的生铁浇铸成板条形的铁条铺在工厂的道路上,打算等铁价上涨后再拆下来卖。人们很快发现,车辆走在铺着铁条的轨道上非常省力

火车是怎么发明出来的
交通工具里火车和铁轨哪个最先被发明出来 蚂蚁庄园小鸡课堂9月26日最新答案

按照现在的标准说法，蒸汽机是瓦特发明的，火车的发明者是史蒂芬森。但是这个事情还有些疑问。蒸汽机车的发明源于实用型的蒸汽机的出现，这就离不开我们熟悉的瓦特。可是在瓦特之前和同时都有人在研制蒸汽机。 到17岁时还是一位文盲。为了弥补自己在文化科学知识上的欠缺，乔治·史蒂芬逊在17岁时开始进夜校读书。 史蒂芬孙开始了对蒸汽机车的探索。他不仅学习书本的知识，还十分注重实践。他仔细观察了当时人们制成的各种火车，研究比较了它们的优缺点。他还专程来到瓦特的故乡，深入研究瓦特蒸汽机的构造原理。经过刻苦的钻研，他终于掌握了蒸汽机的性能，总结出许多试制蒸汽机车的经验。1814年，当斯蒂芬森33岁时，终于造出了第一台蒸汽机车。

但他排气声很响，将附近的牛马惊得四处逃跑，农夫恼火地跑来指责斯蒂芬逊。还有人讥笑他：“你的火车怎么还没有马车快呀!”斯蒂芬逊不加理睬，一心想着怎样提高机车速度。美国工程师伊文思制造的蒸汽机车，是通过一连串的纵横杠杆，把蒸汽动力传送到车轮的。斯蒂芬逊经过认真研究，认为这个创举减少了摩擦消耗，十分重要1815年，斯蒂芬逊将“布鲁克号”机车由齿轮转动改装为活塞杆直接带动车轮运动，果然提高了机车的速度。

6. 火车是怎么建造的

英国工程师斯蒂芬森 火车的发明 今天，当一列列火车风驰电掣般地从我们面前闪过，迅速地从视野消失驶向远方时，我们禁不住会发出由衷的赞叹，发明火车的人真伟大，为后人留下这种既快又方便舒适的交通工具。 欧洲工业革命以机器大工业代替了工场手工业。机器大工业需要大量的燃料、原料，也要把生产出的产品送往各地。而在19世纪以前，运输依靠水上船舶。陆地上只能依赖马车，这与大工业的需要是个很大的矛盾。机器大工业呼唤着现代运输工具的诞生。 16世纪下半叶，在英国和德国的矿山和采石场铺有用木材做成的路轨。在轨道上行走的车是靠人力或畜力推动的。1767年，英国的金属大跌价，有家铁工厂的老板看到堆积如山的生铁，既卖不出去赚不了钱，又占用了很多地方，就令人浇铸成长长的铁条，铺在工厂的道路上，准备在铁价上涨的时候再卖出去。可是，人们发现车辆走在铺着铁条的路上，既省力，又平稳。这样，铁轨先于火车诞生了。 铁条上行车毕竟不是很方便的，于是，铁条得到了改进，做成凹槽形的铁轨。这种轨道可以防止车轮滑出，但容易在凹槽中积上石子、煤屑，铁轨很容易损坏。于是，人们把铁轨做成了上下一样宽，中间略窄的形状，这样垃圾不易积起，铁轨也不容易损坏。可是这种轨道不是很稳的，铁轨受到冲击容易翻倒而导致车辆出轨翻车。人们又把铁轨的下面加宽，造成像汉字的“工”字形，这种形状的轨道既稳定又可靠，一直沿用到今天。 那个时代铁路已诞生，可是行走在铁路上的车大部分是用马拉的。1783年，瓦特的学生默多克造出了1台用蒸汽机作动力的车子，但效果不好，没人用。1807年，英国人特里维希克和维维安制造成功用蒸汽机推动的车子，可是这车子太笨重了，难以在普通的道路上行走，而他们也没想到把这辆车放到铁轨上去，所以不久也就弃之不用了。直到1814年，放牛娃出身的英国工程师斯蒂芬森造出了在铁轨上行走的蒸汽机车，正式发明了火车。 斯蒂芬森出生于1781年，父亲是煤矿上的蒸汽机司炉工。母亲没有工作。一家8口全靠父亲的工资收入生活，日子过得很艰难。14岁那年，斯蒂芬森也来到煤矿，当上了一名见习司炉工。他很喜欢这个工作，别人下班了，他却认真地擦洗机器，清洁零部件。多次的拆拆装装，使他掌握了机器的结构。他渴望掌握更多的知识，辛勤工作一天后，就去夜校上课。他从没上过学，开始学习时困难重重，他聪明好学，勤奋钻研，很快掌握了机械、制图等方面的知识。一次，他用书本上学到的知识，结合工作的实际，设计了一台机器。煤矿上的总工程师看到他设计的机器草图，大加赞赏，这给了斯蒂芬森很大的鼓励。他学习工作更加努力。勤奋了，不久便成了名熟练的机械修理工。 1907年，特里维希克和维维安造出了在普通道路上行走的蒸汽机车，但由于车子过于笨重，在普通道路上难以行驶，他们放弃了这个发明。斯蒂芬森总结他们失败的教训，开始研制蒸汽机车，他改进了产生蒸汽的锅炉，把立式锅炉改成卧式锅炉；并作出了一个极有远见的重大决断，决定把蒸汽机车放在轨道上行驶；在车轮的边上加了轮缘，以防止火车出轨；又在承重的两条路轨间加装了一条有齿的轨道。因为当时考虑蒸汽机车在轨道上行驶，虽可避免在一般道路上因自身太重而难以行走的缺点，可在轨道上也会产生车轮打滑的问题，所以，在机车上装上棘轮，让它在有齿的第三轨上滚动而带动机车向前行驶。 1814年，斯蒂芬森的蒸汽机车火车头问世了。他发明的这个铁家伙有5吨重，车头上有一个巨大的飞轮。这个飞轮可以利用惯性帮助机车运动，斯蒂芬森为他的发明取了个名字叫“布鲁克”。这个布鲁克可以带动总重约30吨的8个车厢。在以后的10年中，他又造了11个与布鲁克相似的火车头。 斯蒂芬森的新发明也有很多缺点，首先是震动太大。有一次，甚至震翻了车；其次是速度不快。因此，斯蒂芬森经过改进，重新设计了一辆火车。在设计制造火车的同时，他说服了皮斯先生。当时，1821年，皮斯先生正在筹划铺设从斯托克顿到达灵顿供马拉车用的铁轨，皮斯听了斯蒂芬森的建议，就委托他制造一台火车头。斯蒂芬森受委托后，加紧了工作的步骤。终于造出了一辆新的更先进的蒸汽机车，他将它命名为“旅行号”。 1825年9月27日，在英国的斯托克顿附近挤满了4万余名观众，铜管乐队也整齐地站在铁轨边，人们翘首以待，望着那卧榻碗蜒而去的铁路。铁路两旁也拥挤着前来观看的人群。忽然人们听到一声激昂的汽笛声，一台机车喷云吐雾地疾驶而来。机车后面拖着12节煤车，另外还有20节车厢，车厢里还乘着约450名旅客。斯蒂芬森亲自驾驶世界上第一列火车。火车驶近了，大地在微微颤动。观众惊呆了，简直不相信自己的眼睛，不相信眼前的这铁家伙竟有这么大的力气。火车缓缓地停稳，人群中爆发出一阵雷鸣般的欢呼声。铜管乐队奏出激昂的乐曲，七门礼炮同时发放，人们在庆祝世界上诞生了火车。这列火车以每小时24公里的速度，从达灵顿驶到了斯托克顿，铁路运输事业从这天开

