❶ 蒸汽機車的發展歷程
蒸汽機車問世至今已有180年的歷史。它的發展有兩個方面:一方面是牽引力和功率的發展,表現為動輪軸數和輔助軸數的增加,鍋爐和汽缸的加大;另一方面是熱效率和機械效率的發展,表現為爐床面積和鍋爐受熱面積的增大,蒸汽壓力和溫度的提高,廢熱的利用,蒸汽機的改進,滾動軸承的採用等等。 瓦特發明蒸汽機後,1804年英國人R.特里維西克創造了一輛鐵路蒸汽機車(圖1),鍋爐蒸汽壓力為0.294兆帕(3.0千克力/厘米2),鍋爐內裝有一個平放的汽缸。機車有兩對動輪,由齒輪傳動,軸列式為0-2-0。機車裝有一個大飛輪,藉助於它的旋轉慣性動力,保持汽缸活塞的往復運動。機車重4.5噸,時速8公里,能牽引10噸貨物,5節車,可乘70名旅客。這一實踐證實兩個重要現象:光滑的鐵的機車驅動輪可在光滑的鐵軌上運行而不會空轉;機車可以拖動比機車本身重得多的東西。後人繼起研究,得知輪軌間粘著力、粘著重量、粘著系數、粘著牽引力等的相互關系。這個問題涉及如何利用有限的機車粘著重量牽引更多的載重,至今仍在繼續探討。
1804年7月英國發明家G.史蒂芬·孫造出他的第一輛機車,被譽為首次成功的機車。後來主要由G.史蒂芬·孫之子R.史蒂芬·孫設計建造的「火箭」號蒸汽機車(見彩圖)於1829年10月參加蒸汽機車比賽,以運行可靠、速度最快得獎。比賽時最高時速為47公里。「火箭」號機車採用卧式多煙管鍋爐,傳熱面積大,生成蒸汽快,鍋胴與火箱拼接在一起,鍋爐蒸汽壓力為0.345兆帕(3.5千克力/厘米2);有兩個與水平線成35°角斜裝於鍋爐兩後側的汽缸;有一對裝於機車前部的動輪,動輪車軸左右各裝一曲拐,互成直角,使機車動輪曲拐停在任何位置均能起動,軸列式為 0-1-1。乏汽從煙筒噴出,以誘導通風,促進燃燒。「火箭」號重4噸,能牽引裝載重量三倍於機車自重的車廂。這是第一輛初具現代蒸汽機車基本構造特徵的蒸汽機車。1830年R.斯蒂芬森又造出「行星」號機車,將卧式鍋爐的內外火箱和煙箱製成一整體,這種形式的鍋爐後稱為機車式鍋爐。「行星」號機車的兩個汽缸裝於鍋爐前端的煙箱下部車架內側水平位置,稱為內汽缸式機車,只有一對動輪,裝在後部,軸列式為1-1-0。運行時上下顛抖減輕。蒸汽機車的基本構造形式除廣泛採用外汽缸式(汽缸裝於車架前端兩外側)外,迄今無多大變化。 1830年以後,美國以及其他一些國家先後開始製造蒸汽機車。這個時期機車動輪由二對或三對發展至四、五、六對。最早使用二軸引導轉向架是美國於1832年製造的 2-1-0式「喬納森兄弟」號機車,大型機車還在動輪後面裝有較小的從輪。藉助於從輪,機車可裝載一個較寬大、較重的火箱。
1884年瑞士人A.馬利特發明關節式機車,牽引力大,並能順利通過曲線。1888年建成第一台。最大的關節式機車是2-4 4-2式「大人物」號(圖2),整備重量為543噸,鍋爐壓力為2.068兆帕(21.1千克力/厘米2),在時速120公里條件下,發揮出功率6000馬力以上。
1875~1900年廣泛地應用蒸汽兩次膨脹原理,創造了復脹式機車,提高了機車熱效率。1900~1920年由於採用蒸汽過熱和給水加熱等裝置,機車的熱效率、牽引力和功率又有提高。
1872年,英商為推銷近代交通工具,在天津原法租界「紫竹林」碼頭一帶,沿海河岸邊的土路上鋪設了一條環行1.5公里的「廣告鐵路」,將一台總重量為1020kg的小「火輪車」安裝在輕便的窄軌上,經試運轉後,是年9月14日,開始免費載客運行。此消息傳開後,轟動天津城。據天津《申報》報道:「此次火車之來中國,可謂創觀,其製作也可謂精美之至,均甚便捷,甚為適用之物……」由於這一「廣告火輪車」的出現,在一定程度上,給國人留下了一些新式運輸工具的形象。
1876年7月3日,中國第一條鐵路——「淞滬鐵路」(窄軌)建成通車,那台英制名曰「先導號」的蒸汽機車(機車總重量1420kg)時速為24—32公里,為我國第一台外國蒸汽機車。
1881年11月8日,建成了中國第一條自辦鐵路——「唐胥鐵路」(唐山至胥各庄)。在「唐胥鐵路」修築路基的同時,中國工人憑時任總工程師的英人金達(C.W.Kinder)的幾份圖紙,利用礦場起重機鍋爐和豎井架的槽鐵等舊材料,試製成功了一台「0—3—0」型的蒸汽機車。(只有三對動輪,無導輪和從輪),被金達、薄內(Burnet)等英國專家命名為「中國火箭號」和「龍號」,為我國自製的第一台蒸汽機車(曾存於北京府右街交通陳列館內,並可生火行駛,以供眾覽,「七七事變」後失蹤,至今查無下落)。
