登陆注册
18702800000003

第3章 对火车的初步了解(3)

于是,未经清政府允许,修建了中国第一条营业性铁路——上海吴淞铁路。后来,建成通车了。清政府见此情形,出银28.5万两,分3次交款,将这条铁路赎了回来。之后,将其拆除。

洋务派首领——李鸿章为了将唐山开平煤矿的煤炭运往天津,于1879年向皇帝奏请修建唐山至北塘的铁路。清政府借口铁路机车“烟伤禾稼,震动寝陵”,将铁路行程缩短,只在唐山至胥各庄一段修建铁路,而胥各庄至芦台这一段开凿运河,连接蓟运河,以接北塘海口;

顽固派担心机车震动寝陵,禁用火车,改由骡马牵引车辆。事实上,如果用骡马牵引车辆的话,铁路应有的效用也就失去了。1881年,唐胥铁路正式通车时,中国人凭借曾经担任工程师的英国人的几张蒸汽机车的设计图纸,再利用一些旧的材料,例如矿场起重锅炉和竖井架的槽铁等,成功研制了一台0-3-0型蒸汽机车。在中国历史上,这是制造出来的第一台机车。

此外,还有一种说法:当时任唐胥铁路总工程师的英人薄内的夫人,仿照乔治·斯蒂芬森制造的英国着名的蒸汽机车“火箭号”,而研制出来中国第一辆火车,并将其命名为“中国火箭号”。

由于中国人在机车两边各刻一条龙,人们就将其称为“龙号”机车。

英国人彼得·克拉什,是研究中国铁路的一名学者。

2003年,他发现了一张金达与“中国火箭号”合影的照片。通过进行比较,可以看出此照片上的“中国火箭号”与中国保存的那张照片“中国火箭号”有显着的不同之处:机车的烟囱一个既细又高,而另一个既粗又矮;而且位于机车两侧水柜前,一个有鞋形块,另一个则没有;

司机室标出的标记也明显不同。由于年代跨度大以及资料缺失,中国第一辆火车之谜,仍然没有合理的解释。

中国铁道博物馆陈列着一台中国现存最古老的机车。在其机身上标有一个显眼的大“0”字样,于是人们将其称为“0”号机车。

经过专家考证,认为是唐胥铁路通车后(1882年),从英国购来两台小型的0-2-0式(只有两对动轮)机车,还在唐胥铁路运行过,被视为中国进口的第一辆机车。

6.蒸汽机车的工作原理

火车是如何启动、运行的呢?对于蒸汽机车而言,其工作原理与蒸汽机是相同的,下面我们一起来看看蒸汽机的工作原理。

对于简单的蒸汽机而言,主要组成部分是:汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分,其中的汽缸和底座是静止不动的。

通常情况下,蒸汽机选择的标准不同,分类也有所不同。若按蒸汽在活塞一侧或两侧工作,可分为单作用和双作用式两种;如果按汽缸布置方式来分类,可分为立式和卧式两种;若按蒸汽是在一个汽缸中膨胀或依次连续在多个汽缸中膨胀,可分为单缸式和多缸式两类;如果按蒸汽在汽缸中的流向,可分为单缸式和多缸式;如果按蒸汽在汽缸中的流向来划分,可分为回流式和单流式;如果按排汽方式和排汽压力来划分,可分为凝汽式、大气式和背压式三种。

来自锅炉的新蒸汽,通过主汽阀和节流阀,来到滑阀室,由于受到滑阀的控制,交替进入汽缸的其中一侧,在汽的推动下,活塞就运动起来了。

蒸汽机的发展,最先体现在功率和效率的提高上,而这又主要是由蒸汽参数来决定的。由于蒸汽机的蒸汽参数和功率日渐提高,蒸汽在一个汽缸中继续膨胀是不可能的事,因此,必须有与之相连接的汽缸,只有这样,才能继续膨胀。后来,便出现了多级膨胀蒸汽机。

蒸汽机车虽然存在许多无法克服的弱点,但它的出现和改进,同样对社会起着不容忽视的促进作用。

7.高速列车的发展史

现如今,日本、法国、德国,是世界上高速火车技术发展水平最高的三个国家。

日本是高速火车实际应用最早的国家。1959年,日本国铁开始建造东京至大阪的高速铁路,并于1964年开通,长度为515千米,火车时刻表速度为每小时210千米,被命名为东海新干线。后来,又继续向西延伸,于1975年开通至博多终点站,大阪-博多这一路段,被称为山阳新干线,全长为1069千米。