7. 第一个火车头模型、第一个火车头造成、最早出现的火车头的时间分别是哪年啊

1804年，一个名叫德里维斯克的英国矿山技师，首先利用瓦特的蒸汽机造出了世界上第一台蒸汽机车。这是一台单一汽缸蒸汽机，能牵引5节车厢，它的时速为5至6公里。这台机车没有设计驾驶室，机车行驶时，驾驶员跟在车旁边走边驾驶。因为当时使用煤炭或木柴做燃料，所以人们都叫它“火车”引，于是一直沿用至今。1879年，德国西门子电器公司研制了第一台电力机车，重约954公斤，只在一次柏林贸易展览会上做了一次表演。1903年10月27日，西门子与通用电气公司研制的第一台实用电力机车投入使用。其时速达到200公里。1894年，德国研制成功了第一台汽油内燃机车。并将它应用于铁路运输，开创了内燃机车的新纪元。但这种机车烧汽油，耗费太高，不易推广。1924年，德、美、法等国成功研制了柴油内燃机车，并在世界上得到广泛使用。1941年，瑞士研制成功新型的燃油汽轮机车，以柴油为燃料。且结构简单、震动小、运行性能好，因而，在工业国家普遍采用。20世纪60年代以来，各国都大力发展高速列车，例如法国巴黎至里昂的高速列车，时速到达260公里；日本东京至大阪的高速列车时这也达到200公里以上。人们对这样的高速列车仍不满足。法国、日本等国率先开发了磁悬浮列车。我国也在上海修建了世界第一条商用磁悬浮列车线，由地铁龙阳路站到浦东机场。这种列车悬浮于轨道之上，时速可达400－500公里。

8. 火车头的原理是什么

蒸汽机车发展史

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时代需要蒸汽机车

到1800年，骤然提高的效率使工作迫切需要运进大量原料，同时将产品输送到世界各地的市场上去。用蒸汽动力取代力量和耐受性差得多的马匹来用于运输车辆，已经成为人们的一种渴望。一位美国蒸汽机制造者奥利弗·伊文思预言：“总有一天，人们可以利用蒸汽机旅行，由一个城市到另一个城市，如鸟类飞行一样快速。旅客清晨自华盛顿出发，可以在巴尔的摩吃早餐，在费城吃午餐，而同一天在纽约吃晚餐。”

