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蒸汽机车谁发明的

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  蒸汽机车是利用蒸汽机,把燃料(一般用煤)的化学能变成热能,再变成机械能,而使机车运行的一种火车机车。以下是学习啦小编为大家整理的介绍蒸汽机车谁发明的,希望能帮到你。

  介绍蒸汽机车谁发明的

  要问谁是蒸汽机车的发明人,恐怕大多数人都会说,是英国的乔治·史蒂芬森(1781~1846 年)。但是,正像汽船的发明人不是富尔顿一样,最先制造蒸汽机车的人并不是史蒂芬森。的确,史蒂芬森对蒸汽机车进行了各种各样的改革,奠定了现代机车的基础,参与了斯托克顿——达林顿之间的铁路(1825 年通车)和利物浦——曼彻斯特铁路(1830 年通车)的建设,为铁路事业的迅猛发展铺平了道路。在这个意义上,把他称作铁路之父是对的。 但是,他并不是蒸汽机车的发明人。

  蒸汽机车的发明人是英国人理查德·德来维西克(1771~1833 年)。但是,虽然他是一位天才的发明家,一个接一个的设想像泉水似地涌流出来,然而,他没能静下心来,搞一个有成就的发明,而且,缺乏运用自己的发明的才能。因此,能像史蒂芬森那样留名后世。 德来维西克同史蒂芬森一样,都是矿山的蒸汽机泵技师,积累了丰富的经验。他为了把蒸汽机用于交通工具,最终想到把瓦特没有着手利用的高压蒸汽利用起来。 经过一番苦心钻研,他于1801 年完成了能够在道路上行驶的载人的蒸汽机车。在那年圣诞节的晚上,载着几位朋友,在上行的坡道上行驶了约半英里,但是,这台蒸汽机车在几天以后,因操作失误而烧毁了。 1803 年,德来维西克制造了第二台蒸汽机车,并在伦敦公开展出,引起了很大的轰动。但由于驾驶失误,撞坏了人家的墙壁,运行表演就此结束。 第二年,他为南威尔士炼钢业者建造的蒸汽机车,行驶在有刻纹的钢轨上,牵引着载有25 吨货物的4 辆货车,以时速四英里的速度行驶了近10 英里。这比史蒂芬森的第一辆机车布卢赫尔号早9 年。

  介绍蒸汽机车的发展历程

  蒸汽机车问世至今已有180年的历史。它的发展有两个方面:一方面是牵引力和功率的发展,表现为动轮轴数和辅助轴数的增加,锅炉和汽缸的加大;另一方面是热效率和机械效率的发展,表现为炉床面积和锅炉受热面积的增大,蒸汽压力和温度的提高,废热的利用,蒸汽机的改进,滚动轴承的采用等等。

  形成时期

  瓦特发明蒸汽机后,1804年英国人R.特里维西克创造了一辆铁路蒸汽机车(图1),锅炉蒸汽压力为0.294兆帕(3.0千克力/厘米2),锅炉内装有一个平放的汽缸。机车有两对动轮,由齿轮传动,轴列式为0-2-0。机车装有一个大飞轮,借助于它的旋转惯性动力,保持汽缸活塞的往复运动。机车重4.5吨,时速8公里,能牵引10吨货物,5节车,可乘70名旅客。这一实践证实两个重要现象:光滑的铁的机车驱动轮可在光滑的铁轨上运行而不会空转;机车可以拖动比机车本身重得多的东西。后人继起研究,得知轮轨间粘着力、粘着重量、粘着系数、粘着牵引力等的相互关系。这个问题涉及如何利用有限的机车粘着重量牵引更多的载重,至今仍在继续探讨。

  1814年7月英国发明家G.斯蒂芬森造出他的第一辆机车,被誉为首次成功的机车。后来主要由G.斯蒂芬森之子R.斯蒂芬森设计建造的"火箭"号蒸汽机车(见彩图)于1829年10月参加蒸汽机车比赛,以运行可靠、速度最快得奖。比赛时最高时速为47公里。"火箭"号机车采用卧式多烟管锅炉,传热面积大,生成蒸汽快,锅胴与火箱拼接在一起,锅炉蒸汽压力为0.345兆帕(3.5千克力/厘米2);有两个与水平线成35°角斜装于锅炉两后侧的汽缸;有一对装于机车前部的动轮,动轮车轴左右各装一曲拐,互成直角,使机车动轮曲拐停在任何位置均能起动,轴列式为 0-1-1。乏汽从烟筒喷出,以诱导通风,促进燃烧。"火箭"号重4吨,能牵引装载重量三倍于机车自重的车厢。这是第一辆初具现代蒸汽机车基本构造特征的蒸汽机车。1830年R.斯蒂芬森又造出"行星"号机车,将卧式锅炉的内外火箱和烟箱制成一整体,这种形式的锅炉后称为机车式锅炉。"行星"号机车的两个汽缸装于锅炉前端的烟箱下部车架内侧水平位置,称为内汽缸式机车,只有一对动轮,装在后部,轴列式为1-1-0。运行时上下颠抖减轻。蒸汽机车的基本构造形式除广泛采用外汽缸式(汽缸装于车架前端两外侧)外,迄今无多大变化。

  发展时期

  1830年以后,美国以及其他一些国家先后开始制造蒸汽机车。

  这个时期机车动轮由二对或三对发展至四、五、六对。最早使用二轴引导转向架是美国于1832年制造的 2-1-0式"乔纳森兄弟"号机车,大型机车还在动轮后面装有较小的从轮。借助于从轮,机车可装载一个较宽大、较重的火箱。