大宫至盛冈间465千米的东北新干线于1982年开通,同年11月,大宫至新泻间的上越新干线也正式开通运营。日本于1970年制定了“全国新干线火车网建设法”,1972年,日运输省又规划了北陆新干线(东京-大阪-富山)、东北新干线延长线(盛冈-青森)、九州新干线(博多-鹿儿岛)、长崎新干线(博多-长崎)、北海道新干线(青森-札幌)五条新干线。

法国高速火车在法文中的意思为高速列车,自1950年开始法国国铁高速火车技术研究。1955年,研制出来的样车正式试车,创下当时的世界最高纪录——火车时刻表速度为每小时331千米。当时,人们便看到这一高新技术的发展前景。

1967年,法国高速火车开始实际运营,与日本比起来,时间较晚。

虽然如此,由于法国国铁不断改进与创新,高速列车的速度也在不断提高。1981年,一列由七节车厢组成的法国高速列车,创造了火车时刻表时速为380千米的又一新纪录。1990年,第二代法国高速列车,又以火车时刻表时速515.3千米刷新了世界纪录,一举冲破称为极限的375千米的火车时刻表时速的纪录。于是,高速列车成为法国人生活中必不可少的一部分。1972年,法国研制出了TGV001编号的原型列车,最高火车时刻表时速达到318千米。1981年,研制出来的第一代TGV-PSE列车,一举打破火车时刻表时速380千米的记录。1990年,研制出一列第二代TGVAtlantique,共有两辆动车、三节车厢组成,火车时刻表时速为515.3千米,又创造了新的世界纪录。2007年4月3日,法国高速列车进行了一次行驶试验,时速高达574.8千米,刷新了法国高速列车于1990年创下的时速为515.3千米的有轨铁路行驶世界纪录。目前为止,法国TGV线路共有四个组成部分:巴黎东南线,从巴黎到里昂耗时3小时50分钟,火车时刻表时速为260千米;大西洋线,从巴黎到大西洋岸,火车时刻表时速为300千米;北方线,从巴黎出发,穿过英伦海峡抵达英国,另外还有支线,能够到达布鲁塞尔,并一直延伸到阿姆斯特丹、科伦、法兰克福;东线,从巴黎抵达斯特拉斯堡。

1979年,德国试制成第一辆ICE(德国高速火车称为ICE)机车。1982年,德国开始实施高速火车计划。1985年,ICE的前身第一次试车,火车时刻表时速为317千米,刷新了德国火车150年以来的纪录。1988年,创下了火车时刻表时速为406.9千米的新纪录。

一台机车加13辆车厢的ICE列车1990年开始试运行,火车时刻表时速为310千米。

1992年,德国火车以29亿马克(德国的货币名称)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200千米。目前,德国已建成高速铁路里程1000多千米,到2000年,德国共建成11条高速火车线路。

第二节呼啸而来——内燃机车与电力机车知识篇

1.专喝柴油的车——内燃机车的简介及分类

蒸汽机车在投入使用后不久,人们便发现它有一个致命的弱点:锅炉大而重,用煤将锅炉里的水加热,转变成水蒸气,然后通入汽缸,才能推动机车行驶,这成为发展进程中的绊脚石。于是,人们想去掉这种笨重的锅炉,这样的话,燃料就可以直接在汽缸内燃烧,蒸汽机车的主要缺点也就克服了。为此,科学家们开始了苦苦的探索。

1866年,一位名叫奥托的德国人,首先研制成了一种燃烧煤气的新型发动机。该发动机与蒸汽机相比,与其汽缸外面的锅炉燃料有所差异,它是在汽缸内点燃煤气,然后利用气体的压力推动活塞,曲轴也就随之旋转了起来。为了形象地表示出这一工作原理,人们将其称为“内燃机”。内燃机的成功研制,推动了火车的进一步发展。

通常情况下,内燃机车以内燃机为原动力,通过传动装置驱动车轮。内燃机车一般可分为两种:柴油机车和燃气轮机车。然而柴油机车发展较迅速,这是因为燃气轮机车的效率要比柴油机车低,而且耐高温材料成本较高、会产生较大的噪声。我国的内燃机车,一般指的是柴油机车。

