蒸汽機(jī)車(chē)的工作原理

1、蒸汽機(jī)車(chē)的工作原理蒸汽機(jī)車(chē)是蒸汽機(jī)在交通工具上運(yùn)用的最好范例。我們都知道，蒸汽機(jī)是靠蒸汽的膨脹作用來(lái)作功的，蒸汽機(jī)車(chē)的工作原理也不例外。當(dāng)司爐把煤填入爐膛時(shí)，煤在燃燒過(guò)程中，它蘊(yùn)藏的化學(xué)能就轉(zhuǎn)換成熱能，把機(jī)車(chē)鍋爐中的水加熱、汽化，形成400 c以上的過(guò)熱蒸汽，再進(jìn)入蒸汽機(jī)膨脹作功，推動(dòng)汽機(jī)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞通過(guò)連桿、搖桿，將往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)檩嗈D(zhuǎn)圓周運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)機(jī)車(chē)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，從而牽引列車(chē)車(chē)鉤援沖裂亶煙閽迫熱箱 汽包 回動(dòng)聯(lián)燃燒常螳水車(chē)11*|II導(dǎo)輪 汽急 十字頭徭桿動(dòng)輪 連桿 偏心曲拐從鴕前進(jìn)。從這個(gè)工作過(guò)程可以看出，蒸汽機(jī)車(chē)必須具備鍋爐、汽機(jī)和走行三個(gè)基本部分。鍋爐是燃料（一般是煤）燃燒將水加

2、熱使之蒸發(fā)為蒸汽，并貯存蒸汽的設(shè)備。它由火箱、鍋胴和煙箱所組成?；鹣湮挥阱?爐的后部，是煤燃燒的地方，在內(nèi)外火箱之間容納著水和高壓蒸汽。鍋爐的中間部分是鍋胴，內(nèi)部橫裝大大小小的煙管，煙管 外面貯存鍋水。這樣，煙管既能排出火箱內(nèi)的燃?xì)庥帜茉黾蛹訜崦娣e。燃?xì)庠跓煿芡ㄟ^(guò)時(shí)，將熱傳給鍋水或蒸汽，提高了鍋爐 的蒸發(fā)率。鍋爐的前部是煙箱，它利用通風(fēng)裝置將燃?xì)馀懦觯⑹箍諝庥蔂t床下部進(jìn)入火箱，達(dá)到誘導(dǎo)通風(fēng)的目的。鍋爐還安 裝有汽表、水表、安全閥、注水器等附屬裝置。鍋爐示意圖I一爐床外火箱內(nèi)火箱4-火箱皆板汽包6過(guò)熱管71城管吊一人煙伴1行蒸汽管UL期冏汽機(jī)是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的設(shè)備。它由汽室、汽缸、傳

3、動(dòng)機(jī)構(gòu)和配汽機(jī)構(gòu)所組成。汽室與汽缸是兩個(gè)相疊的圓筒， 在機(jī)車(chē)的前端兩側(cè)各有一組。上部的汽室與下部的汽缸組合，通過(guò)進(jìn)汽、排汽推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。配汽機(jī)構(gòu)是使汽閥按一定的 規(guī)律進(jìn)汽和排汽。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)則是通過(guò)活塞桿、十字頭、搖桿、連桿等，把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變成動(dòng)輪的圓周運(yùn)動(dòng)。蒸汽機(jī)車(chē)的走行部分包括輪對(duì)、軸箱和彈簧裝置等部件。輪對(duì)分導(dǎo)輪、動(dòng)輪、從輪三種。安裝在機(jī)車(chē)前轉(zhuǎn)向架上的小輪對(duì) 叫導(dǎo)向輪對(duì)，機(jī)車(chē)前進(jìn)時(shí)，它在前面引導(dǎo)，使機(jī)車(chē)順利通過(guò)曲線。機(jī)車(chē)中部能產(chǎn)生牽引力的大輪對(duì)叫動(dòng)輪。機(jī)車(chē)后轉(zhuǎn)向架上的 小輪對(duì)叫從輪，除了擔(dān)負(fù)一部分重量外，當(dāng)機(jī)車(chē)倒行時(shí)還能起導(dǎo)輪作用。軸箱和車(chē)輛的滑動(dòng)軸承軸箱相類(lèi)似，主要起潤(rùn)滑作用,防止

