1.2.2 铁路机车

1.蒸汽机车

1765—1790年间，瓦特（James Watt）改进发明了高效率蒸汽机，并将世界带入蒸汽机时代。在轨道专用载具方面，英国工程师特雷维希克（Richard Trevithick）于19世纪初建造了世界首台铁路蒸汽机车（Railway Steam Locomo-tive）；1814—1830年间，斯蒂芬森（George Stephenson）主持建造了多型适用于商用的蒸汽机车，进一步改进和推动了蒸汽机车的发展[8]；我国于1881年试制成功了第一台蒸汽机车[9]。世界上早期的部分蒸汽机车如图1-3所示。

图1-3 世界上早期的部分蒸汽机车

蒸汽机车的优点是结构相对比较简单，制造成本相对较低，使用年限长，驾驶和维修技术较易掌握，对燃料的要求不高；主要缺点是对环境污染较大，作业环境恶劣，热效率低并限制了机车功率和速度的进一步提升[10]。蒸汽机车在我国铁路行业曾获得较大的发展和广泛应用，并形成了以“解放”“胜利”“前进”“建设”“跃进”“人民”等型号机车为代表的我国蒸汽机车产品线[9]，如图1-4所示。

2.内燃机车

1859年，法国工程师勒努瓦（Lenuwa）制造出了第一台可实际使用的内燃机。1958年，大连机车车辆工厂试制成功我国第一台电传动内燃机车“巨龙”号。世界上早期的内燃机车如图1-5所示[9-10]。

图1-4 我国的蒸汽机车

a）“解放”货运蒸汽机车 b）“胜利”客运蒸汽机车 c）“前进”货运蒸汽机车

d）“建设”通用蒸汽机车 e）“跃进”工矿蒸汽机车 f）“人民”客运蒸汽机车

图1-5 世界上早期的内燃机车

与蒸汽机车相比，内燃机车的优点是加速快、马力大，作业环境显著改善，热效率显著提高并有助于节省燃油，对环境的污染减少；缺点是机车构造更复杂，制造、维修和运营费用增大[10]。我国先后研制出了以“东方红”“东风”两种系列机车为代表的内燃机车产品线，见表1-1。现在仅有极少数的内燃机车还在我国一些偏远地区使用。

表1-1 我国部分“东方红”“东风”及其他内燃机车产品

（续）

3.电力机车

电力机车（Electric Locomotives）的诞生早于内燃机车。19世纪30年代末期，苏格兰化学家戴维森（Robert Davidson）建造了世界首台电力机车，随后电力机车逐渐在德国、英国、澳大利亚和美国等地得到应用和推广，世界上早期的电力机车如图1-6所示[8]。

图1-6 世界上早期的电力机车

电力机车的优点是热效率比蒸汽机车高一倍以上，起动快、速度高、善于爬坡；可以制成大功率机车，运输能力大，运营费用低；电力机车不用水，不污染空气，乘务员的工作环境好，运行噪声小，便于多机牵引。缺点是需要建设一套完整的供电系统，在基建投资上要比采用蒸汽机车或内燃机车大很多[10]。我国先后研制出了以“韶山”“和谐”（部分型号已更新为“复兴”）机车为代表的电力机车产品线[9]，见表1-2。