世界上第一辆蒸汽动力车

1763年，法国陆军的技术军官古诺所在的兵工厂生产一种炮身由生铁铸成的大炮，这种大炮需要几匹强壮的马才能拉动。古诺希望将蒸汽动力用于拉大炮，并且向陆军部提出了制造一台样机的建议。他的建议很快得到了法国陆军大臣前瓦兹尔公爵的支持，并拨给他2万英磅试制费用。经过6个努力，1769年，古诺制成了他设想中的蒸汽动力车。
蒸汽动力车车身是很重的木制框架，前面支撑着一个大锅炉，后面是两个汽缸，锅炉产生的蒸汽送进汽缸，锅炉产生的蒸汽送进汽缸，推动着装在里面的活塞上下运动，再通过曲拐把活塞的运动传给装在车框架下面的前轮，操纵前轮转动前进。

古诺的蒸汽机车的命运

古诺架着他的蒸汽动力车真的走起来了！不过它的速度每小时才4000米，比马车慢得多。而且，蒸汽动力车走了大约15分钟后就得停下来，因为锅炉里的蒸汽已经跑完了，古诺必须下车给锅炉添水加煤，等到锅炉里重新喷出蒸汽以后才能继续行走。
经过反复改进，这台蒸汽动力车上已经可以乘坐4个人，速度也提高到每小时9000米。陆军部下令古诺再制更大型一些蒸汽动力车，要求达到载重4580千克的标准。可是，那辆蒸汽动力车试时由于操纵不灵活，车辆撞到兵工厂的墙上，墙撞塌了，车也撞坏了。尽管如此，1771年，一台更大型的蒸汽动力车经过改进，已经达到可以牵引4－5吨重物的水平。但这辆车造成后，法国政府对此已经没有什么兴趣了。
尽管如此，古诺的蒸汽动力车试验却是自车轮发明以来，有关陆地运输的最大事件。在此之前，车轮只是一种被动性装置，用以减少车辆与地面之间的摩擦。只有古诺的机器是将蒸汽机的动力通过齿轮传到车轮本身，使车轮变成实际推动车辆运行的工具。这是今日所有火车、汽车行驶时的基本原理。车轮有史以来第一次可以藉人力或者畜力以外的动力向任何方向行驶，而且车轮的基本作用也已经完全被改变了。

德里维斯克制造了一台蒸汽机车

英国的理乍得·德里维斯克是一位矿场经理的儿子，生于1771年。19岁，德里维斯克当上了矿场的工程师，便开始研究改进瓦特的固定动力蒸汽机。德里维斯克将锅炉制作成管状，每一根铜管的直径为2米，这种管形锅炉使得蒸汽的压力大大增加，可以得到比瓦特蒸汽机大得多的动力，而且比较安全。1801年，他利用自己制造的这种高压蒸汽机制成了他的第一台正式的蒸汽机车，不过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，德里维斯克架着机车向小山上行驶，但机器发生了故障。据一位目击者说：“车子被推进路旁一间小屋，全体同行赴旅馆休息，用烤鹅和酒来安慰伤心。随后他们可能已将蒸汽机车的事完全忘光，以致锅炉水烧干、铁板都烧红了，蒸汽机车及房屋等能烧的部分都全部被烧毁。”

一次打赌使蒸汽机车爬上钢轨

当时，出了了由马拉着装的铁轮的煤车，在铁制的路面上运煤，以防止车轮陷入地面，同时减少摩擦阻力，提高运载量和速度。
德里维斯克认为，这样的铁路马车，完全可以用蒸汽力来代替马力。1804年，一位铁器制造商和德里维斯克的朋友打赌说，蒸汽机车就是造出来了，也决不可能拉着10吨铁跑完煤矿大约15.5千米长铁制的轨道。于是德里维斯克就为他的朋友造出了一台真正在铁轨上行走的货运蒸汽机车。
1804年2月22日，德里维斯克报告说：“昨天我们坐蒸汽机车出发，机车一共带了10吨铁、5辆车、70个人……和厂主打赌500多币的人也和我们一同坐完全程，他最后承认自己赌输了。”

德里维斯克制造了第一台载客火车

尽管德里维斯克的货运蒸汽机运行取得了成功，但缺点是蒸汽机车和它牵引的货物太沉重了，生铁铸成的铁轨发生了断裂的事故。于是矿山的主人拒绝了德里维斯克的蒸汽机车，还是决定用老办法马拉货车来运矿石。
1808年，天才的德里维斯克在伦敦建造了一条圆形的轨道，他用自己的制造的蒸汽机车牵引一列满载乘客的车厢在轨道上作了运行表演。这个表演被称作“看谁能赶上我”，进场观看表演的人需缴费1先令。好奇的青年人还爬到机车后面的车厢里去坐坐。这可以说是人类有史以来第一列真正的载客火车，也是伦敦第一辆无马牵引的载客车。但当时人们并没有立即意识到它的重要价值。德里维斯克十分失望，他写道：“我以为这些试验足以向大众显示，这辆车可以普遍使用；虽然它甚有前途，但终于仍被埋没，这使我再也没有勇气去做任何实验了。”