  1884年瑞士人A.马利特发明关节式机车,牵引力大,并能顺利通过曲线。1888年建成第一台。最大的关节式机车是2-4 4-2式"大人物"号(图2),整备重量为543吨,锅炉压力为2.068兆帕(21.1千克力/厘米2),在时速120公里条件下,发挥出功率6000马力以上。

  1875~1900年广泛地应用蒸汽两次膨胀原理,创造了复胀式机车,提高了机车热效率。1900~1920年由于采用蒸汽过热和给水加热等装置,机车的热效率、牵引力和功率又有提高。

  1872年,英商为推销近代交通工具,在天津原法租界"紫竹林"码头一带,沿海河岸边的土路上铺设了一条环行1.5公里的"广告铁路",将一台总重量为1020kg的小"火轮车"安装在轻便的窄轨上,经试运转后,是年9月14日,开始免费载客运行。此消息传开后,轰动天津城。据天津《申报》报道:"此次火车之来中国,可谓创观,其制作也可谓精美之至,均甚便捷,甚为适用之物……"由于这一"广告火轮车"的出现,在一定程度上,给国人留下了一些新式运输工具的形象。

  1876年7月3日,中国第一条铁路--"淞沪铁路"(窄轨)建成通车,那台英制名曰"先导号"的蒸汽机车(机车总重量1420kg)时速为24-32公里,为我国第一台外国蒸汽机车。

  1881年11月8日,建成了中国第一条自办铁路--"唐胥铁路"(唐山至胥各庄)。在"唐胥铁路"修筑路基的同时,中国工人凭时任总工程师的英人金达(C.W.Kinder)的几份图纸,利用矿场起重机锅炉和竖井架的槽铁等旧材料,试制成功了一台"0-3-0"型的蒸汽机车。(只有三对动轮,无导轮和从轮),被金达、薄内(Burnet)等英国专家命名为"中国火箭号"和"龙号",为我国自制的第一台蒸汽机车(曾存于北京府右街交通陈列馆内,并可生火行驶,以供众览,"七七事变"后失踪,至今查无下落)。

  1887年"津沽铁路公司"(原址为旧三岔河口西岸)从国外进口了数台小型蒸汽机车,其中一台为"0-2-0"型(只有两对动轮,无导轮和从轮,称"0"号),此机车是我们现在保存完好的、曾在"津沽铁路"上运行过的最古老机车,曾在国外展出过。该机车由英国制造,总重量为1320kg,也是世界上最小的蒸汽机车之一。从这台蒸汽机车出现到新中国成立,中国大地上行驶着英、美、德、法、日、比、俄等国各种蒸汽机车,被人们誉为"万国机车博览会"。据1949年《铁道月刊》第188期记载:当时全国共有4069台蒸汽机车,其中有8个国家、30多家工厂生产的198种型号,其中天津铁路管理局辖管的运用机车为671台。

  1920年以后,蒸汽机车的性能进一步得到改善。20~30年代,机车的锅炉压力由 1.373兆帕(14千克力/厘米2)提高到2.000~2.069兆帕(20.4~21.1千克力/厘米2),试验性高压机车的锅炉压力甚至高达9.807兆帕(100千克力/厘米2)以上。高压机车采用水管式锅炉,虽然热效率较高,但构造复杂,重量大,造价高,维护困难,维修费高,而且极易发生故障,运用可靠性差,因而未能正式投入运用。但一般机车的锅炉压力以美国、加拿大最高,为2.068兆帕(21.1千克力/厘米2)。40~50年代,有些国家进一步提高了过热蒸汽温度,如苏联JIB和2-4-2型机车最高温度达430~440℃。奥地利人G.吉士林根创造的高效率矩形通风装置(扇烟筒),已为20多个国家和地区所采用。利用废气热来加热给水的混合式给水加热器已得到广泛应用。中国的前进型、建设型和人民型蒸汽机车都已安装这种设备。为了提高机车热效率,仍在继续研制凝汽式蒸汽机车。还提出了蒸汽机车使用沸腾炉床,燃用煤气等建议,希望使蒸汽机车的热效率达到10%以上。

  第二次世界大战以后,蒸汽机车由于热效率低,已大部分被热效率高的柴油机车和电力机车所代替。

  创新时期

  1952年,四方机车车辆厂制造出了中国第一台"解放"型蒸汽机车。其后,四方、大连、唐山、大同等机车车辆厂陆续生产了近万台蒸汽机车。蒸汽机车一度成为中国铁路运输的主要牵引动力。1988年12月21日,大同机车厂停止蒸汽机车生产,标志着中国蒸汽机车制造史的结束。随着科学技术的进步,蒸汽机车已被内燃、电力机车、动车组取代。

  蒸汽机车在美国、西欧国家、日本和苏联等国已于1960~1977年期间相继停止使用。在印度和一些不发达国家,蒸汽机车仍占铁路机车一半以上。在中国,蒸汽机车还是铁路的主要的牵引动力。

  2005年12月9日,在内蒙古大板附近的铁道边上,最后一列蒸汽机车执行完任务后,见证了蒸汽机车退出历史舞台的最后一刻。 蒸汽机车的退出,让很多人有一种怀旧心理,深圳福顺通科技发公司制作的仿蒸汽式的旅游观光小火车,填补了很多人这种怀旧情怀,让蒸汽机车再次出现在人们的视野中。

  退役谢幕

  2016年1月13日,矿山、雪峰、夕阳下的矿野,伴着阵阵粗犷悠长的汽笛声,气势磅礴的蒸汽火车穿越白雪覆盖的西北最大的露天煤矿——哈密地区三道岭煤矿蜿蜒而来。但随着时代发展,新的动力机车逐渐代替蒸汽火车,全国最后的蒸汽火车今年也将在哈密三道岭谢幕。

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