蒸汽机车概述

一、蒸汽机车的分类和表示法
（二）接车轴配列分类
按照车轴配列分类是将机车的导轴、 按照车轴配列分类是将机车的导轴、动轴和从轴的数 量用阿拉伯数字依次来表示。例如： 量用阿拉伯数字依次来表示。例如： 前进型机车，其轴列式为 － － ，具有一根导轴、 前进型机车，其轴列式为1－5－1，具有一根导轴、五 机车 根动轴和一根从轴； 根动轴和一根从轴； 胜利型机车，其轴列式为 － － ，具有两根导轴、 胜利型机车，其轴列式为2－3－1，具有两根导轴、三 机车 根动轴和一根从轴； 根动轴和一根从轴； 工建型机车，其轴列式为 － － ，只有三根动轴， 工建型机车，其轴列式为0－3－0，只有三根动轴，没 机车 有导轴和从轴。 有导轴和从轴。
铁路机车与车辆
铁路机车与车辆
本课程主要介绍我国铁路使用的蒸汽机车、 本课程主要介绍我国铁路使用的蒸汽机车、内 燃机车、电力机车及各种车辆的基本构造、 燃机车、电力机车及各种车辆的基本构造、工作原 理和发展概况。 理和发展概况。 主要参考书： 主要参考书： 《运载设备》余 运载设备》 中国矿业大学出版社； 静主编 中国矿业大学出版社； 中国铁道出版社； 中国铁道出版社；
一、蒸汽机车的分类和表示法
（三）机车标记
机车标记用来标明机车型别、主要特征和机车号码， 机车标记用来标明机车型别、主要特征和机车号码，每 一台机车都有一个唯一的标记。 一台机车都有一个唯一的标记。 蒸汽机车标记由三部分组成： 蒸汽机车标记由三部分组成：机车型别由汉语拼音字母 表示、主要特征的辅助记号由数字下标表示， 表示、主要特征的辅助记号由数字下标表示，机车号码由数 字表示。例如JF 字表示。例如 62105，SL596，QJ101 ， ，
三、蒸汽机车的简单工作过程
蒸汽机车的简单工作过程如下（如图）： 蒸汽机车的简单工作过程如下（如图）： 燃料在机车锅炉火箱内的炉床上燃烧， 燃料在机车锅炉火箱内的炉床上燃烧，产生的热能经锅 板及大小烟管传给锅水成为蒸汽，并贮存在锅炉内部。 板及大小烟管传给锅水成为蒸汽，并贮存在锅炉内部。使用 时由导汽管导入汽缸内，推动鞲鞴移动。 时由导汽管导入汽缸内，推动鞲鞴移动。推动动轮作回转运 动使机车运行。 动使机车运行。 在汽缸内工作完了的废汽， 在汽缸内工作完了的废汽，由安装在烟箱内的废汽喷管 排出。通过废汽的引射作用， 排出。通过废汽的引射作用，把烟箱内的燃烧气体一并由烟 筒排入大气，同时烟箱内造成部分真空， 筒排入大气，同时烟箱内造成部分真空，空气就由炉床的下 部继续不断地补充进来，以保证火层的良好燃烧。这样， 部继续不断地补充进来，以保证火层的良好燃烧。这样，就 使汽机的工作和锅炉的工作相结合，形成自动通风调节作用。 使汽机的工作和锅炉的工作相结合，形成自动通风调节作用。
五、世界蒸汽机车发展简介