1887年「津沽鐵路公司」(原址為舊三岔河口西岸)從國外進口了數台小型蒸汽機車,其中一台為「0—2—0」型(只有兩對動輪,無導輪和從輪,稱「0」號),此機車是我們現在保存完好的、曾在「津沽鐵路」上運行過的最古老機車,曾在國外展出過。該機車由英國製造,總重量為1320kg,也是世界上最小的蒸汽機車之一。從這台蒸汽機車出現到新中國成立,中國大地上行駛著英、美、德、法、日、比、俄等國各種蒸汽機車,被人們譽為「萬國機車博覽會」。據1949年《鐵道月刊》第188期記載:當時全國共有4069台蒸汽機車,其中有8個國家、30多家工廠生產的198種型號,其中天津鐵路管理局轄管的運用機車為671台。
1920年以後,蒸汽機車的性能進一步得到改善。20~30年代,機車的鍋爐壓力由 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),試驗性高壓機車的鍋爐壓力甚至高達9.807兆帕(100千克力/厘米2)以上。高壓機車採用水管式鍋爐,雖然熱效率較高,但構造復雜,重量大,造價高,維護困難,維修費高,而且極易發生故障,運用可靠性差,因而未能正式投入運用。但一般機車的鍋爐壓力以美國、加拿大最高,為2.068兆帕(21.1千克力/厘米2)。40~50年代,有些國家進一步提高了過熱蒸汽溫度,如蘇聯JIB和2-4-2型機車最高溫度達430~440℃。奧地利人G.吉士林根創造的高效率矩形通風裝置(扇煙筒),已為20多個國家和地區所採用。利用廢氣熱來加熱給水的混合式給水加熱器已得到廣泛應用。中國的前進型、建設型和人民型蒸汽機車都已安裝這種設備。為了提高機車熱效率,仍在繼續研製凝汽式蒸汽機車。還提出了蒸汽機車使用沸騰爐床,燃用煤氣等建議,希望使蒸汽機車的熱效率達到10%以上。
第二次世界大戰以後,蒸汽機車由於熱效率低,已大部分被熱效率高的柴油機車和電力機車所代替。 1952年,四方機車車輛廠製造出了中國第一台「解放」型蒸汽機車。其後,四方、大連、唐山、大同等機車車輛廠陸續生產了近萬台蒸汽機車。蒸汽機車一度成為中國鐵路運輸的主要牽引動力。1988年12月21日,大同機車廠停止蒸汽機車生產,標志著中國蒸汽機車製造史的結束。隨著科學技術的進步,蒸汽機車已被內燃、電力機車、動車組取代。
蒸汽機車在美國、西歐國家、日本和蘇聯等國已於1960~1977年期間相繼停止使用。在印度和一些不發達國家,蒸汽機車仍占鐵路機車一半以上。在中國,蒸汽機車還是鐵路的主要的牽引動力。
2005年12月9日,在內蒙古大板附近的鐵道邊上,最後一列蒸汽機車執行完任務後,見證了蒸汽機車退出歷史舞台的最後一刻。 蒸汽機車的退出,讓很多人有一種懷舊心理,深圳福順通科技發公司製作的仿蒸汽式的旅遊觀光小火車,填補了很多人這種懷舊情懷,讓蒸汽機車再次出現在人們的視野中。
❷ 簡述火車的發展史,世界上有哪些著名的機車及機車製造公司
機車製造公司:
法國阿爾斯通
德國西門子
加拿大龐巴迪
日本川崎重工、東芝
美國EMD、GE等,有版點兒多,權僅僅是中國就有好幾個(這里就不詳細介紹中國機車製造廠了);至於火車的發展史,那就很長了,如果你不嫌麻煩,我建議你去書店買一本《中國鐵路新讀》,裡面不僅介紹火車的由來,而且也講述了中國火車的輝煌發展,很不錯值得去讀一讀。
❸ 6G型電力機車的發展歷史
6G型電力機車由阿爾斯通公司貝爾福工廠製造,於1972年7月陸續運抵中國,配屬西安鐵路局寶雞電力機務段 。由於6Y2型機車的故障率隨著運用公里數增加而日益提高,6G型電力機車投入寶成鐵路運用後,6Y2型機車隨即退居二線,逐步減少上線運行,1976年至1977年間作為鐵路局備機車封存。
6G型電力機車是在6Y2型機車基礎上改進設計而成的交—直流電傳動電力機車。與6Y2型機車相比,包括走行部和車體的機械部分兩者基本相同,而電氣部分有較大變化。6G型機車為相控電力機車,牽引電動機由兩段半控橋可控硅整流電路供電,取代了6Y2型機車的引燃管整流器,實現相控無級調壓、恆流牽引。6G型機車並採用電阻制動(89、90號機車採用再生制動)、直流輔助傳動等技術。根據運用部門的使用經驗,普遍認為6G型機車操作簡便、性能良好,尤其機車主變壓器、主斷路器、牽引電動機、制動電阻、單臂式受電弓、輔助電路等部件具有較高可靠性;雖然TAO649C1型牽引電動機故障率隨運用時間增加而上升,但是至1980年代初其故障率仍然比韶山1型機車所用的ZQ650-1型牽引電機低得多,尤其是機破事故僅為ZQ650-1型牽引電機的十分之一。
