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火车是交通工具，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?特里维西克所设计的。 它的火车有四个轮胎，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)。它的火车有四个轮胎，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。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(被禁止)。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。 【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。 【火车的原理】 一、蒸汽机车 蒸气机原理 内燃机车 传动装置有三种： 1、电传动 直流电传动、交直流电传动和交直交(简称交流)电传动。东风、东风2和东风3型机车，为直流电传动机车;东风4型以后研制的电传动内燃机车，均为交直流电传动机车 1999年以后 陆续出现了一些交流传动机车 比较成功的有大连厂的东风4DJ型 和戚墅堰厂的东风8CJ型 国产电传动机车都命名为东风*型 进口的则是ND*型 电传动机车在国内最知名的是由戚墅堰机车车辆厂制造的东风11G型和东风8B型 2、液力传动 一般(机械换向)液力传动和液力换向的液力传动;另有一种为液力一机械传动。北京型和东方红系列机车均为液力传动机车;多数GK系列工矿机车为液力换向机车。 国产的液力传动一般是东方红*型和北京*型 还有工矿机车GK系列 进口的则是NY*型 液力传动机车在国内最知名的 就属美国通用电器公司 的ND5型了 3、机械传动 这个国内应该很少见；只在小功率的地方铁路和工矿机车上少有运用 我国干线内燃机车以电传动东风型为主 液力传动的现在比较少了 不过以前的首长专列都是用联邦德国汉寿尔工厂NY6、NY7牵引的电传动内燃机车，只有一台戚墅堰机车车辆厂制造的东风11Z型 用来牵引专列 内燃机车传动装置的作用 每循环供油量一定时，柴油机的扭矩随转速的变化不大;柴油机的功率与转速近似正比变化，只有在标定转速下才可能达到标定功率。为了使柴油机的功率得到充分发挥和合理利用，实现机车牵引特性的要求，内燃机车必须设传动装置，作为柴油机曲轴和机车动轴的中间环节，将柴油机的扭矩、功率——转速特性转换为内燃机车的牵引特性:即机车起动和低速牵引时有较大的牵引力;列车起动后，当机车主控制器手柄处于给定位置，柴油机转速、功率一定，列车运行阻力小于机车牵引力时(加速力为正值)，机车速度沿牵引特性曲线提高(牵引力随之减小);当列车阻力大于机车牵引力时 (加速力为负值)，机车速度沿牵引特性曲线下降(牵引力随之增大);同时，通过传动装置实现机车换向、动力制动等工况转换功能，满足列车牵引的要求。 内燃机车的分类 (1)按用途分：干线内燃机车，包括货运内燃机车和客运内燃机车;调车内燃机车和调车小运转内燃机车；工矿内燃机车；地方铁路内燃机车。 (2)按传动方式分：电传动、液力传动和机械传动内燃机车。电传动内燃机车，可分为直流电传动、交直流电传动和交流电传动内燃机车。液力传动内燃机车，可分为普通液力传动、液力一机械传动和液力换向的液力传动内燃机车。后者简称为液力换向内燃机车。 (3)按铁路轨距分：标准轨、宽轨和窄轨内燃机车。标准轨轨距为1435mm；宽轨轨距有 1520mmn、1600mmm、1665mm和1676mm、4种；窄轨轨距在597mm 至1219mm之间，共有19种，典型的轨距有600mm、762mm、900mn、lOOOmm、和1067mm。