蒸汽機(ji)車(che)是利用蒸汽機(ji),把燃(ran)料(一(yi)般用煤)的(de)化學能(neng)變成(cheng)熱能(neng),再變成(cheng)機(ji)械能(neng),而使機(ji)車(che)運(yun)行的(de)一(yi)種火車(che)機(ji)車(che)。1814年,英國人(ren)喬治(zhi)·斯蒂芬森發明了(le)第(di)一(yi)臺蒸汽機(ji)車(che),從此開始,人(ren)類(lei)加快了(le)進(jin)入工業時代的(de)腳步,蒸汽機(ji)車(che)成(cheng)為這個時代文化和社會進(jin)步的(de)重要(yao)標志(zhi)和關鍵工具(ju)。
在(zai)十(shi)九世紀最先出現(xian)的(de)機車(che)是(shi)以(yi)蒸汽(qi)推動的(de)。到(dao)二次(ci)大戰結(jie)束(shu)時,蒸汽(qi)機車(che)仍是(shi)最常見的(de)機車(che)。
第(di)一(yi)部蒸(zheng)汽機(ji)車是由(you)英(ying)國人(ren)喬治·斯蒂芬(fen)森(George Stephenson,1781--1848)制(zhi)造的(de),1814年(nian),他(ta)研制(zhi)的(de)第(di)一(yi)輛蒸(zheng)汽機(ji)車“布拉策號(hao)”試(shi)運行(xing)成功(gong)。1825年(nian)9月27日,斯蒂芬(fen)森親自駕駛他(ta)同(tong)別人(ren)合(he)作設(she)(she)計制(zhi)造的(de)“旅行(xing)者號(hao)”蒸(zheng)汽機(ji)車在(zai)新鋪設(she)(she)的(de)鐵(tie)路上試(shi)車,并獲得成功(gong)。蒸(zheng)汽機(ji)在(zai)交(jiao)通運輸業中(zhong)的(de)應用,使人(ren)類邁入了“火車時代”,迅(xun)速的(de)擴大(da)了人(ren)類的(de)活動(dong)范圍。
蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車(che)的速(su)度(du)紀(ji)錄是(shi)由英(ying)國的 4-6-2 Mallard 所創下。1938年7月3日,4668號 Mallard拖著六個車(che)廂(xiang),在一個稍微下坡路段創下時速(su)126英(ying)里(li)(203公里(li))的紀(ji)錄。德國、美國的蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車(che)亦達到接近(jin)的速(su)度(du)。一般認為這是(shi)蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車(che)的速(su)度(du)極限。
蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)在(zai)二十世紀(ji)中開始(shi)被(bei)內燃機(ji)(ji)車(che)所取代。1960年代末,世界(jie)上仍然有使(shi)用蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)作商業運作的(de)(de)(de)國(guo)(guo)(guo)家(jia)已寥(liao)寥(liao)無幾。到了二十世紀(ji)末,蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)在(zai)北美洲及(ji)歐洲基本上已被(bei)完(wan)全淘汰,只(zhi)會間(jian)中在(zai)特別(bie)為鐵(tie)道迷及(ji)游客安排的(de)(de)(de)路(lu)線上行走(zou)。墨西哥(ge)仍有很(hen)少量的(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)在(zai)偏(pian)遠的(de)(de)(de)地(di)方運作。在(zai)中國(guo)(guo)(guo),某些地(di)區煤炭的(de)(de)(de)價(jia)(jia)格(ge)比石油低很(hen)多,使(shi)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)仍然有它們的(de)(de)(de)價(jia)(jia)值。中國(guo)(guo)(guo)曾經是全球最後一個制造大型蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)的(de)(de)(de)國(guo)(guo)(guo)家(jia),位于山(shan)西的(de)(de)(de)大同(tong)車(che)廠(chang)一直生產蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)至1988年;但(dan)中國(guo)(guo)(guo)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)的(de)(de)(de)數量亦在(zai)迅速減(jian)少。印度曾經大量使(shi)用蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che),但(dan)它們只(zhi)會在(zai)空氣稀薄的(de)(de)(de)山(shan)區運作。2005年12月9日,在(zai)內蒙古大板附近的(de)(de)(de)鐵(tie)道邊上,最后(hou)一列蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)執(zhi)行完(wan)任(ren)務后(hou),見證了蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)退(tui)出(chu)干線運營的(de)(de)(de)最后(hou)一刻(ke)。
蒸(zheng)汽(qi)機車問世至今已有(you)180年的(de)歷史。它的(de)發展有(you)兩個(ge)方面(mian):一(yi)方面(mian)是牽(qian)引力和(he)功率(lv)的(de)發展,表現為動輪軸(zhou)數(shu)和(he)輔助軸(zhou)數(shu)的(de)增加,鍋(guo)爐(lu)和(he)汽(qi)缸的(de)加大;另一(yi)方面(mian)是熱(re)效率(lv)和(he)機械效率(lv)的(de)發展,表現為爐(lu)床面(mian)積(ji)和(he)鍋(guo)爐(lu)受(shou)熱(re)面(mian)積(ji)的(de)增大,蒸(zheng)汽(qi)壓力和(he)溫度(du)的(de)提高,廢熱(re)的(de)利用(yong),蒸(zheng)汽(qi)機的(de)改進,滾(gun)動軸(zhou)承的(de)采用(yong)等等。