用齿轮解决车轮和铁轨的关系问题

人们发现德里维斯克蒸汽机车失败的原因在于机车车轮无法在铁轨上稳定运行，于是许多人开始设计一种新的车轮和轨道。一位名叫约翰·布伦金索普的工程师制造了一台齿轮轨道式蒸汽机车，滚动的铁车轮上带有齿牙，行驶机车时，轮的齿牙与轨的齿牙相吻合，行驶起来就不致于打滑了。1812年，这种带齿轮的蒸汽机车试车成功。
由于齿牙只设计在铁轨的一侧，使得机车行走时缺乏稳定感，所以如果要使机车行车稳定，有齿的铁轨应该安装在铁轨的中央。可是马拉车作为运输煤炭的补助方式不能完全舍弃，铁轨因而仍要留给马拉车行走，这样上述问题依然难以解决。结果，布伦金索普设计的带齿的蒸汽机车，以每小时6000米的速度，牵引20吨重的煤车，在那个煤矿上运行了好几年。

给机车装上两条腿

还有一位名叫布兰顿的工程师在蒸汽机车的后面装上两条像马腿那样的腿，交替着支撑在地面上以防止机车在行驶时打滑。这种机车于1813年试行。不幸的是，这两条腿不仅使机车速度放慢，而且还引起了机车的强烈振动。

既不用齿轮也不用腿的机车

几乎同时，工程师海德雷也制成了一辆机车“巴芬比利”号，汽缸安装在接近车轮的地方。从此以后，蒸汽火车头的汽缸大致上都是装在这个位置。它既不采用有齿的铁轮和有齿的铁轨，也不装上像马腿那样的脚，只是采用铁制的车轮在铁轨上安全行驶。这种蒸汽机车的试行证明，只要在车轮与铁轨之间有足够的摩擦力，就可以保证蒸汽机车的行驶。这台蒸汽机在怀拉姆煤矿连续使用了将近50年。

斯蒂芬森也学着造机车

乔治·斯蒂芬森1781年生于英国一个矿工的家庭，直到18岁还是一个文盲。他不顾人们的嘲笑，和七八岁的孩子坐在一个课堂里，从认字母开始学起。19岁时，他为自己已能够写出自己的名字而欣喜不已。
到1810年，斯蒂芬森开始着手制造蒸汽机。1814年7月25日，斯蒂芬森自己动手制作的第一台机车开始运行，取名“布鲁克”号。这台机车有两个汽缸、一只2.5米长的锅炉，有凸缘的车轮防止打滑，而铁轨是平缘的。它可以拉着8节矿车，载重30吨，以每小时6.4千米的速度前进。

火车的名字从此叫响

“布鲁克”号机车在斯蒂芬森家门口的煤矿里的轨道上行驶，机手是斯蒂芬森的弟弟詹姆斯，给蒸汽机车的锅炉生火的是詹姆斯的妻子。第一次运行时，煤矿上居民看到蒸汽机车行驶起来时，烟囱直往外喷火，就给它取了一个名字叫“火车”。“火车” 这个名字在今天已经流传到全世界，而蒸汽机车被叫作“火车头”，也一直沿用到今天。
在以后的10年中，斯蒂芬森造了12辆与“布鲁克”号相似的火车头。虽然在设计上没有突破前人的成就，但斯蒂芬森还是自信地预言：“我深信一条可以使用我的蒸汽火车头的铁路，效果远较运河为佳。我敢打赌，我的蒸汽机车在一条长长的良好铁路上，每天可以运载着40－60吨货物行驶100千米路程。”

火车遭到敌视的反对

但问题远没有那么简单，并不是所有的人都认为火车是一种先进的和可以改变未来的交通工具，敌视斯蒂芬森和他的蒸汽机车的人仍然不少。因此，不只一处的铁路桥梁或新建轨道在深夜中神秘地遭受破坏。有一家水上运输公司甚至用炮火轰击斯蒂芬森的测量队。对此，只有不断用实力来证实火车的这种无与伦比的能量才能使顽固的英国人转过脑筋来。
机会终于来了。由斯蒂芬森负责主持修建的利物浦－彻斯特铁路是一条全世界都给予极大关注的英国铁路。斯蒂芬森和他的儿子打算以这条铁路证明蒸汽火车头是英国的最佳交通工具，而且证明它完全适用于铁轨。1829年4月，利物浦－曼彻斯特铁路委员会宣布即将举行一次竞赛，以决定最佳的机动车辆。试验要求每种机车牵引一列满载石子的车辆在长3000米的路上来回运行20次，车上的载重量则为机车的3倍。优胜的机车设计者可获得500镑奖金。