后两种轨距的机车，一般称为米轨机车。 (4)按机车装用主柴油机台数分：单机组内燃机车和双机组内燃机车。 (5)按能否实行重联牵引分：非重联内燃机车和重联内燃机车。 (6)按走行部结构分：车架式内燃机车和转向架式内燃机车。 (7)按机车轴数分：二轴、三轴、四轴、五轴、六轴和八轴内燃机车。 (8)按机车轴式分：A-A、A0-A0、B-B、B0-B0、B-B-B、B0-B0-B0、C-C、C0-C0、D-D、D0-D0、A01A0-A01A0、AAA-B轴式内燃机车。 (9)按司机室数量分：单司机室和双司机室内燃机车，还有无司机室内燃机车。 内燃机车的组成 内燃机车，是采用内燃机作为动力装置的机车。注：铁道机车用的内燃机绝大多数是柴油机。 内燃机车由下列部分组成:柴油机、主传动装置、辅助传动装置、车体(包括司机室)、走行部及各辅助系统。 机车辅助系统包括:燃油系统、机油系统、冷却水系统、预热系统、空气制动系统及其他用风系统、控制系统、照明系统、充电系统、检测系统、诊断系统和显示记录系统等。 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。 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。 有的人可能认为内燃机车和汽车都是使用的内燃机，两者的结构原理应是相同的。其实，它们是不完全一样的。汽车是利用内燃机产生的动力直接推动车轮转动，而内燃机车则是先通过内燃机带动发电机产生电能，再用电能使电动机旋转，从而驱动机车前进。所以，通常也将内燃机车称做“电传动内燃机车”。 内燃机车出世后，以其明显的优势很快就压倒了蒸汽机车。特别是第二次世界大战结束后，由于内燃机车所用的燃料——石油价格较低，能大量供应，因而有力地促进了内燃机车的发展。一些国家如美国、日本、法国、加拿大等国都用继制成了内燃机车，并且在10年左右的时间内实现了铁路机车内燃化，使内燃机车得到了较广泛的使用。 我国于1958年研制成了第一台内燃机车。到1969年，已制造出4000马力的大功率内燃机车，如“东风型”、“东方红型”和“北京型”内燃机车等。现在，我国在许多铁路线上已有各种类型的内燃机车牵引着长长的列车在驰骋着，一些主要干线的直达客车基本上实现了内燃机车牵引。 内燃机车除了通常使用的电传动内燃机车外，还有液力传动内燃机车和适用于寒冷缺水地区的燃气轮机车。 液力传动内燃机车是将内燃机产生的动力，通过液力变速箱、万向轴、车轴齿轮箱等设备，使车轮转动，从而带动车辆前进。早期的液力传动内燃机车，采用类似于蒸汽机车的连杆驱动。 燃气轮机车是现代化内燃机车的一种。这种机车的内燃机与喷气式飞机的原理相同。它比一般内燃机车的马力大，振动小，结构简单，行驶安全可靠，而且容易制造。世界上第一台燃气轮机车是1941年在瑞士制成的。由于它特别适用于高寒、缺水地区使用，近年来发展很快。法国已研制成并投人使用第二代和第三代燃气轮机车，其中第二代燃气轮机车的最高时速就已达到260公里。目前，燃气轮机车已成为引人注目的现代化机车的一个得力的方面军。 二、交直流电传动机车动作原理 机车蓄电池供96V启动，80KW启动发电机。启动发电机发动机车柴油机，柴油机运转带动同步主发电机运行，45KW的感应子励磁机通过整流输出直流电给同步主发电机转子励磁，主发电机正常发电，（当柴油机运转后 启动发电机转成他励发电机运行 发出110V恒定直流电，供给空压机以及一些机车辅助设备，另外再给机车蓄电池充电 ），同步主发电机发出三相交流电，经过主整流柜，供给六台直流牵引电机，最后，机车启动。 三、电力机车结构原理 电力机车是从接触网获取电能，再利用牵引电机驱动的机车，是非自带能源式的机车。 