瓦(wa)特發明蒸(zheng)汽(qi)機(ji)后,1814年英國人R.特里維西(xi)克(ke)(ke)創造了(le)一(yi)輛鐵(tie)路蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車(che)(che)(che)(圖1),鍋爐(lu)蒸(zheng)汽(qi)壓力(li)(li)為0.294兆(zhao)帕(3.0千克(ke)(ke)力(li)(li)/厘米2),鍋爐(lu)內裝有(you)一(yi)個平放的汽(qi)缸。機(ji)車(che)(che)(che)有(you)兩對動(dong)輪(lun),由(you)齒輪(lun)傳動(dong),軸列(lie)式為0-2-0。機(ji)車(che)(che)(che)裝有(you)一(yi)個大飛輪(lun),借助(zhu)于它的旋轉慣性動(dong)力(li)(li),保持汽(qi)缸活(huo)塞的往復運動(dong)。機(ji)車(che)(che)(che)重(zhong)4.5噸,時速8公里,能牽引(yin)10噸貨物,5節車(che)(che)(che),可乘70名旅客。這一(yi)實踐證實兩個重(zhong)要現象(xiang):光滑的鐵(tie)的機(ji)車(che)(che)(che)驅動(dong)輪(lun)可在(zai)光滑的鐵(tie)軌上(shang)運行而不(bu)會空轉;機(ji)車(che)(che)(che)可以拖動(dong)比機(ji)車(che)(che)(che)本身(shen)重(zhong)得多的東西(xi)。后人繼(ji)起(qi)研究(jiu),得知輪(lun)軌間(jian)粘(zhan)著力(li)(li)、粘(zhan)著重(zhong)量、粘(zhan)著系(xi)數、粘(zhan)著牽引(yin)力(li)(li)等的相互關系(xi)。這個問(wen)題涉及如何(he)利用有(you)限(xian)的機(ji)車(che)(che)(che)粘(zhan)著重(zhong)量牽引(yin)更多的載重(zhong),至(zhi)今仍在(zai)繼(ji)續探討。
1814年7月英國發明家喬治·斯(si)蒂(di)芬(fen)森(sen)(sen)造(zao)(zao)出(chu)他的(de)(de)第一輛機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che),被(bei)譽為(wei)(wei)(wei)首次成(cheng)功的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)。后(hou)來(lai)主要由喬治·斯(si)蒂(di)芬(fen)森(sen)(sen)之子R.斯(si)蒂(di)芬(fen)森(sen)(sen)設計建(jian)造(zao)(zao)的(de)(de)“火(huo)箭(jian)”號(hao)蒸(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)(見(jian)彩(cai)圖)于(yu)1829年10月參加蒸(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)比(bi)賽,以(yi)運(yun)行(xing)可靠、速度最快(kuai)得獎。比(bi)賽時(shi)最高時(shi)速為(wei)(wei)(wei)47公里。“火(huo)箭(jian)”號(hao)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)采用臥式(shi)(shi)多煙(yan)管鍋(guo)(guo)(guo)爐,傳熱面積大,生(sheng)成(cheng)蒸(zheng)汽(qi)(qi)快(kuai),鍋(guo)(guo)(guo)胴與火(huo)箱(xiang)(xiang)拼接在(zai)一起,鍋(guo)(guo)(guo)爐蒸(zheng)汽(qi)(qi)壓力(li)為(wei)(wei)(wei)0.345兆帕(3.5千克力(li)/厘米2);有(you)兩(liang)(liang)個與水(shui)(shui)平線成(cheng)35°角斜裝(zhuang)(zhuang)于(yu)鍋(guo)(guo)(guo)爐兩(liang)(liang)后(hou)側的(de)(de)汽(qi)(qi)缸(gang)(gang);有(you)一對裝(zhuang)(zhuang)于(yu)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)前部(bu)(bu)的(de)(de)動(dong)(dong)(dong)輪(lun),動(dong)(dong)(dong)輪(lun)車(che)(che)軸(zhou)左右各裝(zhuang)(zhuang)一曲拐,互成(cheng)直角,使機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)動(dong)(dong)(dong)輪(lun)曲拐停(ting)在(zai)任何位置(zhi)均(jun)能起動(dong)(dong)(dong),軸(zhou)列(lie)(lie)式(shi)(shi)為(wei)(wei)(wei) 0-1-1。乏汽(qi)(qi)從煙(yan)筒(tong)噴出(chu),以(yi)誘(you)導通風,促進燃燒。“火(huo)箭(jian)”號(hao)重4噸,能牽引裝(zhuang)(zhuang)載重量(liang)三倍于(yu)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)自重的(de)(de)車(che)(che)廂。這(zhe)(zhe)是第一輛初具現代蒸(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)基(ji)本(ben)構造(zao)(zao)特征的(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)。1830年R.斯(si)蒂(di)芬(fen)森(sen)(sen)又造(zao)(zao)出(chu)“行(xing)星”號(hao)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che),將臥式(shi)(shi)鍋(guo)(guo)(guo)爐的(de)(de)內(nei)外(wai)火(huo)箱(xiang)(xiang)和(he)煙(yan)箱(xiang)(xiang)制成(cheng)一整體,這(zhe)(zhe)種形式(shi)(shi)的(de)(de)鍋(guo)(guo)(guo)爐后(hou)稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)式(shi)(shi)鍋(guo)(guo)(guo)爐。“行(xing)星”號(hao)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)的(de)(de)兩(liang)(liang)個汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)裝(zhuang)(zhuang)于(yu)鍋(guo)(guo)(guo)爐前端的(de)(de)煙(yan)箱(xiang)(xiang)下部(bu)(bu)車(che)(che)架(jia)內(nei)側水(shui)(shui)平位置(zhi),稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)內(nei)汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)式(shi)(shi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che),只有(you)一對動(dong)(dong)(dong)輪(lun),裝(zhuang)(zhuang)在(zai)后(hou)部(bu)(bu),軸(zhou)列(lie)(lie)式(shi)(shi)為(wei)(wei)(wei)1-1-0。運(yun)行(xing)時(shi)上下顛抖(dou)減輕。蒸(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)車(che)(che)的(de)(de)基(ji)本(ben)構造(zao)(zao)形式(shi)(shi)除廣泛采用外(wai)汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)式(shi)(shi)(汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)裝(zhuang)(zhuang)于(yu)車(che)(che)架(jia)前端兩(liang)(liang)外(wai)側)外(wai),迄今無多大變(bian)化。