火车彻底征服了人们

这是一个令人兴奋的时刻，人们从此不再用一种敌意的眼光盯着这个钢铁怪物了。斯蒂芬森驾驶他的“火箭”号在这条铁路上来回行驶。任何有足够勇气的人都可坐上去体会过去的四轮马车永远无法给予的最高速度。其中一位女演员范妮·甘波儿，她完全被那火车头迷住了。在机车上她坐在斯蒂芬森的身旁，事后她兴奋地描述说：“机车以全速前进，那种感觉真是难以想象。它跑得非常平稳，……我站起来，除去软帽，尽情吸入迎面吹来的空气，……强风使用我的眼睛睁不开来。……当我阖上眼睛时，我感觉自己仿佛正在飞行，心中的喜悦和惊奇实在不是言语所能形容的；虽然如此惊奇，但我有绝对的安全感，并无丝毫恐惧。”
三星期后，斯蒂芬森父子制成“行星”号，其锅炉共有129根铜管，可以极快地产生蒸汽以推动车轮飞速前进。人们不再对使用蒸汽火车头的铁路优点产生丝毫怀疑，阴雨和泥泞的路面也不再对这种靠铁路行驶的火车构成任何障碍。

火车迅速改变了英国

最受欢迎的利物浦－曼彻斯特铁路，在1830年最后4个月中共运载7万人次旅客，1831年的运输总收入达50万英镑。到1832年，英国已经拥有了24条商用铁路，最兴旺的一万吨货物。在新路线上运载客货的火车头，多数为斯蒂芬森工程公司所建造，而且主要是“火箭”型或“行星”型。火车头装有高压锅炉，内部有精巧的汽管结构网和一对卧式汽缸，这种构造成未来火车头的标准模式。这些坚实的火车头可牵引12辆载客或载货车厢，以每小时33千米的速度行驶。到1833年，英国开采购的每一块煤，在运往市场途中总有一部分路程要依靠火车。到1836年，已有总长超过724千米的铁路将英国各主要工业地区连成一体。火车和铁路已经真正成为正处于工业革命中的英国的一条“经济动脉”。

火车进入了年轻的美国

19世纪初，美国人首先对火车发生兴趣。在英国的利物浦－曼彻斯特铁路运行1年的时间中，美国的机车厂已经建造了6辆新火车头。其中一辆“戴维·克林顿”号，已有7.35千瓦的功率。这些早期火车还很完备，跑起来时烟囱的火星像下雨一样落在游客身上，旅行时旅客们总是在车厢中忙作一团，互相用手去拍溅在大衣上的火星。尽管如此，火车对好奇的美国人来说仍然充满了吸引力，它的速度、便捷和平稳大大超过了四轮马车。每当火车开动，小孩和成人都跑到火车站睁大眼睛观看。戴着鸭舌帽、穿着斜纹粗布服装的操纵火车节气阀的火车司机，在整整一个世纪中成为美国民众所热爱的火车的美好象征。
1832年，仅在1年时间中，美国就建造了17条全新的铁路并获得执照启用。不久又有6家火车头制造厂出现。这些工厂所造的火车头十分优良，并且很快就输出火车头供给英国铁路部门。英美之间也由此形成了竞争的局面。

火车打不动中国清朝政府

1863年，火车已经成为英国、美国和其他欧美国国家的主要交通大动脉，但此时中国人尚不知火车是什么样子。这一年，上海的英美侨商建议清朝政府在上海与苏州之间修筑一条铁路；第二年，英国人斯蒂芬森还天真地为中国拟了一个《中国铁路计划》，想在中国建造四大干线，形成一个铁路网络。但没有被接受。
1865年，一个名叫杜兰德的商人，在北京宣武门外修了一条约1000米长的小铁路，试跑一种小型的火车，目的是用它作为推广建造铁路的广告，使清朝政府看到实物后可以接受在中国建造铁路和行驶火车的要求。清朝官员认为这种怪物使人害怕，下令限期拆除。杜兰德只好拆除了铁路，并离开了中国。

令人着迷的火车司机

19世纪末20世纪初，火车司机成为成千上万男孩子心目中的偶像，他们强壮，脸上抹着煤黑－笑时露出一口白牙，一双大手非常有力，同时又和霭可亲。孩子们都梦想长大后驾驶着一列冒着白烟、响着汽笛的铁马穿过平原和大河去旅行，而车上坐着他们好朋友和家人。一个真正的火车司机驾驶一列火车在火车刚出现时非常忙碌。他一会儿要给锅炉加煤，一会儿要往锅炉里添水，一会儿又要跳下来修理车轮，因为那时的火车经常要出毛病。