4、車(chē)軸在高速運(yùn)行時(shí)過(guò)熱。彈簧裝置的作用主要是緩和運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)，減輕車(chē)輪對(duì)線路的沖擊，另外還能把車(chē)架上部的重量 平均分配給各個(gè)輪對(duì)。蒸汽機(jī)車(chē)除了這三大部分外，還有將這三部分組成整體的車(chē)架，以及用來(lái)供應(yīng)機(jī)車(chē)用煤用水的煤水車(chē)等。汽機(jī)結(jié)構(gòu)圖I一八室2T網(wǎng)桿器一汽H1-活然桿 與T并桿 6半轉(zhuǎn)桿7一滑塊 同一甜床板 L鰭含桿10-1字頭II一偏心桿】2一偏心曲拐13H牙板M一搖桿1X1：曲拐制】6一連桿”一回動(dòng)機(jī)IH一網(wǎng)動(dòng)F把小詞典一一WW （goubei）。它特指蒸汽機(jī)車(chē)汽缸里的活塞，其他地方很少運(yùn)用。在過(guò)去有關(guān)蒸汽機(jī)車(chē)的資料中是個(gè)常常出 現(xiàn)的名詞，也是老鐵路員工常用的術(shù)語(yǔ)。專(zhuān)家們?cè)?jīng)考證過(guò)很多資料，有

5、的說(shuō)它來(lái)自中國(guó)古代語(yǔ)言，有的說(shuō)它是德語(yǔ)的音譯， 還有的說(shuō)來(lái)自比利時(shí) 不管怎么說(shuō)，既然活塞一詞既通俗又易懂，何必還用這個(gè)筆畫(huà)繁多，很多人不知讀音的怪字呢？所以,我們?cè)诮榻B蒸汽機(jī)車(chē)時(shí)，一律使用活塞而不再使用精輔。中國(guó)火箭號(hào)（龍?zhí)枺C(jī)車(chē)中國(guó)火箭號(hào)（龍?zhí)枺C(jī)車(chē)由英國(guó)制造，運(yùn)行于唐胥鐵路。有2根動(dòng)輪軸，為1-2-0式，動(dòng)輪直徑762毫米，機(jī)車(chē)長(zhǎng)約5.7米，車(chē)身上標(biāo)有英文Rocket of China（中國(guó)火箭）,機(jī)車(chē)水柜兩側(cè)各鑲嵌一條金屬龍形圖案。因此，這臺(tái)機(jī)車(chē)有了"中國(guó)火箭號(hào)"和"龍?zhí)?quot;兩個(gè)名稱(chēng)。龍?zhí)枡C(jī)車(chē)的故事說(shuō)龍”號(hào)，不能不從中國(guó)的第一條鐵路說(shuō)起。1876年英

6、商怡和洋行以 修一條尋常馬路”為由，在上海修筑了軌距為 0.762米、長(zhǎng)14公里的吳淞鐵路，也稱(chēng)淞滬鐵路。這條鐵路修成后，朝野 大嘩，清政府經(jīng)過(guò)與英國(guó)商人談判，最后決定以28.5萬(wàn)兩白銀贖回鐵路，收回的鐵道引起朝中爭(zhēng)議。當(dāng)時(shí)的北洋通商事務(wù)大臣李鴻章和洋務(wù)派人士主張由中國(guó)自己經(jīng)營(yíng)，但更多的人反對(duì)，認(rèn)為鐵路如不禁止會(huì)使外國(guó)商人競(jìng)相效仿，侵害中國(guó)的主權(quán)，則主張拆掉。于是這條鐵路被拆除了。后來(lái) 丁日昌向朝廷請(qǐng)求，將器材運(yùn)往臺(tái)灣修筑鐵路。但丁日昌后來(lái)患病退職，修路的計(jì)劃無(wú)法實(shí)現(xiàn)。運(yùn)抵臺(tái)灣的器材被棄在打狗港（今高雄港），銹蝕報(bào)廢。這條外國(guó)人修的窄軌鐵路沒(méi)有保留下來(lái)。1880年，唐山的開(kāi)平煤礦興建投產(chǎn)，大量