1830年以(yi)后,美國(guo)以(yi)及其他(ta)一些國(guo)家先后開始制造蒸汽(qi)機車。
這個時期機(ji)車動輪由二對或三對發展(zhan)至四、五、六對。最(zui)早使用(yong)二軸引導轉向架是美國(guo)于1832年制造(zao)的 2-1-0式(shi)“喬納森兄(xiong)弟”號機(ji)車,大(da)型機(ji)車還在動輪后面(mian)裝(zhuang)有較小(xiao)的從輪。借助(zhu)于從輪,機(ji)車可裝(zhuang)載(zai)一個較寬大(da)、較重的火箱。
1884年(nian)瑞士人A.馬利特發明關節式(shi)(shi)機車(che),牽引力(li)大(da),并能順利通(tong)過曲線。1888年(nian)建成第一臺。最大(da)的關節式(shi)(shi)機車(che)是2-4 4-2式(shi)(shi)“大(da)人物”號(圖2),整備(bei)重量(liang)為543噸,鍋(guo)爐壓(ya)力(li)為2.068兆帕(21.1千克力(li)/厘米(mi)2),在時(shi)速120公里(li)條(tiao)件下,發揮出功率(lv)6000馬力(li)以上。
1875~1900年(nian)廣泛地(di)應(ying)用(yong)蒸汽兩次膨脹原理(li),創造了復脹式機(ji)車(che),提高(gao)(gao)了機(ji)車(che)熱效率。1900~1920年(nian)由于(yu)采用(yong)蒸汽過熱和給水加熱等裝置,機(ji)車(che)的熱效率、牽引力和功率又有(you)提高(gao)(gao)。
1872年(nian),英商為推銷近代交通工具(ju),在(zai)天津(jin)原法租(zu)界“紫(zi)竹林”碼頭一帶(dai),沿(yan)海(hai)河(he)岸邊的(de)土路上鋪設了(le)一條環行1.5公里(li)的(de)“廣告鐵(tie)路”,將(jiang)一臺總重量為1020kg的(de)小“火(huo)(huo)輪(lun)車(che)”安裝在(zai)輕便的(de)窄(zhai)軌上,經試運轉后,是年(nian)9月14日,開(kai)始免(mian)費載(zai)客運行。此(ci)消息傳開(kai)后,轟(hong)動天津(jin)城。據天津(jin)《申報(bao)》報(bao)道:“此(ci)次火(huo)(huo)車(che)之(zhi)來中國(guo),可謂(wei)創觀,其制作也(ye)可謂(wei)精美(mei)之(zhi)至,均甚便捷,甚為適用之(zhi)物……”由(you)于這一“廣告火(huo)(huo)輪(lun)車(che)”的(de)出現,在(zai)一定程度上,給國(guo)人留下了(le)一些新式運輸工具(ju)的(de)形象。
1876年7月(yue)3日(ri),中國第一(yi)條鐵(tie)路——“吳淞(song)鐵(tie)路”(窄軌)建成通車,那臺(tai)英制(zhi)名曰“先導號”的蒸汽機(ji)車(機(ji)車總重量1420kg)時速為24—32公里,為我國第一(yi)臺(tai)外國蒸汽機(ji)車。(后來被拆除,1898年準軌淞(song)滬(hu)鐵(tie)路在此基(ji)礎上復建通車,1997年拆除)
1881年11月8日,建成(cheng)了中國(guo)第一條自辦鐵(tie)(tie)路(lu)——“唐胥(xu)鐵(tie)(tie)路(lu)”(唐山至胥(xu)各莊)。在“唐胥(xu)鐵(tie)(tie)路(lu)”修筑(zhu)路(lu)基的同時,中國(guo)工(gong)人(ren)(ren)憑時任(ren)總工(gong)程師(shi)的英人(ren)(ren)金(jin)達(da)(C.W.Kinder)的幾份圖紙,利(li)用(yong)礦場起重機鍋爐和(he)豎井架(jia)的槽鐵(tie)(tie)等舊(jiu)材(cai)料,試制成(cheng)功了一臺(tai)“0—3—0”型的蒸汽機車(che)。(只有三對動輪,無(wu)導輪和(he)從輪),被金(jin)達(da)、薄內(nei)(Burnet)等英國(guo)專家命名為“中國(guo)火箭號(hao)”和(he)“龍號(hao)”,為我國(guo)自制的第一臺(tai)蒸汽機車(che)(曾存于北京府右(you)街交通陳(chen)列館內(nei),并可(ke)生火行駛(shi),以(yi)供眾覽,“七七事變”后失蹤,至今查(cha)無(wu)下落)。
1887年“津(jin)沽鐵(tie)路公司”(原址為(wei)(wei)(wei)舊三(san)岔河口西岸)從(cong)(cong)國(guo)外進口了數臺(tai)(tai)(tai)小型(xing)蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che),其中(zhong)(zhong)一臺(tai)(tai)(tai)為(wei)(wei)(wei)“0—2—0”型(xing)(只有兩對動(dong)輪(lun),無導輪(lun)和從(cong)(cong)輪(lun),稱“0”號),此(ci)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)是(shi)我(wo)們(men)現(xian)在(zai)保(bao)存完好的、曾在(zai)“津(jin)沽鐵(tie)路”上(shang)運行過(guo)的最古老(lao)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che),曾在(zai)國(guo)外展出(chu)過(guo)。該機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)由英(ying)國(guo)制造,總重量為(wei)(wei)(wei)1320kg,也是(shi)世界上(shang)最小的蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)之一。從(cong)(cong)這臺(tai)(tai)(tai)蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)出(chu)現(xian)到新(xin)中(zhong)(zhong)國(guo)成立,中(zhong)(zhong)國(guo)大地上(shang)行駛著英(ying)、美、德、法、日、比、俄等國(guo)各種(zhong)蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che),被人們(men)譽(yu)為(wei)(wei)(wei)“萬國(guo)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)博覽會”。據1949年《鐵(tie)道月刊》第188期(qi)記載:當時(shi)全國(guo)共有4069臺(tai)(tai)(tai)蒸(zheng)汽機(ji)(ji)(ji)車(che)(che),其中(zhong)(zhong)有8個國(guo)家、30多家工廠生產的198種(zhong)型(xing)號,其中(zhong)(zhong)天津(jin)鐵(tie)路管(guan)理局(ju)轄管(guan)的運用(yong)機(ji)(ji)(ji)車(che)(che)為(wei)(wei)(wei)671臺(tai)(tai)(tai)。