电力机车种类 1、直流电力机车 这种机车在国内应用最广，城市电车、地铁、铁道运输等方面都有应用，但受接触网电压的影响，机车功率受到一定限制。 2、单相低频交流电力机车 这种机车采用单相整流子牵引电机（现在也有用直流他励牵引电机的），主要问题是整流要求采用较低的供电频率比如16又三分之二赫兹或者25赫兹这种机车在欧美有应用，需要设立专门的发电厂和变频装置。 3、单相工频交流电力机车（整流器式电力机车） 这种机车是国内普遍采用的，像韶山1型、韶山3型等。 4、（1）、采用直流他励牵引电机的机车 像韶山2型 （2）、采用交流无换向器牵引电机的机车交－直－交制 交－交制的机车已经在这种系统中应用,像德国的ICE型高速电动车组 株洲厂的DJ2型等等,电力机车由机械、电气、空气管路三大系统组成,下面简要说一下 整流器式和交直交电力机车原理： 接触网供单相交流电－机车内牵引变压器降压－整流后变成直流电－供给直流牵引电机－牵引电机旋转带动机车运行 电力机车 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 （(又鸟)）成（都）铁路，就充分发挥了电力机车的优越性。从宝(又鸟)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。 【中国第一辆火车】 中国有铁路始于清朝末期。然而清政府腐败、保守、zhuanzhi，唯祖宗之规是从，不肯接受新生事物。他们把修建铁路、应用蒸汽机车视为“奇技淫巧”，认为修铁路会“失我险阻，害我田庐，妨碍我风水”，因而顽固地拒绝修建铁路。 1876年7月3日，由英、美合谋，由英国在华的代理人——怡和洋行——背着清政府诡称修建从吴淞到上海的一条“寻常马路”，擅自在中国的土地上修建的中国第一条营业性铁路上海吴淞铁路建成通车了。随后，清政府出银28.5万两，分3次交款赎回这条铁路并予以拆除。 1879年，洋务派首领李鸿章为了将唐山开平煤矿的煤炭运往天津，奏请修建唐山至北塘的铁路。清政府以铁路机车“烟伤禾稼，震动寝陵”为由，决定将铁路缩短，仅修唐山至胥各庄一段，胥各庄至芦台间开凿运河，连接蓟运河，以达北塘海口；为避免机车震动寝陵，决定由骡马牵引车辆。 然而用骡马牵引车辆根本不能发挥出铁路应有的效用，1881年唐胥铁路通车时，中国工人凭借时任工程师的英国人金达的几份设计图纸，采用矿场起重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。这就是中国历史上制造的第一台机车。 另有一种说法是，中国第一辆火车是当时任唐胥铁路总工程师的英人薄内的夫人仿照乔治·斯蒂文森制造的英国著名的蒸汽机车“火箭号”而造成的，并把它命名为“中国火箭号”。可是中国工人却在机车两侧各刻一条龙，于是就把它叫做“龙号”机车。 由于照片上可以清楚地看到Rocket of China（中国火箭）的字样和龙的标记，所以后人一直认定这就是中国制造的第一台机车。但是从遗留下来的图片中我们可以看到这台机车设计规范、制造精良，怎么能和由废旧料制造的“怪物”等而观之？ 2003年，研究中国铁路的英国人彼得·克拉什发现了一张金达与“中国火箭号”合影的照片。通过比较，可以看出这张照片上的“中国火箭号”与中国保存的那张照片上“中国火箭号”有明显地不同之处：机车的烟囱一个细而高，一个粗而矮；机车两侧水柜前，一个有鞋形块，一个没有；司机室上，一个是№1的标记，一个是圆形标记……由于年代的久远，资料的缺少，中国制造的第一台机车之谜依然扑朔迷离，一时难以真相大白。 目前中国铁道博物馆收藏着一台中国现存最古老的机车，由于它机身上有一个大大的“0”字，人们便把它称为“0号”机车。专家考证后认为唐胥铁路通车后，“1882年，又从英国购来两台小型的0—2—0式（只有两对动轮）机车（称0号），参加运行。”