至1980年代後期,隨著機車經過長年運用、設備老化,機車部分部件本身設計的缺陷和維修保養存在的問題開始集中浮現,尤其整流系統故障頻發,造成機破、臨修大幅度增加,嚴重影響機車的運用 。因此,6G型機車開始逐步報廢,而運用中的機車也由本務機車改為補機使用,主要擔當寶成鐵路寶雞至秦嶺區段的補機任務。至1990年代中期,由於寶雞電力機務段機車數量不足,不得不放慢了6G型機車的報廢進度。通過對機車進行大范圍技術改造、國產化代用部分零部件,有效延長了6G型機車的使用壽命。1995年,6G型機車退出了寶成鐵路和秦嶺補機隊,改為擔當隴海鐵路寶雞至西安、寶中鐵路寶雞至平涼的客運交路,例如西安鐵路分局於1996年開行寶雞至西安的短途特快列車(俗稱「西寶小特快」),當時即由6G型機車牽引。 6G型電力機車是交—直流電傳動的單相工頻交流電力機車。接觸網導線上的25千伏單相工頻交流電電流,經受電弓進入機車後經過主斷路器再進入主變壓器,交流電從主變壓器的牽引繞組經過可控硅機組整流後,向六台分兩組並聯的牽引電動機集中供應直流電,使牽引電動機產生轉矩,將電能轉變為機械能,經過齒輪的傳遞驅動輪對。
變壓器為法國交流電力機車常用的殼式強迫油循環風冷單相整流變壓器,平波電抗器與主變壓器共用油箱,通過油循環進行冷卻,能夠長時間使用而免維護。6G型電力機車採用變壓器低壓側調壓、兩段半控橋整流輸出(89、90號機車採用兩段全控橋),實現相控無級調速 。但主電路系統也是該型機車最大的缺點,由於機車採用兩段橋整流電路而又沒有功率因數補償裝置,因此實際功率因數偏低,反映到牽引變電站的平均功率因數只有0.7~0.75,而且電流高次諧波很大,導致電網波形畸變,尤其機車在寶成鐵路運用時通常處於1½段橋的工作狀態,正正就是諧波干擾最大的區域,而再生制動時的情況則更為嚴重。
6G型電力機車其中一個特點為輔助直流傳動電路。與6Y2型機車相比,6G型機車取消了劈相機,代之以經硅整流器直接輸出直流電源供應各種輔助設備,機車上的空氣壓縮機、通風機等設備均採用直流電動機驅動。 6G型機車採用26-L型空氣制動機、雙側雙閘瓦制動;此外,基於過去6Y2型電力機車在寶成鐵路的運用經驗,發現交—直流電傳動電力機車使用再生制動時,不但降低了牽引變電所的平均功率因數並增加電網負荷、諧波電流和對通信線路的干擾,同時也令機車的引燃管、牽引電動機的平均使用壽命大幅縮短;因此,6G型電力機車以一級電阻制動取代了再生制動,輪周制動功率為4050千瓦;而最後兩台6G型機車(89~90)根據中方的要求,仍然採用再生制動系統以作試驗用途,89、90號機車的相位超前角分別為60°、55°,輪周制動功率為4300千瓦。試驗結果顯示,相控電力機車的再生制動系統對功率因數略有改善,但仍不可取。
❹ 8K型電力機車的發展歷史
1978年,中國開始實行改革開放,將全國的建設重心轉到了經濟發展上,中華人民共和國鐵道部提出了「內電並舉,以電為主」的發展戰略,要求以8年時間,讓電力、內燃機車牽引承擔的鐵路貨運量達到65%以上,其中電力機車務必達到35%以上 。但相比其他發達國家,當時中國的電力機車技術水平相對落後;至1980年,第一代採用調壓開關調壓的韶山1型電力機車才開始投入大批量生產,第二代採用級間相控調壓的韶山3型電力機車剛剛試製成功,第三代採用相控無級調壓的韶山4型電力機車仍處於計劃階段,而同期國外的相控電力機車已經發展成熟,並正在向交流傳動技術發展。
為了提高鐵路機車產能和產品技術水平,從1980年代起,鐵道部開始利用世界銀行和其他國家貸款引進鐵路設備和技術。1982年,世界銀行鐵路項目負責人到訪株洲電力機車工廠了解貸款項目,當時中方的意見是,提高中國自身的機車生產能力,將比長期使用貸款購買外國機車對中國更有利。根據對株洲電力機車工廠貸款的需要,世界銀行並邀請中國派員出國考察;為此,鐵道部於1983年10月至12月期間派出了電力機車技術考察組赴歐洲進行技術考察 。根據世界銀行的建議和安排,此行前往英國、瑞士、瑞典、法國四個電氣化鐵路比較先進的歐洲國家,了解這些國家的電力機車技術、生產、運用和維修等方面的狀況,並對多種當時主流的電力機車車型作比較,包括英國鐵路的87型電力機車、瑞典國鐵的Rc系列電力機車、法國國鐵的BB 15000、BB 22200型電力機車、以及瑞士聯邦鐵路的Re 4/4IV、Re 6/6型電力機車等。通過對工廠和鐵路的實地考察,中國認識到要在短期內全面提高國產電力機車水平,很有必要引進國外的先進技術。