直到1894年,德国制造出世界上首台内燃机车。此内燃机车不仅没有大锅炉,而且不用烧煤或煤气,用的燃料是柴油。此内燃机所采用的柴油机,是德国人鲁道夫·狄塞尔发明的。自此,内燃机车成了火车家族中必不可少的重要角色,很快得到了广泛应用。

与蒸汽机车比起来,虽然内燃机车诞生较晚,但由于其有更多优势,因此备受人们关注。它有以下几个突出优点:

(1)马力大。蒸汽机车的功率大约为3000马力,而内燃机车却高达4000~5000马力,运载量相对较大。

(2)速度快。内燃机车启动快,加速也迅速。一般情况下,蒸汽机车最大时速可达110千米,而内燃机车的最大时速却有180千米,这样一来,铁路通过能力就能够提高25%以上。

(3)能够较好地利用燃料的热能。通常情况下,蒸汽机车的热效率大约为7%,而内燃机车却高达28%左右,后者与前者相比,提高了4倍。这样的话,就可以节省大量的燃料。

(4)是缺水地区的最佳选择。蒸汽机车用水量是相当大的,一列火车平均每行驶10千米,就能够消耗掉3~4吨的水。如果途经干旱缺水地区,火车就必须自行带上备用水。据介绍,运行在缺水地区的一列火车,如果有10节车厢的话,其中就有3节车厢是用来装水的。而对于内燃机车来说,用来冷却的水只有几百千克,还可循环利用,如果给内燃机车上一次水,便能够行驶1000千米,因而它有“铁骆驼”之称。

(5)司机易于驾驶与操作。驾驶内燃机车的司机不用加煤加水,而且驾驶室内较为宽敞,光线较好,司机操作时视野开阔,不仅方便而且安全。

有些人认为,内燃机车和汽车使用的都是内燃机,二者的结构原理也应该是相同的。事实上,它们并不完全相同。对于汽车而言,是利用内燃机产生的动力直接推动车轮转动;对于内燃机车而言,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。因此,在一般情况下内燃机车也可称为“电传动内燃机车”。

第二次世界大战后,由于内燃机车所用的燃料——石油价格低廉,能够大量供给,因此内燃机车发展极为迅速,以其明显的优势,很快就压倒了蒸汽机车。例如美国、日本、法国、加拿大等国都相继研制成了内燃机车。在大约10年的时间里,实现了铁路机车内燃化,内燃机车因此得到了广泛使用。

同类推荐
  • 科学文库——搜索空中精灵

    科学文库——搜索空中精灵

    本书主要讲述的是:森林医生、巨嘴鸟、飞行“海盗”、捕鱼能手、空中猎手、百鸟之王、东方宝石、长寿之神、世界上最小的鸟、夜间捕食者、捕鼠能手、啼血的杜鹃、飞鸟之王、最重的飞鸟、优雅的舞者、美丽的天国鸟、红嘴犀鸟。
  • 地球消失记——枯竭的生命源泉

    地球消失记——枯竭的生命源泉

    本书讲述了目前地球水资源遭到破坏、水污染严重的状况,保护水资源的重要性,以及水资源保护的相关知识,重点培养青少年对环保的认识。
  • 探究式科普丛书-智能的机器:机器人

    探究式科普丛书-智能的机器:机器人

    知识就是力量,而机器人的作用也越来越受到人们的重视。本书通过详细介绍各种形式不同的机器人的特征以及用途,旨在让青少年朋友进一步了解机器人,知道科学技术在机器人发展过程中所起的重大作用,从而达到广泛普及科学知识的目的,帮助青少年朋友树立学科学、爱科学的良好学习风尚。
  • 世界科普故事精华·科学探索故事卷

    世界科普故事精华·科学探索故事卷

    本书涉及的科普知识具有很强的科学性、知识性、前沿性、可读性和系统性,是我们了解科技、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科谱读物,也是各级图书馆珍藏的最佳版本。
  • 实验动物与动物实验方法学

    实验动物与动物实验方法学

    本书介绍了有关实验动物与动物实验方法学的基本理论、质量控制、动物实验技术等内容。分为上篇实验动物和下篇动物实验方法学,包括实验动物分类、常用实验动物、实验动物环境及设施、实验动物营养与饲料等。
热门推荐
  • 纯白面具

    纯白面具

    在别人看来,他们是无所不能的神,冷静,勇敢,善良,伟大,其实他们自己知道,在命运面前,他们只不过,是那只任由摆布的棋子,有没有什么办法,能够击穿,这该死的命运呢?那年五岁的碧落鱼辗转反侧,忽然看到了,桌子上一张,纯白色的面具。。。。
  • 异界风云之寻