被认为是中国进口的第一辆机车。 自1881年建成唐胥铁路至1911年清政府垮台的30多年间，是中国铁路的首创阶段。这一阶段内，清政府由于洋务派和国内有志之士的不断建议和提倡，不但改变了修建铁路会“失我险阻，害我田庐，妨碍我风水”的认识，而且接受战争失败的教训，又进而从加强海防上认识到“铁路开通可为军事上之补救”，终于确定兴建铁路的方针，建立铁路公司，开始有筹划地修建铁路了。30多年时间里，中国的18个省市修筑了铁路计9137.2公里。这些铁路有的是官办，有的是商办，有的是官商合办，还有一部分是中外合办，或者干脆就是外国人修的。 历史的车轮驶进中华民国，铁路建设的状况有所改观。南京临时政府在其成立之初设有交通部，又先后成立中华全国铁路协会和中国铁路总公司。从1928年开始执政的南京国民党政府，在其长达20余年的统治中，虽然制订了大规模发展铁路的计划，并一度设立铁道部统管全国铁路事业，但建成的铁路并不多。全国铁路缺干少支的状况，在国衰民穷、连年战争的情况下，一直未得改变。到1949年，中国可统计的机车有4069台，分别出自9个国家的30多家工厂，机车型号多达198种，难怪人称中国是“万国机车博物馆”。据现在可以查到的资料，从英国进口的有1892年制造的Double，Bershire型（比谢尔式）机车等。 【高速火车】 日本、法国、德国是当今世界高速火车技术发展水平最高的三个国家。 高速火车的实际应用发源于日本。1959年，日本国铁开始建造东京至大阪的高速铁路，并在1964年开通，全长515公里，火车时刻表时速210公里，称为东海新干线。随后向西延伸，于1975年开通至冈山，1975年开通至终点站博多，大阪至博多称为山阳新干线，全长1069公里。 1982年，大宫至盛冈间465公里的东北新干线开通，同年11月，大宫至新泻间的上越新干线也开通运营。1970年，日本制定“全国新干线火车网建设法”，1972年日运输省又规划了五条新干线：北陆新干线（东京-大阪-富山）、东北新干线延长线（盛冈-青森）、九洲新干线（博多-鹿儿岛）、长崎新干线（博多-长崎）、北海道新干线（青森-札幌）。 法国高速火车称TGV(TrainaGrandeVitesse法文超高速列车之意）。法国国铁（SNCF）从1950年开展高速火车技术研究，1955年研制的样车试车，就创造了当时的世界最高记录-火车时刻表时速331公里，使人们看到了这一技术的发展前景。 法国高速火车实际运营开始于1967年，稍晚于日本。但法国国铁不断改进，使TGV的速度不断创新，1981年，一列由七节车厢组成的TGV列车创下了火车时刻表时速380公里的新记录。1990年，第二代TGV列车又以515.3公里的火车时刻表时速刷新了世界记录，冲破了被称为极限的375公里火车时刻表时速，使TGV成为法国人日常生活不可缺少的一部分。1972年法国完成了编号为TGV001的原型列车，最高火车时刻表时速318公里。1981年第一代TGV-PSE创造了火车时刻表时速380公里的记录。1990年，一列由两辆动车、三辆车厢组成的第二代TGVAtlantigue以515.3公里火车时刻表时速创造了新的世界纪录。法国TGV线路目前分为三部分：巴黎东南线（TGVPSE），由巴黎至里昂运行3小时50分，火车时刻表时速260公里。大西洋线（TGVAtlantigue）,由巴黎通往大西洋岸,火车时刻表时速300公里，载客由第一代368人提高到485人。后续线路包括TGVNord、TMST、PBKA。TGVNord从巴黎到里昂并穿越英伦海峡进入英国。另有支线到布鲁塞尔，并将延伸至阿姆斯特丹、科伦、法兰克福。TMST由巴黎至伦敦。PBKA是由法国、德国和比利时巴黎到布鲁塞尔到科伦的线路，后来荷兰也加入，延伸至阿姆斯特丹。 德国高速火车称为ICE（InterCityExpress）。