火车司机是最有技术的人

为了使机车起动，司机需要操纵两个主要控制装置：一个为节气阀，用以调节蒸汽的使用量；另一为控制杆，用以调节蒸汽冲力推动活塞的时间。火车开始起动时，司机将控制杆推向前方，让蒸汽在活塞很长、缓慢、强有力的整个冲程中进入汽缸，使停止中的列车可以启动。列车启动后，司机便将节气阀全部打开以供应汽缸所需的大量蒸汽进入汽缸两端的时间。一个优秀的司机能够合理地控制蒸汽使用量，这样行驶150千米路程可以节省燃料的5％甚至10％，而速度则可以达到每小时181千米。尽管20世纪初的最先进的机车也只能将热能的7％转变为有效功，无法与后来出现的效率高达25％的新型柴油电气机车相比，但仅凭这速度就已足够征服世界的了。

蒸汽机车挺烦人的

蒸汽机车以其强劲的动力在很长一段时间居于铁路的主宰地位。它行驶安全可靠，但需要非常多的照顾与给养。一辆货运机车每行驶50千米左右即需加煤，因此沿线需堆积像山丘一般的煤炭。蒸汽机车经过住宅区时产生的极大噪音及尘垢，在较长的山洞内行驶时产生的煤灰和碍眼的煤烟，都令人心烦。即使最精巧的客动机也需要每行驶400千米即进入车房清理灰渣、更换机车乘务员。最繁忙线路上的机车，也只有不到1／4的时间可以真正用来载客运货，其余的时间都让那些费用浩大的保养工作占用光了。

第一次行驶的“布瑞海尔号”

史蒂芬孙听了哈德里的说明。回来之后就马上着手蒸汽机车的改造了。
“对！看派彭比里号的情况，铁轨和车轮之间需要有使机车能够行驶的足够的摩擦力。”
懂得这个道理后，史蒂芬孙开始研制车轮和铁轨上即使没有锯齿也能行驶的机车。由于辛勤的努力，不久就制造出了一台蒸汽机车，机车的名字叫“布瑞海尔号”。这是1814年的夏天。
布瑞海尔号的第一次运行是7月25日，试运行的时候，布瑞海尔号牵引着运载重达30吨的煤的货车以6.5千米的时速行驶着。6.5千米的时速比当时的马车速度都慢。但因为挂上了机车，史蒂芬孙和史密斯别提有多高兴啦。
“从现在开始进行改造。”
史蒂芬孙为了制造性能好的机车，在改造上倾注了自己的心血。听到史蒂芬孙的机车行驶成功的矿主也都从各地跑来，“给我制造一台。”“我也要一台。”
这样，史蒂芬孙先后制造了四台“布瑞海尔号”机车。此后，史蒂芬孙不再想做司机，而只想热衷于蒸汽机的制造了。但立即停止煤矿工程师的工作，就无法生存，因此史蒂芬孙只能一边勤奋地做工程师工作，一边研制蒸汽机车。

世界上第一列火车

1814年，斯蒂芬森设计制造的蒸汽机车“半统靴号”通过试车成功。这台机车重6.5吨，可牵引30吨货车，轨距1423毫米，是世界第一辆实用的蒸汽机车。
不久，斯蒂芬木又设计制造出“旅行”号蒸汽机车，在1825年9月27日的世界第一条铁路——达林顿铁路正式通车的庆典中，斯蒂芬森亲自驾驶“旅行”号蒸汽机车，以20公里的时速，牵引48吨重的车厢驶完全程，从而开创了铁路运输史的新纪元。
“旅行”号在铁路上服役20多年后，光荣“退休”了，被陈列在世界第一条铁路的起点站达林顿车站的站台上。在那里，人们不仅可看到世界第一列火车的机车和车厢，还可以见到世界第一条标准铁路的风采。

马车与火车赛跑

1830年8月28日，美国的巴尔的摩港人欢马叫，万头攒动，这里正在举行世界上第一次马车与火车的赛跑。为什么要进行这场奇怪的比赛呢？原来当地有个名叫彼得·库伯的大地主，制造了一辆新的机车，决心要与本地的马车大老板斯托克登的一匹非常出色的“灰马”比个高低。
比赛开始了，由于火车起动慢，马车领先了400米。当机车达到每小时24公里的速度正常运行，眼看“灰马”的主人就要认输时，机车鼓风机的皮带去从滑轮上脱落下来了，顿时速度变慢了，结果“灰马”从后面追了上来，赢得了这场比赛的胜利。
尽管如此，人们通过比赛还是看到了机车牵引的滑力和前景，真正的胜利者应该是库柏。

电力机车出现了

1834年，美国的达文波特制造了用电池驱动的电动机模型。把这种电动机模型装在玩具车上，在轨道模型上行走获得了成功。1835年，荷兰的斯特拉廷和贝克尔两人试制以电池供电的二轴小型铁路车辆。1838年，德国人雅可比在俄国发明了电动机。1842年，英国苏格兰的载维森改进了雅可以的电动机，以电池为电源并利用此电动机制造了电动机车，同时在铁路上试动行获得了成功。1866年，德国的西门子发明了发电机。1879年，西门子利用这台发电机制成了电力机车，能运载20名乘客，时速12千米。同年在柏林贸易展览会上，西门子驾驶这辆小型电力机车，拖着乘坐18人的3辆车，进行了表演。该机车电源由外部150伏直流发电机供应，通过两轨道中间绝缘的第三轨向机车输电。这是电力机车首次成功的试验。