與此同時,進入1980年代以後,由於煤炭產量和貨物運輸量增加,中國交通運輸滯後的矛盾顯得越來越突出。在當時鐵路運輸能力有限,公路交通不發達的情況下,山西省出省通道通過能力小,造成山西出產煤炭大量積壓,僅1983年山西全省積壓待運煤多達3,000餘萬噸,不少煤礦積煤出現自燃和被洪水沖走,另一方面也無法滿足全國各地對煤炭的迫切需求 。為了提高晉煤外運能力,豐沙大鐵路(豐沙鐵路與京包鐵路大同至沙城段的合稱)電氣化改造工程於1981年動工;1982年完成了石太鐵路的電氣化改造;1983年,為增加晉煤外運通道,中國國務院正式批准修建大秦鐵路。 在國產電力機車在數量、質量均未能滿足的情況下,鐵道部決定從國外購買電力機車,一方面以解決當時晉煤外運運力不足、滿足電氣化鐵路增長的需求,另一方面引進國外先進技術,盡快縮短中國與世界先進水平間的差距。為此,中國鐵道部於1985年初啟動了中國鐵路第一個技術和貿易結合的大型采購項目,通過國際招標、按「技貿合作」方式引進一批大功率電力機車。對於機車選型,主要考慮是要滿足近期鐵路貨運的牽引要求、質量上可靠耐用,並對國產電力機車有借鑒作用。
這也是中國鐵路第一種按照中國鐵道部招標書要求、通過國際招標引進的鐵路機車,鐵道部通過中國機械進出口總公司向世界著名的機車製造公司發出招標書,參加招標的公司包括以法國阿爾斯通公司為首的歐洲五十赫茲集團、瑞典通用電機(ASEA)、美國通用電氣、捷克斯洛伐克斯柯達、西德西門子、由三菱、日立、東芝組成的日本財團、羅馬尼亞克拉約瓦電力機車設備、南斯拉夫康查爾電氣等共7個國家的9家機車製造商。
經過談判和評標後,中國機械進出口總公司正式向歐洲五十赫茲集團購買150台8K型電力機車,交易總額達15億元人民幣(3億美元),是當時中國最大一筆機車交易。貿易合同和技術轉讓合同於1985年3月27日在北京簽字,阿爾斯通公司董事長兼五十赫茲集團代表讓·皮埃爾·德喬治(Jean-Pierre Desgeorges)、時任國務院副總理李鵬、經貿部長鄭柘彬、鐵道部長陳璞如等出席了簽字儀式 。在機車型號中,「8」代表八軸,「K」代表可控硅整流。根據合同,阿爾斯通公司於1987年初開始交付首台機車,並於1987年11月交付完畢,其中2台機車由五十赫茲集團與株洲電力機車廠合作完成。
8K型電力機車是由五十赫茲集團專門為中國鐵路設計製造的,株洲電力機車廠和株洲電力機車研究所也派出人員參與機車的設計。8K型電力機車大量繼承了法國電力機車的傳統設計和技術,例如車體整體承載方式、走廊通風系統、高度集成化中央電器櫃、轉向架結構、兩段相控整流橋電路等方面均沿襲了與BB 15000型電力機車相似的設計,並採用了與6G型、ND4型機車類似的系列化司機室 。此外,8K型電力機車也集結了五十赫茲集團內各家公司的技術產品,包括瑞士勃朗-包維利公司的電子控制系統和GTO輔助逆變器、法國電氣牽引設備公司(MTE)的轉向架、AEG的傳動齒輪箱、西門子的主變壓器、牽引電動機和輔助電機等。 8K型機車投入豐沙大鐵路運用之後,大幅提高了線路運輸能力,上行、下行牽引定數分別提高到4000噸和3500噸。1988年,豐沙鐵路沙城至張家口段完成了上行重車方向8124萬噸的貨運密度,其中晉煤完成6700萬噸,創造了當時中國客貨混運鐵路貨運量的歷史最高紀錄 。1988年11月,大秦鐵路一期工程大同至大石庄(大秦線西段)建成通車,湖東電力機務段隨之成立,並開始配屬韶山3型電力機車和8K型電力機車。1990年,鐵道部為驗證開行萬噸級重載列車的可行性,於同年5月至6月在大秦鐵路舉行了大規模的重載列車綜合試驗,其中成功採用8K型電力機車和C63型專用敞車(裝用旋轉式車鉤、ABDW型制動機和大容量緩沖器)試驗開行單機牽引6000噸和雙機牽引10000噸的重載單元列車 。1995年,大秦鐵路實驗性開行8K型機車單機牽引的6000噸級列車每天20列,雙機牽引10000噸級列車每月開行一列,但由於萬噸重載列車技術尚未成熟,並曾經發生斷鉤事故,因此當時並未廣泛採用。