1804年英国人理查德 · 特里维西克制造出世界上第一 年英国人理查德 台在轨道上行驶的蒸汽机车； 台在轨道上行驶的蒸汽机车； 1814年，英国的斯蒂芬森制造出一台 5吨重的“皮靴” 年 吨重的“ 吨重的 皮靴” 号蒸汽机车，这通常被认为第一台成功的蒸汽机车。 号蒸汽机车，这通常被认为第一台成功的蒸汽机车。 1825年9月27日当第一列由斯蒂芬森设计的“运动号” 年 月 日当第一列由斯蒂芬森设计的 运动号” 日当第一列由斯蒂芬森设计的“ 机车牵引的列车运载450名旅客，以24千米／小时的速度 名旅客， 千米／ 机车牵引的列车运载 名旅客 千米 从达灵顿驶到斯托克时，铁路运输事业就从此诞生了。 从达灵顿驶到斯托克时，铁路运输事业就从此诞生了。 1829年曾举行一次比赛，参加比赛的有三台机车， 年曾举行一次比赛，参加比赛的有三台机车， 年曾举行一次比赛 斯蒂芬森驾驶着他的“火箭号”机车以每小时58公里的速 斯蒂芬森驾驶着他的“火箭号”机车以每小时 公里的速 度行驶了100公里，战胜了对手“桑士巴里号”和“新奇 度行驶了 公里，战胜了对手“桑士巴里号” 公里 取得了优胜。 号”， 取得了优胜。
二、蒸汽机车的基本结构
蒸汽机车由锅炉、机械、走行、 蒸汽机车由锅炉、机械、走行、煤水车四个主要部分组 成，如图1-1-1。 如图 。 1、锅炉部：燃料在炉床上燃烧，使锅水吸收燃料放出的热 、锅炉部：燃料在炉床上燃烧， 能变为具有一定压强的蒸汽， 能变为具有一定压强的蒸汽，并将蒸汽贮存在锅炉中以备使 用。 2、机械部：通过蒸汽在汽机内的工作，将热能变为机械能， 、机械部：通过蒸汽在汽机内的工作，将热能变为机械能， 以带动机车动轮转动。 以带动机车动轮转动。 3、走行部：承担机车上部重量，将机械部所作的功变为牵 、走行部：承担机车上部重量， 引力使列车运行，并保证机车顺利通过曲线。 引力使列车运行，并保证机车顺利通过曲线。 4、煤水车：装载煤、水、油和存放机车工具及备品的处所。 、煤水车：装载煤、 油和存放机车工具及备品的处所。
四、蒸汽机车的主要技术参数
（一）主要技术参数，见表1-1-1 主要技术参数， （二）轮周牵引力和粘着牵引力 机车轮周牵引力是由机车动力装置传给机车动轮以旋 转力矩， 转力矩，通过动轮与钢轨的相互作用在轮周上产生的切向 反力。 反力。 轮轨之间的相互作用称为粘着作用。 轮轨之间的相互作用称为粘着作用。机车牵引力受动 轮粘着条件的限制。受粘着条件限制而得到的牵引力， 轮粘着条件的限制。受粘着条件限制而得到的牵引力，称 为粘着牵引力Fu，其值等于机车粘着重量Pu与粘着系数 与粘着系数uj 为粘着牵引力 ，其值等于机车粘着重量 与粘着系数 的乘积， 的乘积，即：
四、蒸汽机车的主要技术参数
（三）计算速度及计算牵引力 蒸汽机车的最低计算速度及最大计算牵引力， 蒸汽机车的最低计算速度及最大计算牵引力，如 所列。 表1-1-2所列。所谓最低计算速度，是指计算牵引重量 所列 所谓最低计算速度， 列车在限制坡道上运行的最低允许速度（ 时，列车在限制坡道上运行的最低允许速度（包括动 能闯坡的坡顶速度）。 能闯坡的坡顶速度）。 （四）起动牵引力 机车牵引列车起动时， 机车牵引列车起动时，所能发挥的最大轮周牵引 力称为机车起动牵引力。 力称为机车起动牵引力。前进型机车计算起动牵引力 为284000N，建设型为 ，建设型为223000N。 。
六、我国蒸汽机车发展简介
2、“龙”号机车 、