1920年(nian)以后,蒸(zheng)汽(qi)(qi)機車(che)(che)(che)的(de)性(xing)能進(jin)(jin)一步得到(dao)改善。20~30年(nian)代(dai),機車(che)(che)(che)的(de)鍋(guo)爐(lu)(lu)壓(ya)(ya)力由 1.373兆帕(pa)(14千克(ke)力/厘米2)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)到(dao)2.000~2.069兆帕(pa)(20.4~21.1千克(ke)力/厘米2),試驗性(xing)高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)機車(che)(che)(che)的(de)鍋(guo)爐(lu)(lu)壓(ya)(ya)力甚至高(gao)(gao)(gao)達(da)9.807兆帕(pa)(100千克(ke)力/厘米2)以上。高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)機車(che)(che)(che)采(cai)用(yong)水管(guan)式鍋(guo)爐(lu)(lu),雖然熱(re)效率(lv)較(jiao)高(gao)(gao)(gao),但(dan)構造復雜,重量大,造價高(gao)(gao)(gao),維護困(kun)難,維修費高(gao)(gao)(gao),而且(qie)極易發生故障(zhang),運(yun)(yun)用(yong)可靠性(xing)差,因而未能正式投(tou)入運(yun)(yun)用(yong)。但(dan)一般(ban)機車(che)(che)(che)的(de)鍋(guo)爐(lu)(lu)壓(ya)(ya)力以美國(guo)、加(jia)拿大最高(gao)(gao)(gao),為2.068兆帕(pa)(21.1千克(ke)力/厘米2)。40~50年(nian)代(dai),有(you)些(xie)國(guo)家(jia)(jia)進(jin)(jin)一步提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)了過(guo)熱(re)蒸(zheng)汽(qi)(qi)溫度,如蘇聯(lian)JIB和2-4-2型機車(che)(che)(che)最高(gao)(gao)(gao)溫度達(da)430~440℃。奧地利(li)人(ren)G.吉士林根創造的(de)高(gao)(gao)(gao)效率(lv)矩形通風裝(zhuang)置(扇煙筒),已為20多個國(guo)家(jia)(jia)和地區所采(cai)用(yong)。利(li)用(yong)廢氣(qi)(qi)熱(re)來加(jia)熱(re)給水的(de)混合式給水加(jia)熱(re)器已得到(dao)廣泛(fan)應用(yong)。中國(guo)的(de)前(qian)進(jin)(jin)型、建設型和人(ren)民型蒸(zheng)汽(qi)(qi)機車(che)(che)(che)都已安裝(zhuang)這種設備。為了提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)機車(che)(che)(che)熱(re)效率(lv),仍在繼(ji)續(xu)研制凝汽(qi)(qi)式蒸(zheng)汽(qi)(qi)機車(che)(che)(che)。還(huan)提(ti)(ti)(ti)出(chu)了蒸(zheng)汽(qi)(qi)機車(che)(che)(che)使用(yong)沸騰爐(lu)(lu)床,燃(ran)用(yong)煤氣(qi)(qi)等建議,希望使蒸(zheng)汽(qi)(qi)機車(che)(che)(che)的(de)熱(re)效率(lv)達(da)到(dao)10%以上。
第二次世界大戰(zhan)以后,蒸汽機車由(you)于(yu)熱效率低,已(yi)大部分被熱效率高(gao)的(de)柴(chai)油(you)機車和電力(li)機車所代替。
1952年(nian),四方機(ji)(ji)車(che)(che)(che)車(che)(che)(che)輛廠(chang)(chang)(chang)制造出了中(zhong)(zhong)國第(di)一臺“解放”型(xing)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)。其后,四方、大(da)(da)連、唐山、大(da)(da)同等(deng)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)車(che)(che)(che)輛廠(chang)(chang)(chang)陸續生(sheng)產了近萬臺蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)。蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)一度成(cheng)為中(zhong)(zhong)國鐵(tie)路運輸(shu)的主要牽(qian)引動力(li)。1988年(nian)12月21日(ri),大(da)(da)同機(ji)(ji)車(che)(che)(che)廠(chang)(chang)(chang)停止蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)生(sheng)產,標志(zhi)著中(zhong)(zhong)國蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)制造史(shi)的結束。隨著科學(xue)技術的進步,蒸(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)已(yi)被內燃(ran)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)和(he)電力(li)機(ji)(ji)車(che)(che)(che)取代。
蒸(zheng)汽(qi)機車在美國、西(xi)歐國家、日(ri)本(ben)和蘇聯等國已于1960~1977年期間相繼停止(zhi)使用。在印度和一些不發達國家,蒸(zheng)汽(qi)機車仍占(zhan)鐵路機車一半以上。在中國,蒸(zheng)汽(qi)機車還是鐵路的(de)主要的(de)牽引動力。