1979年试制成第一辆ICE机车。1982年德国高速火车计划开始实施。1985年ICE的前身InterCityExperimiental首次试车，以317火车时刻表时速公里打破德国火车150年来的记录，1988年创造了火车时刻表时速406.9公里的记录。1990年一台机车加13辆车厢的ICE列车开始在Wurzburg-Fulda高速火车试运行，火车时刻表时速为310公里。 1992年德国火车以29亿马克购买了60列ICE列车，其中41列运行于第六号高速火车，分别连接汉堡、法兰克福、斯图加特，运行火车时刻表时速200公里。目前，德国已建成高速火车1000多公里，到2000年，德国计划建成11条高速火车。 【磁悬浮列车】 火车和其他车辆一样，是利用车轮行驶的。火车的轮子不断地在钢轨上滚动，才推动列车飞速前进。然而，车轮也对列车的高速行驶带来不利影响。 随着火车速度的提高，轮子和钢轨便产生猛烈的冲击和磨损，引起列车强烈的震动，发出很强的噪音，从而使乘客感到不舒服。不仅如此，由于列车在行驶中所受到的阻力（空气阻力和摩擦阻力）与速度的平方成正比。速度愈高，阻力愈大。所以，在利用车轮滚动行驶的条件下，当火车行驶速度超过一定值 （每小时300公里）时，就再也快不了了。 但是，人们总希望火车的速度越快越好。怎样解决这个矛盾呢？有些人就提出把妨碍列车速度提高的车轮甩掉，设法使列车像飞机在空中飞行一样，在钢轨上腾空行驶，不就克服了轮子所带来的各种缺点吗！于是，没有轮子的火车便随之诞生了。 火车头和车厢都很重，如何使它们腾空起来呢？科学家通过研究，提出了两种解决方法。 第一种办法是，利用功率很强的航空发动机向轨道上喷射压缩空气，使列车的车底和轨道之间形成一层几毫米厚的空气垫，从而将整个列车托起，悬浮在轨道面上。再用装在后面的螺旋桨式发动机推动列车前进。这种火车通常叫做“气悬浮列车”。由于它好像被气垫托起来一样，所以又叫做“气垫列车”。 法国是世界上最早修建气垫列车的国家。本世纪60年代，在巴黎和奥尔良郊外建成了两条气悬浮式铁路，一条长18公里，另一条长6.7公里，曾进行了多次运行试验。列车的试验速度为每小时200至422公里。1969年在奥尔良郊外使用的气垫车，长26米，宽3.2米，高4.35米，重20吨，可乘80人。 后来，英国也进行了气垫列车试验。 第二种办法是，利用磁体同性相斥的原理，使车体在轨道上悬浮起来，再用发动机推动列车前进。人们把这种列车叫做磁浮列车。 磁浮列车是在列车的底部装有用一般材料或超导体材料 （在一定温度下这种导体的电阻接近于零）绕制的线圈，而在轨道上安装环形线圈。根据法拉第的电磁感应定律，当列车底部的线圈通入电流产生的磁力线被轨道环形线圈所切割，就在环形线圈内产生感应磁场，它与列车底部超导线圈产生的磁场同性相斥，就使列车悬浮起来。由于悬浮列车克服了轮子和轨道的摩擦阻力，因而可使列车的速度达到或超过每小时300公里。 由于磁浮列车的速度非常快，可与一般飞机的飞行速度媲美，人们称它为“飞行列车”和“超特快”列车。乘坐这种列车，使人感到既舒适、安全，又特别迅速。在车内听不到单调刺耳的车轮撞击声，即使行驶速度很高时，乘客也会觉得像坐飞机那样平稳。它的速度可达每小时500多公里。从北京到上海，距离约1600公里。如果乘坐这种没有轮子的火车，只要3个小时就可驶完全程，比普通火车快了六七倍。 磁浮火车是在本世纪60年代开始研制的。世界上第一条实用性的磁浮铁路建在原联邦德国汉堡市展览馆至展览广场之间，全长908米，轨道为高架桥式。磁浮列车长26.24米，可载客68人。它可浮离轨面10毫米运行，最高时速为75公里。 1979年12月12日，日本研制的磁浮列车进行了一次运行试验，时速达到504公里。试验是在日本宫崎县向市的铁路试验中心进行的。所用的试验车长13.5米，高2.7米，宽3.8米，重10吨。