1882年由于开平煤矿的产量由 年由于开平煤矿的产量由1881年的 年的3600吨增加到 吨增加到 年由于开平煤矿的产量由 年的 38000吨，马拉驴拖实在力不胜任，金达重新设计和指导 吨 马拉驴拖实在力不胜任， 制造了又一台机车，这台车设计规范、制作精良， 制造了又一台机车，这台车设计规范、制作精良，远胜于 第一台，甚至可以与同时代的外国机车相媲美。 第一台，甚至可以与同时代的外国机车相媲美。 当时的开平矿务局英籍总工程师薄内(R.R.Burnett)之 之 当时的开平矿务局英籍总工程师薄内 妻仿照斯蒂芬森1829年设计的著名机车“Rocket”号为之 年设计的著名机车“ 妻仿照斯蒂芬森 年设计的著名机车 号为之 命名为“ 命名为“Rocket of China”，意即“中国火箭”号。参与 ，意即“中国火箭” 制造的中国工匠又在车头两侧各镶嵌了一条金属刻制的龙， 制造的中国工匠又在车头两侧各镶嵌了一条金属刻制的龙， 因此又称“ 号机车。 号机车长18英尺 英寸(约 英尺8英寸 因此又称“龙”号机车。 “龙”号机车长 英尺 英寸 约 合5.7米)，轴式为 米 ，轴式为0-3-0（1-2-0）。 （ ）。
《车辆工程》严隽耄主编 车辆工程》
第一章 蒸汽机车
第一节 概
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1804年英国人理查德 · 特里维西克制造出世界上第一 年英国人理查德 台在轨道上行驶的蒸汽机车；1814年，英国的斯蒂芬森制 台在轨道上行驶的蒸汽机车； 年 吨重的“ 造出一台 5吨重的“皮靴”号蒸汽机车，这通常被认为第 吨重的 皮靴”号蒸汽机车， 一台成功的蒸汽机车。 一台成功的蒸汽机车。 解放前，我国没有机车制造业。 解放前，我国没有机车制造业。解放后将原来的机车 修理工厂改建成制造厂， 修理工厂改建成制造厂，并逐步建立了具有现代化设备的 机车制造工业。 年以来， 机车制造工业。从1952年以来，我国成批制造了解放型、 年以来 我国成批制造了解放型、 人民型、建设型、前进型等蒸汽机车近万台。 人民型、建设型、前进型等蒸汽机车近万台。 1988年12月21日我国最后一台大型蒸汽机车 年 月 日我国最后一台大型蒸汽机车 日我国最后一台大型蒸汽机车——前进 前进 7207号机车在大同机车厂交验出厂，标志着蒸汽机车时代 号机车在大同机车厂交验出厂， 号机车在大同机车厂交验出厂 的结束。 的结束。
六、我国蒸汽机车发展简介
3、“0”号机车 、 号机车
1882年10月，中国第一次从英国纽卡斯尔的史蒂芬森 年 月 机车厂购进了两台机车，由于它机身上有一个大大的“0” 机车厂购进了两台机车，由于它机身上有一个大大的“ 人们便把它称为“ 号机车 号机车。 字，人们便把它称为“0”号机车。 “0”号机车没有导轮和从轮，只有两对动轮，车轴排 号机车没有导轮和从轮，只有两对动轮， 号机车没有导轮和从轮 列为0-2-0式，动轮直径为 毫米。 列为 式 动轮直径为812.8毫米。 毫米 它们比较幸运，有识之士将其中一辆保存下来了，成 它们比较幸运，有识之士将其中一辆保存下来了， 为中国乃至世界现存古老的机车之一。 为中国乃至世界现存古老的机车之一。 “0”号机车是我国珍贵的文物，1985年曾飘洋过海， 号机车是我国珍贵的文物， 年曾飘洋过海， 号机车是我国珍贵的文物 年曾飘洋过海 被送往日本在万国博览会上展出。 被送往日本在万国博览会上展出。