2005年12月9日,在內蒙古大板附近的(de)(de)(de)鐵道邊(bian)上,最(zui)(zui)后(hou)一列蒸汽(qi)機(ji)車(che)(che)執行完任務(wu)后(hou),見證了蒸汽(qi)機(ji)車(che)(che)退出歷史舞臺(tai)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)后(hou)一刻。 蒸汽(qi)機(ji)車(che)(che)的(de)(de)(de)退出,讓(rang)很(hen)多人有一種(zhong)懷舊心(xin)理(li),深圳福順通(tong)科(ke)技發公(gong)司制(zhi)作(zuo)的(de)(de)(de)仿蒸汽(qi)式(shi)的(de)(de)(de)旅游觀光小火車(che)(che),填補了很(hen)多人這種(zhong)懷舊情懷,讓(rang)蒸汽(qi)機(ji)車(che)(che)再次(ci)出現在人們的(de)(de)(de)視野中。
隨著科學技術的(de)(de)進步,蒸汽(qi)機(ji)車已(yi)逐漸被內燃(ran)機(ji)車和(he)電力機(ji)車取代。為了保(bao)留(liu)和(he)發(fa)展具有(you)工(gong)業革命活化石之稱的(de)(de)蒸汽(qi)機(ji)車,沈陽(yang)新(xin)陽(yang)光投(tou)巨資(zi)開發(fa)制造了新(xin)一代的(de)(de)蒸汽(qi)機(ji)車,在保(bao)留(liu)蒸汽(qi)機(ji)車特點的(de)(de)情況下,對(dui)燃(ran)燒效率、環保(bao)排(pai)放、容(rong)易駕駛等方面進行(xing)了再創新(xin)。
蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)車是蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)在交通工具上運(yun)用的(de)最好范例。蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)是靠(kao)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)的(de)膨脹(zhang)(zhang)作(zuo)(zuo)用來作(zuo)(zuo)功(gong)的(de),蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)車的(de)工作(zuo)(zuo)原理也不例外。當司爐(lu)把(ba)煤填入(ru)爐(lu)膛時,煤在燃燒過(guo)(guo)程中,它(ta)蘊藏的(de)化(hua)學能就轉換成熱(re)能,把(ba)機(ji)(ji)車鍋 爐(lu)中的(de)水加(jia)熱(re)、汽(qi)(qi)(qi)化(hua),形成400℃以(yi)上的(de)過(guo)(guo)熱(re)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi),再進入(ru)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)膨脹(zhang)(zhang)作(zuo)(zuo)功(gong),推動汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)活塞(sai)往(wang)復運(yun)動,活塞(sai)通過(guo)(guo)連桿、搖桿,將(jiang)往(wang)復直線運(yun)動變為輪轉圓周運(yun)動,帶動機(ji)(ji)車動輪旋轉,從而牽引(yin)列車前進。因此蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)車必須具備鍋爐(lu)、汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)和走行(xing)三(san)個基本部(bu)分。
蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)(ji)車熱(re)效率(lv)很低,鍋爐內(nei)燃(ran)料(liao)燃(ran)燒的熱(re)量只(zhi)(zhi)有(you)(you)一部分(fen)轉變為蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)的熱(re)能,鍋爐的效率(lv)一般(ban)為50%~80%。蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)在(zai)汽(qi)機(ji)(ji)(ji)內(nei)作功,汽(qi)機(ji)(ji)(ji)效率(lv)只(zhi)(zhi)有(you)(you)10%~15%。此外,在(zai)汽(qi)機(ji)(ji)(ji)到輪(lun)周的力的傳遞中,機(ji)(ji)(ji)械效率(lv)為80%~95%。因此蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)機(ji)(ji)(ji)車的最高熱(re)效率(lv)只(zhi)(zhi)有(you)(you)8%~9%,而且在(zai)車站停(ting)車,在(zai)機(ji)(ji)(ji)務(wu)段整備、停(ting)留等仍(reng)需消耗燃(ran)料(liao),所以實際(ji)熱(re)效率(lv)只(zhi)(zhi)有(you)(you)5%~7%。
蒸汽機(ji)車由鍋爐、汽機(ji)、車架(jia)和走行部(bu)以及煤水車等組成。
燃(ran)燒燃(ran)料和(he)產生蒸(zheng)汽的(de)部(bu)件(jian),包括火(huo)(huo)(huo)箱、鍋(guo)(guo)胴(dong)和(he)煙(yan)(yan)箱三(san)部(bu)分。火(huo)(huo)(huo)箱由內(nei)(nei)(nei)火(huo)(huo)(huo)箱和(he)外火(huo)(huo)(huo)箱兩(liang)部(bu)分組成,內(nei)(nei)(nei)火(huo)(huo)(huo)箱底部(bu)是(shi)爐床(chuang),爐床(chuang)下部(bu)有(you)存放爐灰(hui)的(de)灰(hui)箱。在(zai)鍋(guo)(guo)胴(dong)內(nei)(nei)(nei)排列(lie)著不(bu)同數目(mu)的(de)大煙(yan)(yan)管(guan)和(he)小煙(yan)(yan)管(guan),大煙(yan)(yan)管(guan)內(nei)(nei)(nei)套有(you)使蒸(zheng)汽干燥(zao)和(he)加熱的(de)過(guo)熱管(guan)。在(zai)內(nei)(nei)(nei)外火(huo)(huo)(huo)箱之(zhi)間(jian)和(he)鍋(guo)(guo)胴(dong)內(nei)(nei)(nei)貯(zhu)有(you)鍋(guo)(guo)爐用水(shui),鍋(guo)(guo)水(shui)覆沒內(nei)(nei)(nei)火(huo)(huo)(huo)箱頂板和(he)大小煙(yan)(yan)管(guan),在(zai)鍋(guo)(guo)水(shui)蒸(zheng)發面上形(xing)成蒸(zheng)汽空間(jian)。煙(yan)(yan)箱位(wei)于鍋(guo)(guo)胴(dong)前部(bu),內(nei)(nei)(nei)有(you)煙(yan)(yan)筒、乏氣噴口(kou)、反射板和(he)火(huo)(huo)(huo)星(xing)網等(deng)通風裝(zhuang)置。