2005年3月,中國鐵道部撤銷全路所有鐵路分局,北京鐵路局下轄的太原鐵路分局與大同鐵路分局合並成立新的太原鐵路局,隨後原大同機務段(太局同段)合並到大同西電力機務段(太局大段),不久原大同西電力機務段又與湖東電力機務段合並,組建成新的湖東電力機務段(太局湖段)。與此同時,原豐台西電力機務段、原天津北機務段、原保定運用段和邯鄲機務段在2005年12月整合組成了新的豐台機務段(京局豐段)。經過生產力布局調整後,所有8K型電力機車均分別配屬北京鐵路局豐台機務段和太原鐵路局湖東電力機務段,於豐沙大鐵路、大秦鐵路和北同蒲鐵路運用。2007年起,隨著大秦鐵路開始引進HXD1、HXD2型大功率交流傳動電力機車,原配屬湖東電力機務段湖東運用車間的8K型機車陸續向大西運用車間調出,主力擔當北同蒲鐵路的貨物列車和少量旅客列車的牽引任務,同時也向豐台機務段調出部分8K型機車。
2010年起,由於8K型機車經過長年運用開始老化,且零件短缺對機車維護造成困難,豐台機務段的部分8K型機車開始有計劃地報廢。在2015年年底,豐台機務段配屬的8K型機車將全部退役。
另外,春運期間北京站有部分臨客為8K型機車牽引。 在簽訂8K型機車貿易合同之後,中國機械進出口總公司與歐洲五十赫茲集團於1985年5月又簽訂了兩台8K型電力機車的合作生產合同。五十赫茲集團負責無償轉讓產品的全套圖紙資料、機車零部件、製造工藝和檢驗方法,並負責培訓機車試制驗證和派遣專家來華指導,由株洲電力機車工廠承擔機車生產工作,而株機廠及株機所同時派遺人員到歐洲多家工廠接受培訓,作為驗證技術轉讓的成效。1989年9月26日,最後兩台8K型電力機車(149、150)在株洲電力機車廠落成。
在1980年代中國從國外引進的8K、6K、8G型三種電力機車車型之中,8K型機車是引進時間較早,也是技術最先進的車型;根據中國要求,三種機車均採用Bo二軸轉向架為基礎、單軸功率800千瓦、最高速度100公里/小時、以發揮牽引力為主的交—直流電傳動電力機車。在8K型電力機車的技術轉讓過程中,中國共引進了30個技術項目,包括機車車體、轉向架、牽引電動機、主變壓器、晶閘管、電子控制裝置、輔助變流器等機車零部件。這些先進技術的引進和國產化,對後來中國國產電力機車造成重要影響,不但使國產機車的技術水平及質量穩定性大為提高,並且促進了國產機車設計思想、項目管理和配套技術的發展。
1990年,在消化吸收8K型電力機車技術的基礎上,株洲電力機車廠成功試制了韶山5型快速客運電力機車和韶山6型客貨兩用電力機車。兩種機車均大量採用了8K型電力機車的技術,例如在車體結構、大功率晶閘管與整流管、電子控制裝置、中央電器櫃、功率因數補償裝置、主變壓器設計以及通風機等方面均有不同程度的模仿和應用 。此外,株機廠通過模仿8K、6K型機車的微機控制系統,為韶山4型0038號機車進行了實驗性加裝微機控制的技術改造,其研製和使用經驗後來成為了韶山8型電力機車微機控制系統的基礎和改進方向。1993年,株機廠針對早期韶山4型電力機車的主要問題,從韶山4型0159號機車開始進行重大改進,研製了韶山4改進型機車,其轉向架構架結構、推挽式中間單斜牽引拉桿、三次諧波濾波器、車體頂蓋等均借鑒自8K型機車。
❺ 機車的發展歷史順序
蒸汽-電力-燃氣輪-內燃-動車
❻ 動車的發展歷史
早在19世紀,歐洲一些大城市內部已經具備相當規模的鐵路網,火車不但承擔城市、城鄉之間的運輸,也開始承擔市郊、市內甚至下水道里(英國最早的地鐵由蒸汽機車牽引)的通勤任務。早期的通勤列車由蒸汽機車牽引,但這種本來在鄉間噴雲吐霧的怪物在城市裡陋習難改,著實讓住在城市裡的人不爽。隨著電網在城市裡普及,干凈的電力機逐步替代了蒸汽機車來牽引通勤列車。但人們很快發現電力機車也不適合牽引通勤列車──實際上,不管什麼機車都不合適牽引通勤列車。
通勤列車站距小而時間敏感度高。如果用機車牽引,因為驅動輪對的粘著系數等技術因素限制,通勤列車只能像長途列車那樣慢慢加速;站距小,還沒等速度加上來又得減速停車了,平均車速很低。列車的編組越大,問題越顯著。工人上班遲到工資會大幅度縮水,工人沒飯吃餓死;資本家逛股市遲到很可能破產,債主逼債銀行家上吊自殺──在工業社會中,時間就是金錢,金錢就是生命。當雖然有以下辦法看似可以解決這個問題,但實際不能實現。
最早的動車於1906年出現在美國。這輛動車裝用一台150千瓦汽油機,是通過電力傳動裝置驅動的。車內有91個座席,還有行李間。