电力机车很好用的

1890年，伦敦首先用电力机车在5.6千米长的一段地下铁道上索引车辆。1903年，德国三相交流电力机创造了每小时210.2千米的高速纪录。第二次世界大战后，法国试验单相交流电路，证明经济效果较好。美国用2.5万伏50赫兹的单相交流电进行远距离输电，其成本比直流线路低2／3，因而被广泛使用，迎来了电力机车大发展的时期。
1955年西方国家共有电力机车约9000台，占所有机车总数的5％；1976年，达到17760台，占机车总数的14.2％。除美国和英国以发展电力机车为主，而且其运输量已超过柴油机车的运输量。电力机车向大功率、高速、耐用方面发展，客运电力机车的速度已从每小时节160千米增加到200千米，1981年法国制造的电力机车创造了380千米／小时的世界纪录。

利用电力移动的车

1829年，史蒂芬孙的蒸汽机车“火箭号”在英国的机车比赛大会上获得胜利之后，欧洲和美国也紧接着铺设了铁路，并有许多蒸汽机车开始行驶。
当时，美国的代番包特研究了利用电气的力量使汽车行驶的方法。1834年代番包特制造了利用电池移动的电动机的模型，并把它安装在玩具车上在模型铁轨上行驶，结果成功了。1838年，德国的亚考地制造了电动机，并把它安装在小游艇上在水上行驶。
利用电动机移动的模型车和小游艇的制造，促使各地的人们开始思考：如何将模型变为实物，并使其行驶于铁轨之上。
1840，英国苏格兰的代伊比德申改良亚考比的电动机，制造了安装整流子的电动机，并把它安装在了电力机车上。代伊比德申的电力机车试运行于爱丁堡和格拉斯哥之间的铁路，并且非常成功。
但由于当时强力发电机尚未制造出来，电动机基本上是利用电池的力量转动的。虽说是电池，其实不过是蓄电池，所以既大又重，电力也非常有限。
机车运载人或物体行驶时需要大的电动机，因此也需要较大的电力。利用电池的力量是很难转动机车的。不仅如此，电池的价钱也非常高。
所以人们虽知道电力机车能够行驶，但并没有实际利用它。代伊比德申之后，英国和美国也制造了许多电力机车的模型，但都没有实用化。
与此相反，蒸汽机车的发展非常快。牵引着沉重的货物，货车跑得非常快。因此人们已经不再想深入思考电力机车的问题了。

行驶于高速度时代的电力机车

利用架空线，市内电车就要在车体内拉出长铁棍与架空线相接，用于吸收电力。接在架空线上的铁棍称作有轨电车杆，有轨电车杆式电车最早亮相是在1883年芝加哥博览会上。发明有轨电车杆的人是比利时的胡安·代普尔。
同时，美国的丕尼也制造出了用电动机和有轨电车杆代替汽油发动机的不用在铁轨上行驶的无轨电车。
此后，市内电车和有轨电车在美国的大都市非常发达。又由于第一次世界大战之后，煤价上涨了，所以美国和欧洲纷纷推进了用电力机车代替蒸汽机车行驶的计划。
同时，由于电动机和制动机等性能的不断提高，使得机车速度越来越快，新的运行记录纷纷产生。
1955年3月，法国国立铁路的直流式机车CC7107型以331千米的时速行驶，从而创造了世界记录。然而，在此次的试运行中，从架空线中吸收电流的机关－导电弓架由于被热量所烧毁，从而引起了对导电弓架的争议。
就在CC7107型创造了速度新纪录的第二天，另一机车BB9004型也驶出了331千米的时速。
后来出现的与CC7107型相同形状的CC7100型机车被称作“米斯特莱尔”，并用于特快列车的机车。