燃料投入(ru)(ru)(ru)爐床,在火(huo)箱內(nei)(nei)與從灰箱風門進(jin)入(ru)(ru)(ru)的(de)空氣混合燃燒產生熱能(neng),熱能(neng)通過內(nei)(nei)火(huo)箱板和大小(xiao)煙(yan)管(guan)(guan),傳遞給周圍(wei)的(de)鍋(guo)水(shui)和過熱管(guan)(guan)中的(de)蒸汽(qi),煙(yan)氣進(jin)入(ru)(ru)(ru)煙(yan)箱,通過煙(yan)筒排出。高(gao)壓高(gao)溫蒸汽(qi)由(you)鍋(guo)爐最高(gao)處的(de)蒸汽(qi)包經(jing)調整(zheng)閥(fa)、干燥管(guan)(guan)、過熱管(guan)(guan)和主蒸汽(qi)管(guan)(guan)等蒸汽(qi)通路進(jin)入(ru)(ru)(ru)汽(qi)機。
將蒸汽(qi)(qi)的(de)熱(re)能(neng)轉變為機(ji)械能(neng)的(de)部(bu)(bu)件(jian)。汽(qi)(qi)機(ji)連同機(ji)械部(bu)(bu)分包括汽(qi)(qi)室(shi)、汽(qi)(qi)缸(gang)、活(huo)塞(sai)(又(you)稱(cheng)鞲鞴)、十(shi)字(zi)頭(tou)、搖桿(gan)(gan)、連桿(gan)(gan)、閥(fa)動(dong)裝(zhuang)置等部(bu)(bu)件(jian)。閥(fa)動(dong)裝(zhuang)置是支(zhi)配(pei)(pei)汽(qi)(qi)閥(fa)與活(huo)塞(sai)協調(diao)動(dong)作的(de)配(pei)(pei)汽(qi)(qi)機(ji)構,用(yong)于調(diao)節(jie)進(jin)入汽(qi)(qi)缸(gang)的(de)蒸汽(qi)(qi)量和實現機(ji)車(che)的(de)前進(jin)或后退。鍋爐發生的(de)高壓高溫過(guo)熱(re)蒸汽(qi)(qi)進(jin)入汽(qi)(qi)室(shi)后,通過(guo)閥(fa)動(dong)裝(zhuang)置的(de)配(pei)(pei)汽(qi)(qi)作用(yong),進(jin)入汽(qi)(qi)缸(gang),在汽(qi)(qi)缸(gang)內(nei)膨(peng)脹作功,推(tui)動(dong)活(huo)塞(sai)時,機(ji)械能(neng)經活(huo)塞(sai)桿(gan)(gan)、十(shi)字(zi)頭(tou)、搖桿(gan)(gan)等機(ji)械部(bu)(bu)件(jian)傳(chuan)遞給(gei)主動(dong)輪,再經連桿(gan)(gan)傳(chuan)遞給(gei)其他(ta)動(dong)輪,通過(guo)輪軌接觸(chu),牽(qian)引列車(che)。
鍋爐(lu)、汽機(ji)等部件固裝(zhuang)于車架上,經彈簧(huang)懸掛裝(zhuang)置將重量由軸箱傳至車輪(lun),由鋼(gang)軌支持。動輪(lun)把機(ji)械部傳來(lai)的機(ji)械能(neng)轉變為機(ji)車在軌道上的走(zou)行功。
蒸(zheng)汽機(ji)車的(de)走行部分(fen)包括彈簧懸掛裝置(zhi)、輪(lun)(lun)對(dui)、導(dao)輪(lun)(lun)、從(cong)輪(lun)(lun)、軸箱(xiang)、導(dao)輪(lun)(lun)轉向架(jia)、從(cong)輪(lun)(lun)轉向架(jia)和(he)牽引裝置(zhi)等構成。
輪對(dui)(dui)分導輪、動(dong)輪、從輪三種。安裝在(zai)機(ji)車(che)(che)(che)(che)前(qian)轉(zhuan)向架(jia)上(shang)的(de)(de)小輪對(dui)(dui)叫導向輪對(dui)(dui),機(ji)車(che)(che)(che)(che)前(qian)進時(shi)(shi),它在(zai)前(qian)面引(yin)導,使機(ji)車(che)(che)(che)(che)順利(li)通過(guo)曲(qu)線。機(ji)車(che)(che)(che)(che)中部(bu)能(neng)產生牽引(yin)力(li)的(de)(de)大輪對(dui)(dui)叫動(dong)輪。機(ji)車(che)(che)(che)(che)后轉(zhuan)向架(jia)上(shang)的(de)(de)小輪對(dui)(dui)叫從輪,除了擔負一(yi)部(bu)分重量(liang)外(wai),當機(ji)車(che)(che)(che)(che)倒行(xing)時(shi)(shi)還能(neng)起導輪作用(yong)(yong)。軸(zhou)箱和車(che)(che)(che)(che)輛的(de)(de)滑(hua)動(dong)軸(zhou)承軸(zhou)箱相(xiang)類似,主要起潤滑(hua)作用(yong)(yong),防止車(che)(che)(che)(che)軸(zhou)在(zai)高速運行(xing)時(shi)(shi)過(guo)熱(re)。彈簧裝置(zhi)的(de)(de)作用(yong)(yong)主要是緩和運行(xing)時(shi)(shi)的(de)(de)振動(dong),減輕車(che)(che)(che)(che)輪對(dui)(dui)線路的(de)(de)沖擊(ji),另外(wai)還能(neng)把車(che)(che)(che)(che)架(jia)上(shang)部(bu)的(de)(de)重量(liang)平均分配給各(ge)個(ge)輪對(dui)(dui)。
裝載(zai)煤(mei)、水(shui)、油脂和存放工具(ju)等(deng)的車(che)(che)(che)輛,掛(gua)在機(ji)車(che)(che)(che)司機(ji)室后面(mian)。煤(mei)水(shui)車(che)(che)(che)由(you)(you)煤(mei)槽和水(shui)柜兩部分組成。大功(gong)率(lv)機(ji)車(che)(che)(che),由(you)(you)于(yu)單位時間的燃煤(mei)量(liang)大,在煤(mei)水(shui)車(che)(che)(che)上裝有推煤(mei)機(ji)和輸煤(mei)機(ji),將煤(mei)均勻地(di)噴投到爐床各處。
①單(dan)脹式機車(che)(che),蒸(zheng)汽(qi)在汽(qi)缸中膨(peng)脹工作一(yi)次即排入大(da)氣,機車(che)(che)構造簡單(dan),采用(yong)較(jiao)廣。
②復(fu)脹式機車(che),蒸汽在一(yi)(yi)(yi)個(ge)或一(yi)(yi)(yi)對(dui)(dui)汽缸(高(gao)壓汽缸)中(zhong)膨脹工(gong)作后進入另一(yi)(yi)(yi)個(ge)或另一(yi)(yi)(yi)對(dui)(dui)汽缸(低壓汽缸)再膨脹工(gong)作一(yi)(yi)(yi)次才排入大氣。這種機車(che)熱效率(lv)雖高(gao)一(yi)(yi)(yi)些(xie),但構造較(jiao)復(fu)雜,采用較(jiao)少。