動車這種動車只用於運輸不繁忙的支線區間。美國在20年代擁有汽油動車數量已超過 700輛。1913年瑞典製成55千瓦電力傳動柴油動車,後來又制出功率為185千瓦同類型的動車,還能掛3~4節附掛車。在20~30年代柴油動車發展迅速,為歐洲、美洲國家和日本所大量使用,有些國家擁有動車數千輛。大洋洲、非洲和東南亞、南亞、中東國家也有使用。這個時期內無論在動力裝置、傳動裝置、走行部、車內設備等結構方面,還是在舒適性(消減振動和雜訊)以及運行速度等性能方面都有很大改進。在動力裝置方面,以內燃機為動力的動車幾乎都採用高速柴油機。它的熱效率比汽油機高,燃料較便宜,每千瓦平均重量較小,功率從100千瓦左右發展到800千瓦左右,運行速度達到每小時140公里。在傳動裝置方面,200千瓦以下小功率動車採用機械傳動,功率大的因變速換擋復雜不易操縱而用電力傳動或液力傳動。20世紀初電力動車已用在電氣化鐵路上。
❼ 機車的歷史沿革
世界上最早出現的機車是蒸汽機車,以後又出現電力機車、柴油機車、燃氣輪機車。
蒸汽機車的發展 1803年英國的特里維西克製造出第一台在軌道上行駛的蒸汽機車;1814年,英國的斯蒂芬森製造出一台 5噸重的「皮靴」號蒸汽機車,這通常被認為第一台成功的機車。但真正在鐵路上使用,並為現代蒸汽機車奠定基礎的,是斯蒂芬森父子設計者建造的、並於1829年在比賽中獲獎的「火箭」號蒸汽機車,它行駛速度達58公里/小時,創造了當時地面行駛車輛的最高速度。
1831年,美國土木工程師傑維斯首次在機車前部試裝一引導轉向架,使機車能夠在彎道上安全行駛;1836年美國坎貝爾設計一台兩軸引導轉向架兩軸聯動的機車,但這一設計並不成功,直到同時代的機械工程師哈里森進行了加裝車軸均衡機構的改進後,才成為完善的機車。不久這輛機車便成為美國的標准型機車,並命名為「美國人」,被廣泛應用到19世紀90年代。該型999號機車於1893年創造了181公里/小時的當時最高速度。
為了提高飽和蒸汽的利用率、加大機車的牽引力,並能更好地通過彎道,1888年瑞士造出第一台關節復脹機車,由工程師馬勒設計,稱馬勒型機車。1904年美國引進並在山區使用了馬勒型機車,後改為單脹式,製造出最大的蒸汽機車2-4-4-2型。
進入20世紀,採用過熱蒸汽的蒸汽機車迅速推廣,這時的機車已向大蒸發量、大尺寸、大鍋爐的大型化發展。中國於1881年制出自己的第一台蒸汽機車「中國火箭」號,運行於唐山-胥各庄鐵路。
蒸汽機車雖經100多年的發展,但運用熱效率只有6%左右,加上保養維修量大、污染嚴重、日運行里程短,因此逐漸被熱效率高、運用率高的電力機車和柴油機車取代。美國於1960年、英國於1968年、法國於1972年、日本於1975年、德國和前蘇聯均於1977年、中國於1992年相繼停止使用蒸汽機車。
電力機車的發展 1835年荷蘭的斯特拉廷和貝克爾兩人,試制了以電池供電的兩軸小型鐵路電力機車;1842年,蘇格蘭的戴維森製造出一台由40組電池供電的標准軌距的電力機車;1879年,德國的西門子設計製造了一輛小型電力機車,電源由機車外部的150伏直流發電機供給,並通過兩軌道和其中間的第三軌道向機車輸入,電力機車首次成功行駛。
1890年英國倫敦首次用電力機車在5.6公里長的一段地下鐵道上牽引車輛。1895年美國的巴爾的摩鐵路隧道區段採用的干線電力機車,功率為1070千瓦。20世紀初,歐洲有幾個國家曾建成幾段以三相交流電供電的電氣化鐵路。
20世紀初,電力牽引的優越性已被公認,到20年代末,幾乎每個歐洲國家都已有電氣化鐵路。因三相交流供電系統和機車變流裝置復雜,電力機車逐漸趨向採用工頻單向交流電。50年代以後,隨著大功率汞弧整流器和引燃管整流器的出現,特別是硅二極體整流器的出現,促進了採用工頻交流電的電力機車的發展。
70年代以來,干線電力機車向大功率、高速度、耐用方向發展。客運電力機車的速度已從每小時160公里提高到200公里。中國1958年製成了第一輛以引燃管整流的「韶山」型電力機車,1968年又改用硅整流器成功,製成「韶山-1」型電力機車。
內燃機車的發展 在柴油機車出現之前,1906年美國製造出電力傳動的汽油動車。1913年瑞典製造出電力傳動的柴油動車,這些動車與柴油機車的構造類似。1924年蘇聯用一台735千瓦潛水艇柴油機,製成一輛電力傳動的柴油機車。1923年美國製成220千瓦的電力傳動的柴油機車。
到了二十世紀30年代初,柴油機車進入了試用和實用階段、功率多在一千千瓦以內,主要以調車機車為主。到30年代後期,出現了單節機車多節聯掛的干線客運柴油機車。