7、的煤炭出產(chǎn)后需要運(yùn)往各地，因此礦方報(bào)請(qǐng)朝廷準(zhǔn)修提條運(yùn)煤鐵路。當(dāng)時(shí)很多人反對(duì)鐵路，爭(zhēng)議極大。 直隸提督劉銘傳以及李鴻章等人都力主自己修建鐵路，幾經(jīng)波折，李鴻章以退為進(jìn)，請(qǐng)求不行機(jī)車(chē)而以騾馬拉車(chē)，終于得到了朝廷的恩準(zhǔn)，同意修 筑一條由開(kāi)平至胥各莊，長(zhǎng)約11公里的運(yùn)煤鐵路。這條鐵路于 1880年秋冬動(dòng)工，1881年6月鋪軌，年底竣工。這條鐵路的軌距為1.435米（后被確定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)軌距）鋼軌軌重每米15公斤。唐胥鐵路是中國(guó)自建并現(xiàn)存的最早鐵路。在修路的同時(shí)，開(kāi)平煤礦的英籍工程師金達(dá)利用廢舊卷?yè)P(yáng)機(jī)造了一臺(tái)簡(jiǎn)陋的蒸汽機(jī)車(chē)。但由于朝廷明令禁止使用機(jī)車(chē)，這臺(tái)機(jī)車(chē)暫時(shí)沒(méi)有行駛，所以唐胥鐵路一度是以騾馬牽引運(yùn)煤

8、車(chē)，歷史上稱(chēng)馬車(chē)鐵號(hào)而命名的5.7號(hào)機(jī)車(chē)行駛起來(lái)以北洋海軍急需燃料煤為由且噴出黑煙 幾個(gè)月后，風(fēng)馳電掣，礦山的煤炭源源不斷運(yùn)出?？墒沁^(guò)了不久消息傳到北京，朝中很多官員彈劾火車(chē)，說(shuō)是號(hào)機(jī)車(chē)退役后曾存放在北京府右街的交通陳列館，當(dāng)時(shí)還可以生火行駛，以供觀賞1937年抗日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，日本侵占北京，該館遷移到和機(jī)車(chē)直駛，震動(dòng)?xùn)|陵 使得朝廷不得不放松禁令。良的蒸汽機(jī)車(chē)，它可以和同時(shí)代的外國(guó)機(jī)車(chē)想媲美于是朝廷勒令禁駛機(jī)車(chē)。后來(lái)經(jīng)李鴻章和開(kāi)平礦務(wù)局的疏通周旋1881年中國(guó)制造的第 場(chǎng)蒸汽機(jī)車(chē)"中國(guó)火睛號(hào)"二軸蒸汽機(jī)匕是一*RF：常諛 十的，“極其有形怪狀”的機(jī)攣,它總外平煤卡的中I工人在英

9、II人金達(dá)指導(dǎo)下利 甘通風(fēng)，起重等所山機(jī)耦上的綱爐，地汽機(jī)排裝出來(lái)的.造冊(cè)S20泰元,周痔盛球幅當(dāng)時(shí)礦務(wù)局的英籍工程師薄內(nèi)的妻子為機(jī)車(chē)起了名字，叫"Rocket of China",意思是 中國(guó)火箭參與制造機(jī)車(chē)的中國(guó)工匠在車(chē)頭兩側(cè)各鑲嵌了一條金屬刻制的龍，因此大家又把它稱(chēng)作龍”機(jī)車(chē)又可以行駛了，以后一直使用。由于運(yùn)力解決了，開(kāi)平的煤大量進(jìn)入天津等城市的煤炭市場(chǎng)，又好燒又便宜的開(kāi)平煤取代了占據(jù)天 津市場(chǎng)的日本洋煤。這是仿照斯蒂芬森那臺(tái)著名機(jī)車(chē) 龍”號(hào)機(jī)車(chē)車(chē)長(zhǎng)18英尺（約/只有三對(duì)動(dòng)輪而無(wú)導(dǎo)輪和從輪，軸式為 0-3-0 ,輪式為0-6-0,現(xiàn)在通用的代號(hào)為 XK,曾用代號(hào)為丁方和1882年，開(kāi)平煤礦的煤產(chǎn)量猛增，騾馬拉車(chē)實(shí)在力不勝任，大量的煤運(yùn)不出去。金達(dá)利又設(shè)計(jì)并指導(dǎo)中國(guó)工匠們精心制造了一臺(tái)規(guī)范平門(mén)內(nèi)一條胡同里，以后這臺(tái)中國(guó)制造的著名機(jī)車(chē)便離