③凝汽(qi)式(shi)機(ji)車(che)(che),乏氣(qi)進入(ru)裝于煤水車(che)(che)后(hou)部的冷凝器凝結成水,再泵入(ru)鍋爐重復使用,損失的水由煤水車(che)(che)的水補充(chong)。機(ji)車(che)(che)構造很復雜(za),多在缺水地區使用。④飽和(he)蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車(che)(che)和(he)過(guo)(guo)熱(re)蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車(che)(che),自從創造出(chu)機(ji)車(che)(che)用的過(guo)(guo)熱(re)器提高了蒸(zheng)汽(qi)溫度以后(hou),汽(qi)機(ji)效率(lv)提高很多,飽和(he)蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車(che)(che)即(ji)被(bei)改造成過(guo)(guo)熱(re)蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車(che)(che)。
蒸汽(qi)機車按汽(qi)缸安裝位置可(ke)分為:
①外汽缸機車,機車汽缸固定于(yu)車架兩邊外側,因檢(jian)修方便(bian),采用較廣。
②內(nei)汽缸機車(che),機車(che)汽缸固(gu)定于(yu)車(che)架內(nei)側,有(you)一根動輪(lun)軸制成曲(qu)拐(guai)軸,因檢修不便(bian),采用較少。
③三汽缸機車,兩(liang)個汽缸固定(ding)于(yu)車架(jia)兩(liang)邊外(wai)側,第三個汽缸固定(ding)于(yu)車架(jia)中間。
蒸汽機車因車架形式不同可分為:
①板(ban)梁(liang)式(shi)車(che)(che)架機車(che)(che),車(che)(che)架是板(ban)梁(liang)型結構,車(che)(che)架較輕,歐洲(zhou)國(guo)家采用較多。
②桿(gan)(gan)梁(liang)式車(che)(che)架機車(che)(che),車(che)(che)架是桿(gan)(gan)狀(zhuang)結構,用厚鋼(gang)板(ban)切割成(cheng)型或(huo)用鑄鋼(gang)鑄造,采用普遍。
蒸汽機車就其車架(jia)和動力單元的組成來說,可(ke)分為:
①常規機車,只有一(yi)個固定車架組成一(yi)動力單元(包括汽(qi)缸、動輪、連(lian)桿裝置(zhi)和閥動裝置(zhi)等(deng))并(bing)支承(cheng)鍋(guo)爐。
②關(guan)節機(ji)車(che)(che),除(chu)有一(yi)個(ge)固(gu)定(ding)車(che)(che)架組(zu)成的(de)動(dong)力單(dan)元(yuan)并(bing)(bing)支承鍋爐(lu)后半(ban)部(bu)外,還有一(yi)個(ge)可轉(zhuan)動(dong)的(de)車(che)(che)架和后面的(de)固(gu)定(ding)車(che)(che)架連接組(zu)成另一(yi)動(dong)力單(dan)元(yuan),并(bing)(bing)可滑動(dong)地支承鍋爐(lu)前半(ban)部(bu),起轉(zhuan)向架作(zuo)用。
蒸汽機車按水柜安裝位置可分為:
①煤水車機車,它(ta)的后(hou)部連掛一(yi)專門供機車長(chang)途行駛所需煤和水的煤水車,應用廣泛。
②水(shui)柜(ju)(ju)機(ji)車(che)(che),在機(ji)車(che)(che)鍋爐兩側(ce)各有一(yi)長方體水(shui)柜(ju)(ju)或為一(yi)鞍形水(shui)柜(ju)(ju)跨裝于(yu)鍋爐上,煤(mei)則存放于(yu)司機(ji)室后部(bu)的(de)煤(mei)槽中(zhong)(zhong)。另一(yi)種水(shui)柜(ju)(ju)機(ji)車(che)(che)是(shi)將水(shui)儲存在煤(mei)槽下部(bu)的(de)水(shui)柜(ju)(ju)中(zhong)(zhong)。水(shui)柜(ju)(ju)機(ji)車(che)(che)儲存煤(mei)水(shui)量較少。只(zhi)用于(yu)調車(che)(che)、短途運輸和工礦運輸。
蒸汽機車按使用燃料可分為:
①燃煤蒸汽機(ji)車(che),火箱內燃用煙煤,是普遍采用的一種機(ji)車(che)。
②燃油(you)(you)蒸汽機車,火(huo)箱內燃用霧化鍋爐油(you)(you),用于無(wu)煤的產油(you)(you)區或(huo)有(you)特(te)殊要求的地方(fang)。
蒸汽機車按所裝用(yong)的原動機可分為:
①以往(wang)復式(shi)蒸(zheng)汽機為動力(li)的(de)蒸(zheng)汽機車,構造簡單(dan),應(ying)用廣(guang)泛,通常所說的(de)蒸(zheng)汽機車就是指這種機車
②以蒸(zheng)汽(qi)(qi)渦(wo)輪機為(wei)(wei)動(dong)力的蒸(zheng)汽(qi)(qi)機車,稱為(wei)(wei)蒸(zheng)汽(qi)(qi)渦(wo)輪機車。渦(wo)輪機轉速(su)高(gao),須配(pei)用(yong)減(jian)速(su)齒輪箱(xiang),因而(er)有(you)電力傳動(dong)的和(he)機械(xie)傳動(dong)的兩(liang)種(zhong)。排汽(qi)(qi)又有(you)冷(leng)凝(ning)的和(he)非冷(leng)凝(ning)的兩(liang)種(zhong)。蒸(zheng)汽(qi)(qi)渦(wo)輪機車因構造(zao)復雜,造(zao)價昂貴(gui),維修費用(yong)高(gao),熱效率比蒸(zheng)汽(qi)(qi)機車高(gao)得不多,未能推廣使用(yong)。
解放(fang)型機(ji)車(che)(che)是(shi)中等功率的(de)(de)(de)貨運(yun)機(ji)車(che)(che),多為調車(che)(che)和小(xiao)運(yun)轉用。建(jian)設型機(ji)車(che)(che)是(shi)1957年在解放(fang)型機(ji)車(che)(che)的(de)(de)(de)基礎上(shang)設計而成的(de)(de)(de),與(yu)解放(fang)型機(ji)車(che)(che)相(xiang)比,鍋爐用全焊結構(gou),蒸(zheng)汽(qi)壓力(li)提高至15千克力(li)/厘米,并加(jia)裝了加(jia)煤機(ji)、給水(shui)加(jia)熱器(qi)、自動(dong)調整楔(xie)鐵等設備,目前是(shi)干線貨運(yun)主要蒸(zheng)汽(qi)機(ji)車(che)(che)之一(yi)。
勝(sheng)利型機(ji)(ji)車(che)1956年(nian)試制成(cheng)功,其(qi)結(jie)構(gou)特點是(shi)(shi)增加(jia)過(guo)熱和(he)蒸發傳熱面積(ji)的比值,采用(yong)特洛菲莫夫分動式汽閥,煤水車(che)底架、水柜、煤槽均采用(yong)電焊(han)焊(han)接結(jie)構(gou)等。勝(sheng)利型機(ji)(ji)車(che)是(shi)(shi)主(zhu)要(yao)客(ke)運(yun)蒸汽機(ji)(ji)車(che)之(zhi)一(yi),在干(gan)線(xian)(xian)上(shang)(shang)已逐步被(bei)柴(chai)油機(ji)(ji)車(che)所取代。人民(min)型機(ji)(ji)車(che)是(shi)(shi)在勝(sheng)利型機(ji)(ji)車(che)的基礎(chu)上(shang)(shang)改進設計,于(yu)1958年(nian)制成(cheng)。鍋爐采用(yong)全焊(han)結(jie)構(gou),蒸汽壓力提高至15千克力/厘米,構(gou)造速度為(wei)每小時(shi)110公里,并增加(jia)了加(jia)煤機(ji)(ji)、給(gei)水加(jia)熱器和(he)自動調整楔鐵等裝置。人民(min)型機(ji)(ji)車(che)是(shi)(shi)鐵路干(gan)線(xian)(xian)和(he)支(zhi)線(xian)(xian)上(shang)(shang)的主(zhu)要(yao)客(ke)運(yun)蒸汽機(ji)(ji)車(che)之(zhi)一(yi)。