柴油機車的運行表明,它的經濟效益比同等功率的蒸汽機車高得多。1945年以後,柴油機車進入大發展的階段。柴油機上多配裝廢氣渦輪增壓系統,功率普遍提高。中國東北地區在30年代曾試用柴油機車,1958年開始製造巨龍號內燃機車,
燃氣輪機機車的發展 最早的燃氣輪機車是從使用復式燃氣輪機開始的。1933年瑞典製成了480千瓦的自由活塞燃氣輪機車;1951年法國先後製成735千瓦和1770千瓦自由活塞燃氣輪機車;1954年前蘇聯製造了2210千瓦的自由活塞燃氣輪機;1941年,瑞士首先製造出開式燃氣輪機車;40年代末和50年代,英國、美國等製造出不同功率的開式燃氣輪機車。
最早發明的機車是蒸汽機車,它利用蒸汽機代替畜力牽引軌道上的車輛。以後出現的各種機車也是在新型動力機問世後研製出來的。繼蒸汽機車之後依次出現的幾種機車是:電力機車、柴油機車、燃氣輪機車。
1804年英國人特里維西克創造出第一台蒸汽機車。1829年製造的「火箭」號機車奠定了現代蒸汽機車的基本形式,後來在構造和效率方面作了不斷改進。為適應運輸需要製造出各種用途的蒸汽機車,又不斷向大功率、大牽引力和高速度發展,到20世紀30~40年代達到高峰。
1879年首次製成應用第三軌供直流電的小電力機車。19世紀90年代有些國家便在地下鐵道、大城市市郊鐵路和干線長隧道區段應用電力機車。到20世紀20年代末,不少國家已有電氣化鐵路,大多採用架空的接觸網供直流電。50年代,大功率引燃管式整流器和60年代大功率半導體整流器件問世後,工業頻率交流電力機車得以迅速發展。這種機車功率增大,性能顯著改善,雖然基本建設投資較大,但經濟效益高,可以用在運輸繁忙的電氣化鐵路干線上。
1923年柴油機車製成試用,1925年正式應用。初期因柴油機功率不大,多用於調車作業;後來有了1000千瓦左右的機車用柴油機,便製造出干線用機車,由兩節或多節聯掛。從運用結果表明它比蒸汽機車優越。50年代就迅速推廣開來,功率也逐漸增大。
1941年製造燃氣輪機車,1943年首次在鐵路上運用,有少數國家在做試驗性運用或小批量正式運用後停用。雖未大量採用,但有發展前途。
蒸汽機車構造簡單,成本低廉,堅固耐用,在鐵路上原佔主導地位。但因經濟效益不高和排煙污染環境而逐漸被柴油機車和電力機車取代。美國於1960年,英國於1968年,法國於1972年,日本於1975年,聯邦德國和蘇聯均於1977年相繼停用。雖有不少國家仍在使用,但擔負的運量比重日益縮小。 機車可按所採用的動力裝置、用途和走行部形式分類。
按動力裝置分類,可分為兩類。
①熱力機車:
所裝的原動機屬於熱機,如蒸汽機車、柴油機車、燃氣輪機車等。這類機車都攜帶燃料和水,是自帶能源的機車,能獨立地行駛,只要有合適的軌道和添加燃料與水的設備,就能運行。但機車重量和外形尺寸分別受軸重和鐵路限界的約束,不能造得過重過大,因而裝於機車內的動力裝置的重量和尺寸也受到約束。
柴油機和燃氣輪機均屬內燃機,裝用這兩種原動機的機車稱為內燃機車。我國主要有東風內燃機車(DF)。柴油機車安裝用的傳動裝置的傳動方式,又可分為機械傳動柴油機車、電力傳動柴油機車和液力傳動柴油機車;燃氣輪機車也是如此。
②電力機車:
一種由外部電站輸給沿鐵路的變電所,再經軌道上空的接觸網或鋪設於軌道一側的第三軌供給電能的機車。供電容量不受額定功率限制,因此,它具有功率大,短時過載能力強,運行速度高,加速快,牽引力大,沒有排煙排氣污染環境等優點,適用於運輸繁忙或坡度大、隧道長的鐵路線上,尤其適用於大城市城郊運輸和地下鐵道運輸。但這種機車只能運行於架有接觸網或鋪設第三軌並供電的線路上,不如熱力機車機動靈活。電氣化鐵路還對附近電信通信有干擾。因為要架設接觸網或鋪設第三軌以及每隔一定距離設置變電所等,所以基本建設投資較大。我國主要有韶山電力機車(SS)。
按用途分類,可分為五類。
①客運機車:
牽引客車車列的機車,需有較高的運行速度和起動加速度,並能作長距離運行,但牽引力不一定要很大。
②貨運機車:
牽引貨車車列的機車,須有相當大的牽引力,能作長距離運行,但運行速度不必很高。
③客貨通用機車(或通用機車):
牽引重的(輛數多的)客車車列或較輕的快速貨車(裝鮮活貨、冷藏貨等)車列,其性能介於客運機車和貨運機車之間。
④調車機車:
在車站內或編組站(場)用於車列的解體和編組,如牽出、轉線和車輛的取送等作業的機車。這種機車起動和停車頻繁,正向和反向行駛頻繁,應有足夠的粘著重量、牽引力、起動加速度,必要的功率和良好的換向性能,運行速度可更低些。調車機車有站內調車機車和編組站調車機車兩種。前者適用於車站進行客車車列或部分貨車車列的摘掛和牽出作業,也適用於工礦企業廠內運輸,所需功率較小;後者適用於編組站(場)進行車列解體、編組和牽出作業,也可兼作短途運輸。
⑤工礦機車:
擔任採掘、冶金、石油、化工、森林等企業內部運輸和工廠內部運輸的機車。一般說功率比鐵路干線用的機車小,速度要求也不高,但須有足夠的牽引力。在某些特殊工廠運輸用的機車還須有防火、防爆等設施。為此,有幾種專門設計的機車,如:壓縮空氣機車,以壓縮空氣貯氣罐代替蒸汽機車鍋爐,將壓縮空氣降壓輸至汽缸工作;無火蒸汽機車,又稱蓄蒸汽機車,實際是無火箱的常規蒸汽機車,是將有一定壓力和相應溫度的飽和蒸汽和飽和水儲於保溫的鍋爐內降壓輸至汽缸工作;蓄電池機車,自身攜帶蓄電池供電給牽引電動機來驅動車輪的電力機車。
按走行部形式分類,可分為兩類。
①車架式機車:
機車的動軸以固定位置裝於剛性車架。蒸汽機車的動力通過搖桿、連桿驅動各動輪;不少小型柴油機車的動力是通過變速齒輪箱輸出齒輪軸兩端所裝的曲拐銷以連桿驅動動輪。這種走行部有結構簡單、造價低廉等優點。但固定軸距(裝在剛性車架上的最前軸和最後軸按軸心計算的水平距離)長,通過曲線線路較困難,不宜於高速行駛,因此蒸汽機車的動輪前部裝有導輪轉向架,後部裝有從輪轉向架,但這種機車仍屬車架式機車。
②轉向架式機車:
機車車架兩端各由一台可平旋的轉向架支撐。兩台轉向架與車架相連接,並將動輪產生的輪周牽引力傳遞給車架和車鉤。電力機車、柴油機車和燃氣輪機車都採用這形式。每台轉向架可裝2~4根軸,一般裝2~3根軸。轉向架各軸通常均為動軸,電力傳動機車的動軸幾乎都是單獨驅動的,只有單牽引電動機車轉向架和液力傳動機車轉向架的動軸是聯動的(成組聯合驅動的)。機車各轉向架都可沿曲線線路平轉,固定軸距短,易於通過曲線線路,加之彈簧懸掛系統完善,因而運行平穩,利於高速行駛。
按車體形式分類,可分為兩類
罩式車體:一般多用於調車機車、礦工機車等,也有一些干線貨運機車採用這種車體。我國所生產的東風2、東風5和東風7以及從美國所進口ND5型機車均屬於罩式車體。它在車架中間有一座」小房子「,除了司機室外,還把機器罩起來,需要時才打開罩。
棚式車體:一般多用於干線機車,將機器和過道同時罩起,司機可以看到機器,聽到他的響聲。
❽ 電力機車的發展史
這個問題也挺大的。如抄果說我國電力機車發展史的話,我倒是知道些:寶成線開通是為了電力機車的使用,當時是第一台電力機車SS1型,大概是78年前後投入使用的,隨後就是SS3電力機車,SS2機車沒有批量生產,所以也就不再提了。待續。。。
❾ 摩托車的發展歷史是怎樣的
自1885年德國戴姆勒發明製造出世界上第一輛以汽油發動機為動力的摩托車以來,摩托車的發展已經歷了100多年的滄桑巨變。
原始摩托車,現存於德國慕尼黑科學技術博物館的真實造型,是德國人戴姆勒於1885年8月29日獲得專利發明的世界上第一輛摩托車。
20世紀30年代之後,隨著科學技術的不斷進步,摩托車生產又採用了後懸掛避震系統、機械式點火系統、鼓式機械制動裝置、鏈條傳動等,使摩托車又攀上了新台階,摩托車逐步走向成熟,廣泛應用於交通、競賽以及軍事方面。這是摩托車的第三階段--成熟階段。1936年,美國哈利公司已能製造出水平較高的摩托車。該車採用1000mL、OHV、27.93kW的V型雙缸發動機,最高時速達150km/h。
摩托車的發展像一層層台階,越向上發展越高級。1885年的原始摩托車擺在第一層的地面上,第二層是世界上首批生產的摩托車,這是1894年德國的雙缸四沖程發動機的摩托自行車,共生產了1000輛。第三層是20世紀30年代流行的競賽摩托車,此時的摩托車已經具備實用的功能了。第四層是20世紀70年代之後的現代豪華摩托車。該圖不僅表明了摩托車發展的四個階段,還配置了四個階段的車輛駕駛者不同的裝束。
20世紀70年代之後,摩托車生產又採用了電子點火技術、電啟動、盤式制動器、流線型車體護板等,以及90年代的尾氣凈化技術、ABS防抱死制動裝置等,使摩托車成為造型美觀、性能優越、使用方便、靈活快速的先進的機動車輛,成為當代地球文明的重要標志之一。尤其是大排量豪華型摩托車已經把當今汽車先進技術移植到摩托車上,使摩托車達到爐火純青的境界。摩托車的發展已經進入了第四階段——鼎盛階段。