    异界风云之寻

    这是异界第一部,天马行空的想象,带给你最具震撼力的视觉和头脑冲击.异界与人界最大的不同就是异界奇幻的法术,光怪陆离的奇遇,还有传说中的地方与宝物.看主人公如何在这个多事之秋解决自己的困难,如何面对天道强加到他(她)身上的使命.只能叹一句:人世繁华,是谁在不经意间触动了你心底的温暖?世事纷涌,又是谁给你留下刻骨铭心的思念?异界中,谁能告诉他,为什么最后只有她承担救世的重担?又为什么让携手江湖的他们阴阳两隔?
  • 荣颜:帝玥

    荣颜:帝玥

    来来去去,只不过是一场虚幻。所有的谋算与利益,只不过是一场游戏,只是过眼烟云。人生如戏,戏如人生。魅琼:其实,我们都有同一个愿望的,只不过那个愿望实在是太遥不可及。我们都只不过想独自一人,逍遥在天际,活得潇潇洒洒。没有任何负担,无恨、无仇,没有什么牵挂,没有什么可以威胁到我们,可以随时见到亲人、好友、所爱的人,他们过得好,让我感到——他们都在,都在我身旁,好好的。但生活中总是有太多的未知。但世事难料。未来,又有是知道呢?只不过,那个愿望,实在是太遥不可及,太难以实现。没有生灵知道我这十四年来是怎么过的。就连他们都不知道。
  • 苜蓿生涯(千种豆瓣高分原创作品·世间态)

    苜蓿生涯(千种豆瓣高分原创作品·世间态)

    作品详细地叙述了作者自十七岁开始的民办教师经历。民办教师是中国广大农村地区的基层教育工作者,他们坚守在工作岗位,生活和工作条件艰苦,但作品中的民办教师生活却不乏快乐,皆因美好青春和理想主义为这些清贫的日子打上了亮色。纯净的人生,纯朴的故事,生动地再现了当时乡村教育的真实环境和乡村教师的生存状态。民办教师是中国特有的教育名词,特殊国情的一种特殊教育群体,又称“耕读老师”。他们在广阔乡村各个简陋的小学里任教,被知识分子、公务员看成“农民”,被邻里乡亲尊为“先生”,教学之余还精心耕种几亩田,农忙之暇又不忘读书,保持着中国读书人亦耕亦读的古老传统,为中国农村教育作出了巨大的贡献。本书以一个亲历者的经验,讲述民办教师生活的种种艰辛以及教师们朴素的乐观主义,叙事平和质朴,感情真挚恬淡,谦而不卑,值得一读。张红,女。一个教书的人,曾经的民办教师,而今的乡村教师。
  • 星主传

    星主传

    荒神叛乱,灵主灭世,天道崩溃,化八方神器,沉浮世间;天界最后八位古仙,以无尽寿元为代价,布下封星大阵,隔绝天界与太荒神界,让万千界面获得喘息之机!然数万年过后,一统太荒的神族,终于按耐不住,带领八十一根镇天神柱……
  • 向八路军学习

    向八路军学习

    本书详细介绍了八路军在抗日战争时期坚持在抗战第一线的光辉事迹。读者通过本书,可以了解八路军的成军背景、辉煌战绩,以及在艰苦复杂下坚持斗争的勇气。
  • 混沌无尽决

    混沌无尽决

    传说在上古时期,流传下来一本神阶功法《混沌无尽决》,少年叶龙意外穿越并获得此功法,从此便踏上了无穷无尽的修炼之路。
  • 傲视七洲

    傲视七洲

    新书已发!《神圣劝化》纵是天骄名赫,大族傲古,荒兽滔天,可那有如何?!劝化之下,再无异念!天赋是何?!纵是我失去了极脉,我也能一步斩一天骄!论至尊,天骄无双;并驱驾,大世风云问今生,我为圣王,无悔问道!....下面第一个连接,望朋友们前去收藏、推荐。
  • 守护甜心之冷血公主

    守护甜心之冷血公主

    为什么你们都不相信我!女孩悲伤的喊到。亚梦,别担心,还有我们,我们相信你。仇恨蒙蔽了纯洁少女的双眼,天使脱变成了恶魔,但是仇恨并不能摧毁少女善良的心。
  • 家政须知

    家政须知

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。