中國在蘇聯30~40年(nian)代制(zhi)造的(de)機車(che)(che)(che)的(de)基(ji)礎上改(gai)(gai)制(zhi)而成的(de)大(da)功(gong)(gong)率(lv)(lv)貨運(yun)(yun)機車(che)(che)(che),大(da)多已經報廢。 前(qian)進(jin)型(xing)機車(che)(che)(che) 中國自行設(she)計(ji)(ji)制(zhi)造的(de)大(da)功(gong)(gong)率(lv)(lv)干線主型(xing)貨運(yun)(yun)蒸汽(qi)(qi)機車(che)(che)(che)。1956年(nian)試制(zhi)成功(gong)(gong),當(dang)(dang)時(shi)稱(cheng)(cheng)和平型(xing)機車(che)(che)(che),現(xian)稱(cheng)(cheng)老(lao)前(qian)進(jin)型(xing)機車(che)(che)(che)。機車(che)(che)(che)軸式1-5-1,當(dang)(dang)計(ji)(ji)算供(gong)汽(qi)(qi)率(lv)(lv)為(wei)70千克/米(mi)·小時(shi)時(shi),機車(che)(che)(che)輪周功(gong)(gong)率(lv)(lv)為(wei)2960馬力(li),但鍋爐蒸發量不能滿(man)足(zu)運(yun)(yun)行的(de)需(xu)要,僅(jin)生(sheng)產了40多臺。1964年(nian)對鍋爐進(jin)行重新(xin)設(she)計(ji)(ji),采(cai)取了加裝燃燒(shao)室,改(gai)(gai)變煙(yan)管(guan)排列,改(gai)(gai)進(jin)煙(yan)箱(xiang)(xiang)通風裝置等技(ji)術措(cuo)施(shi),使鍋爐的(de)供(gong)汽(qi)(qi)能力(li)顯著(zhu)提(ti)高,滿(man)足(zu)了鐵(tie)路運(yun)(yun)輸生(sheng)產的(de)需(xu)要。前(qian)進(jin)型(xing)機車(che)(che)(che)采(cai)用全焊結構鍋爐,蒸汽(qi)(qi)壓力(li)為(wei)15千克力(li)/厘(li)米(mi),有(you)1200毫(hao)米(mi)長的(de)燃燒(shao)室,爐床面(mian)(mian)積為(wei)6.8米(mi),火箱(xiang)(xiang)傳熱(re)面(mian)(mian)積32.5米(mi),火箱(xiang)(xiang)容(rong)積13.56米(mi),有(you)直(zhi)(zhi)徑(jing)133/125毫(hao)米(mi)的(de)大(da)煙(yan)管(guan)69根,直(zhi)(zhi)徑(jing)51/46毫(hao)米(mi)的(de)小煙(yan)管(guan)80根,鍋爐蒸發傳熱(re)面(mian)(mian)積為(wei)255.3米(mi)。
前進型機(ji)車采用(yong)單脹式雙汽(qi)缸(gang),汽(qi)缸(gang)直(zhi)徑 650毫米(mi),活塞行程(cheng)800毫米(mi),汽(qi)閥(fa)直(zhi)徑300毫米(mi)。有五對動輪,直(zhi)徑1500毫米(mi),機(ji)車粘著(zhu)(zhu)重(zhong)量100.5噸,有4軸和6軸兩種(zhong)煤(mei)水車。它(ta)(ta)能利(li)用(yong)6%~10%的(de)汽(qi)缸(gang)排出的(de)乏氣量,將給水加(jia)熱到70~100℃,可以節水 7%~9%,節熱6%~8%。它(ta)(ta)裝有粘著(zhu)(zhu)重(zhong)量增加(jia)器,使粘著(zhu)(zhu)重(zhong)量增大(da)8噸。前進型機(ji)車最高熱效率可達8.42%,通常為(wei)5.5%~8.0%。這種(zhong)機(ji)車的(de)缺(que)點是:過熱蒸汽(qi)溫度較低,煙渣飛揚損(sun)失較大(da),通風效率和機(ji)械(xie)效率低,粘著(zhu)(zhu)牽(qian)(qian)引(yin)力(li)不能適應汽(qi)缸(gang)牽(qian)(qian)引(yin)力(li)的(de)要求等。
游型蒸汽機車又稱為上游型工礦用小型蒸汽機車,原名“工農型”。 1960年,唐山工廠在MA6(ㄇㄎ6)型機車的基礎上改造設計并試制出第一臺上游型機車,代號SY,到目前為止共(gong)生產1600多臺(tai)。
機(ji)(ji)車(che)全長21519(21643)毫(hao)米,構造速度每(mei)小(xiao)時80公里,,最高(gao)汽(qi)(qi)機(ji)(ji)有效(xiao)(xiao)熱效(xiao)(xiao)率為13.15%,機(ji)(ji)車(che)總效(xiao)(xiao)率為8.5%。曾經(jing)出(chu)口到美國作為旅游用車(che)。另外,還專為韓國生產了SY燃油型蒸汽(qi)(qi)機(ji)(ji)車(che)。
1958年濟南機(ji)車廠在PR2(ㄆㄌ2)型(xing)機(ji)車的基礎上(shang)改(gai)進(jin)設計并制造,命名(ming)為躍進(jin)型(xing),代號(hao)YJ。
1961年停產,唐山(shan)、牡丹江(jiang)、武昌、濟南等工(gong)廠共(gong)制造(zao)202臺。機車(che)全長18326毫米,構造(zao)速度每(mei)小(xiao)時60公(gong)里,模數牽引(yin)力137千牛(niu),軸(zhou)式(shi)1—3—1。主(zhu)要用于(yu)工(gong)礦、調車(che)、小(xiao)運(yun)轉等。
沈陽新陽光(guang)將(jiang)蒸汽機車傳統制造與現代技術相(xiang)結(jie)合,命名為陽光(guang)型。
采(cai)用(yong)柴油做為燃(ran)(ran)料(liao)(取代煤(mei)),應用(yong)電腦智能控制系(xi)統精確控制燃(ran)(ran)料(liao)燃(ran)(ran)燒狀態,提高燃(ran)(ran)燒效(xiao)率,車(che)(che)輛(liang)自動(dong)給水、自動(dong)補風。同時具有系(xi)統故障自診斷和信(xin)息(xi)顯示功能,既能保證車(che)(che)輛(liang)安全(quan)運行,節(jie)能燃(ran)(ran)料(liao),又(you)方(fang)便(bian)車(che)(che)輛(liang)檢修。此蒸汽機車(che)(che)在保留其特(te)點的情況下(xia),對燃(ran)(ran)燒效(xiao)率、環保排放(fang)、容(rong)易(yi)駕(jia)駛等方(fang)面進行了再創新。
樂山市(shi)犍為縣芭(ba)蕉溝鎮的(de)芭(ba)石窄軌鐵路至今仍運營者(zhe)蒸汽(qi)機車,主要供(gong)當地村民出行和旅(lv)游觀光使用,已被列為工(gong)業遺產(chan)加以保(bao)護,并成為世界(jie)公認的(de)蒸汽(qi)小火車博物(wu)館之一。