一、蒸汽机车的分类和表示法
（一）按用途分类
1、客运机车：要求能高速平稳地运行，其动轮直径较大， 、客运机车：要求能高速平稳地运行，其动轮直径较大， 并在前方装设二轴导轮转向架， 人民型和胜利型机车 机车。 并在前方装设二轴导轮转向架，如人民型和胜利型机车。 2、货运机车：要有较大的牵引力和粘着重量，动轮较多， 、货运机车：要有较大的牵引力和粘着重量，动轮较多， 动轮直径较小，汽缸直径较大。 动轮直径较小，汽缸直径较大。在动轮的前方装有单轴导 轮转向架， 前进型和建设型等机车 等机车。 轮转向架，如前进型和建设型等机车。 3、调车机车：我国铁路没有专门用于调车的蒸汽机车。为 、调车机车：我国铁路没有专门用于调车的蒸汽机车。 便于通过道岔及小半径曲线， 便于通过道岔及小半径曲线，要求调车机车的固定轴距较 为了前后了望方便和有足够的牵引力， 短；为了前后了望方便和有足够的牵引力，调车机车应有 较短的车身和直径较小的车轮。 较短的车身和直径较小的车轮。
六、我国蒸汽机车发展简介
“龙”号机车行驶了不久便被命令停驶，因为消息传到 龙 号机车行驶了不久便被命令停驶， 了北京， 都中言官复连奏弹劾，谓机车直驶，震动东陵， 了北京，“都中言官复连奏弹劾，谓机车直驶，震动东陵， 且喷出黑烟，有伤禾稼。奉旨查办，被勒令禁驶” 且喷出黑烟，有伤禾稼。奉旨查办，被勒令禁驶”。 由于清政府刚刚建立的北洋海军舰艇急需燃料煤， 由于清政府刚刚建立的北洋海军舰艇急需燃料煤，经 过开平矿务局和李鸿章的疏通斡旋， 过开平矿务局和李鸿章的疏通斡旋，“龙”号机车恢复开 以后便一直在使用，直到从英国运来了两个车头。 行，以后便一直在使用，直到从英国运来了两个车头。 “龙”号机车退役后曾存放在北京府右街交通陈列馆， 号机车退役后曾存放在北京府右街交通陈列馆， 当时还可以生火行驶，以供观览。 当时还可以生火行驶，以供观览。1937年日本侵略者占领 年日本侵略者占领 北京后，将该馆迁移到和平门内的一条胡同里， 北京后，将该馆迁移到和平门内的一条胡同里，以后这台 中国制造的著名机车便离奇地失踪了。 中国制造的著名机车便离奇地失踪了。
六、我国蒸汽机车发展简介
1、中国第一台蒸汽机车 、
1881年当时的开平矿务局几经波折终于得到清政府的 年当时的开平矿务局几经波折终于得到清政府的 恩准，修筑一条由开平至胥各庄，长约11公里的运煤铁路 公里的运煤铁路— 恩准，修筑一条由开平至胥各庄，长约11公里的运煤铁路— —唐胥铁路。 唐胥铁路。 唐胥铁路 在修路的同时，矿务局的英籍工程师金达 在修路的同时，矿务局的英籍工程师金达(C.W.Kinder) 指导工人利用废旧锅炉、 指导工人利用废旧锅炉、卷扬机铁轮和井架钢梁制造了一 台简陋的蒸汽机车（如图）。 台简陋的蒸汽机车（如图）。 由于朝廷明令禁止使用机车，这台机车暂时没有运行。 由于朝廷明令禁止使用机车，这台机车暂时没有运行。 所以唐胥铁路1881年底竣工后一度只能以驴马牵引运煤车， 年底竣工后一度只能以驴马牵引运煤车， 所以唐胥铁路 年底竣工后一度只能以驴马牵引运煤车 史称“马车铁路” 史称“马车铁路”。