试验时，列车先经过一段短距离行驶，获得起始速度后，列车便在导轨上 （通常为单轨，也有双轨的）浮升100毫米，并快速向前飞驰。 磁浮列车在悬空行驶时，是不使用车轮的。但在起动或刹车时，还需要用车轮。 【火车与地铁的区别】 地铁普遍采用的是整体无砟道床，铁轨被直接焊在道床上，连接处用鱼尾板扣好，轨重一般不超过30KG/M。 而目前中国的国铁采用的多为路砟道床加混凝土路枕或木质路枕（就是您说的一横一横的）。轨重可高达60KG/M。 无枕木铁道是城市轨道交通的主流趋势，但是它只适合较轻的车厢。对于我国客货混跑的国铁干线并不试用，因为它承受不住货车的重量。 1、现在的地铁线路的设计思路基本上是市区内走地下，市区外走地面或者高架，这主要是从建设成本上考虑，并没有一定之规。 2、地铁轨距和国铁火车轨距是相同的，至少在中国是这样（其他大多数国家也是一样，个别国家不同），都是1435mm。动力上地铁因为通风问题都是电力动车组，而火车则是电力内燃并用。控制方式基本相同。 【火车站】 火车站是从事铁路客、货运输业务和列车作业的处所。铁路运输部门的基层单位。 火车站按作业性质分为客运站、货运站和客货功能兼备的客货运站3种。 根据列车作业的性质可分为编组站、区段站和中间站3种。此外还有为工矿企业服务的专业化的车站。 【中国的火车跑多快】 尽管中国的铁路事业起步于解放前，但发展缓慢，这一点集中体现在火车车速上。多年来积累的数据显示：到了90年代，中国旅客列车最高运行速度始终徘徊在每小时80至110公里之间，货物列车最高运行速度在每小时70公里左右。到1996年，我国铁路客货列车平均旅行速度（这一速度在实际中非常重要，它是人或货物从一地到另一地所花费的真实时间）为客车每小时49．5公里和货车每小时30．4公里。 在发达国家火车平均时速达到160公里的今天，中国火车已经慢得令人吃惊。与此相关的一个情况是，由于“火车没有汽车快”，以致1992年比1996年，铁路旅客周转量下降了9个百分点，货物周转量下降4个百分点。业内人士感觉到，这样的车速，已使铁路行业的生存受到威胁。 中国的火车能跑多快 中国有6万公里铁路线，搞提速不可能把这些铁路扒掉重建，而只能在既有线上提速，大概这也可以称为“中国特色”。由于没有可供参考的数据，为论证火车提速的可行性，1995—1996年间，铁路研究院的科学家们做了大量实验，这也是火车提速不为人知的幕后情况。 与其他实验不同，列车提速实验要采集现场提供的真实数据。于是，挂满传感设备的“试验车”往返于各个试验路段，有的路线甚至有警察执守以保证列车畅通无阻，这些特殊的列车不时引来路人的好奇目光。 据康院长介绍，过去铁路所用机车在提速中遭到淘汰，试验围绕“开新车走老路”进行，目的是探讨提速后的安全性。人们普遍担心这样几个问题：（1）火车提速后，现有的钢轨、桥梁是否能承受更大的冲击力？（2）现有铁路的曲线半径是否合适？即火车高速拐弯时，现有的钢轨弧度会不会导致列车脱轨？（3）列车的紧急制动系统能否提供安全保证？即由于提速后紧急制动距离加长，会不会导致火车追尾？（4）如何确定列车两侧人的安全避让距离？（5）电气化铁路上，“接触网”的悬挂方式是否受提速影响？（6）提速后的货车对道路的冲击有多大？ 试验取得的数据是十分丰富的，我国现有设计时速120公里的铁路线可以承载时速140—160公里的机车车辆。当然，也要做一些相应的调整，比如加固桥梁，调节曲线超高，缓和曲线长度，要换道岔以及给车辆加防滑器，更换进口轴承等。 应该指出的是，为了真正达到试验的效果实现提速，铁路部门可以说花费了巨资。据了解，为提速生产的机车，每部机车造价约600－800万元，车辆造价约300－400万元。 |
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