韩国的电力机车和电车

韩国的电力机车和电车的情况又是怎样的呢？
韩国的第一条电气铁路建于庆园线上的福溪和高山之间，全长53.9千米。这条电气铁路于1937年开工，1941年竣工。此后，又决定在中央线上的制添和风奇之间铺设一条长60千米的电气铁路。作为第一期工程，1943年从丹阳到风奇之间的23千米长的铁路竣工了，并计划于1945年投入运行。但由于第二次世界大战的结束，计划延期了。1950年6月25日由于战争又使得电气铁路设施全部遭到破坏，柴油机车的进入也使电力机车没有运行。
现在，各国都在城市之间和和工农业生产基地之间铺设了铁路，许多大在市区内还铺设了地铁，为方便市民的交通做出了巨大的贡献。电车在汉城市内的第一次出现是1899年阴历的4月8日，此前汉城市内的交通工具只有人力车。
最早的电车路线是以东大门为起点，到达西大门和由东大门到达青梁里的较短路线。最初的电车长约8.7米，宽约2.4，可乘49人。当时共制造了9辆电车，包括一般用8辆和皇室用贵宾车1辆。
电车开通之初，汉城市内的人们表现出了极大的好奇。人们争先恐后地去乘电车，其中有因为出门而乘坐的人，但也有很多出于好奇心而专门乘坐的人。
电车轰轰烈烈地行驶了几十天之后就出事故了。当年5月26日，由东大门驶往西大门的电车在钟路3街轧死了一个5岁的儿童。由于儿童被轧死，愤怒的人们就往电车上浇油，把这辆电车烧掉了。
事件发生之后，韩国的电车不得不暂时停止。日帝时代中期，电车路线被重新整修，同时进口了大型电车，运行非常活跃。
此后很长时间，电车代替了平民的步行而往来于汉城和釜山之间。但随着交通工具逐渐增多，人们也觉得电车速度慢，同时它妨碍其他汽车运行，所以1968年11月30日电车最终在汉城消失了。

内燃机车比电力机车更好

由电厂供电的电力机车可以获得较高的速度和牵引力，但问题是无论由高架线供电还是用第三轨供电，对于几千甚至几万千米的远距离铁路线来说，费用太大了；而且这种供电方式既不安全，也容易受外界自然条件影响，一旦供电线路中断，铁路运输就会中断。所以，人们想象中的电力机车实际是具备电力机车的优良性能，而又不需再去修筑第三条轨道、架空线或中央发电厂的那种靠自身供电的机车。活塞式内燃机出现后，这个问题便很容易地得到了解决。
20世纪初，美国通用电气公司试用一台英国制造的140马力汽油机组装了一辆汽油机车。这辆汽油机车用内燃机带动发电机，再通过发电机带动电动机，从而推动机车前进。这是世界上第一辆铁路内燃机车。

柴油内燃机车出现了

紧接着德国人鲁道夫·狄塞尔发明了柴油机。由于柴油机的经济性能比汽油机好，使这项技术在铁路上得到了广泛的采用。
1925年，美国新泽西州的中央铁路使用了美国铁路史上的第一辆300马力的小型柴油机电力机车。很快，这种机车的功率越来越大，出现了3500甚至7500马力的大型机车，可以牵引超过5000吨的货物，由明尼苏达州的圣保罗行驶到华盛顿州的韦纳奇，长达2591千米，无需更换机车，能以高达145千米的时速行驶。柴油机电气机车只要很少量的燃油便可以将1吨货物移到1.5千米。

内燃机车成了铁路的主人

内燃机车的效率和清洁性大大超过了笨重的蒸汽机车，于是人们迅速用内燃机车取代蒸汽机车用于铁路运输。特别是第二次世界大战以后，由于石油价格低廉，大大地促进了内燃机车的发展。美、英、加等国的铁路都在10年左右的时间内实现了内燃机车化。今天，全美国99％的铁路货运和客运都使用了柴油机电气机车，其余的则直接使用电力车，已没有蒸汽机车了。

9. 火车是谁发明的

人类历史上最重要的机械交通工具，早期称为蒸汽机车，也叫列车。有独立的轨道行驶。铁路列车按载荷物，可分为运货的货车和载客的客车；亦有两者一起的客货车。 最早使用燃煤蒸汽动力的燃煤蒸汽机车有一个很大的缺点，就是必须在铁路沿线设置加煤、水的设施，还要在运营中耗用大量时间为机车添加煤和水。这些都很不经济。在19世纪末，许多科学家转向研究电力和燃煤蒸汽机车。 世界上第一列真正在轨上行驶的蒸汽火车是由康瓦耳的工程师查理�6�4特里维西克所设计的。 它的火车有四个动力轮，1840年2月22日试车，空车时，时速20公里，载重时，每小时8公里(相当于人快步行走的速度)。 不幸，火车的重量压垮了铁轨。 电力机车1879年，德国西门子电气公司研制了第一台电力机车，重约954公斤，只在一次柏林贸易展览会上做了一次表演。1903年10月27日，西门子与通用电气公司研制的第一台实用电力机车投入使用。其时速达到200公里。 燃油机车1894年，德国研制成功了第一台汽油内燃机车。并将它应用于铁路运输，开创了内燃机车的新纪元。但这种机车烧汽油，耗费太高，不易推广。 1924年，德、美、法等国成功研制了柴油内燃机车，并在世界上得到广泛使用。 1941年，瑞士研制成功新型的燃油汽轮机车，以柴油为燃料。且结构简单、震动小、运行性能好，因而，在工业国家普遍采用。 20世纪60年代以来，各国都大力发展高速列车，例如法国巴黎至里昂的高速列车，时速到达260公里；日本东京至大阪的高速列车时这也达到200公里以上。 人们对这样的高速列车仍不满足。法国、日本等国率先开发了磁悬浮列车。我国也正在上海修建世界第一条商用磁悬浮列车线。这种列车悬浮于轨道之上，时速可达400－500公里。