1、1火车的发明与演进人们通常认为是英国人斯蒂芬孙于 1825 年发明了火车蒸汽机车，然而根据不同的历史记载，此前已经有若干项类似的发明存在。据说早在 1769 年法国工程师库纳就研制成功第一辆蒸汽机车，然而，有关这一发明的详尽记载一直未能发现，因而这一传说往往会被严肃的考证者所忽略或抛弃。 1802 年，理查德特里维锡克（Richard Trevithick，1771-1833）研制成功第一辆能在铁轨上行驶的蒸汽机车。 特里维锡克不但发明了高压蒸汽机车，而且还设计出若干种蒸汽机车原型。 1802-1803 年，特里维锡克在寇尔布鲁克戴尔铁工厂建造成第一辆火车蒸汽机车。不久之后，在卡迪夫附近的一位
2、铁器制造业老板萨缪尔蒙福雷的催促鼓动下又制造出第二辆。 1804 年 2 月 2 日，令人信服的测试开始了，特里维锡克发明的火车机车，拖着 6 吨的货车，在派尼-达仁-阿伯塞农铁路线路（长约 24 英里）上奔驰，并且加载了一节只有廖廖数人的车厢。空载时速度为每小时 32英里，载客时为每小时 13 英里。不幸的是，锅炉悬挂得很糟糕，并且有几处铁轨损坏。再者，使用马匹在当时显得更为经济实惠。 成批制造的火车机车是于 1812 年由一位名叫布兰金索普（Blenkinsop）的英国人发明的，该机车带着一个普通的非管状蒸汽发2动机。布兰金索普机车是为运载货物而设计的，行驶速度很慢，其较为独特的一点是这种
3、蒸汽机车行驶在有齿的铁路轨道上。 从 1812 年开始，布兰金索普机车在英国投入使用，行驶在里兹（Leeds）与米德尔顿（Middleton）两地之间。该蒸汽机车在此铁路线上持续行驶，一直到 1853 年才终止，最终被更为先进的机车车型所取代。1828 年 2 月，马克塞古因（Marc Seguin）从英国引进了两辆早期的斯蒂芬孙火车机车，用于他所建造的法国里昂到圣艾蒂安之间的铁路线，但他对此机车并不十分满意，因此从 1829 年开始建造他自己的火车机车，该机车带有管状锅炉，可以拖动和运载比斯蒂芬孙火车机车更重的货物，但其行驶速度还不到每小时 6 英里。由于这一关键性原因，在尝试建造了十种车型
4、之后，塞古因放弃了尝试建造新的机车车型，而斯蒂芬孙却采用了塞古因的蒸汽锅炉。 1829 年，英国人乔治斯蒂芬孙（George Stephen， 1781-1848）开发出第一辆高速蒸汽机车。早在 1813 年，他已经建造了一辆装备了联动杆带动驱动车轮的机车，这些车轮能在铁轨上平滑地滚动前行。 斯蒂芬孙的貌似火箭外形的机车赢得了于 1829 年在雨山（Rainhills）由利物浦至曼彻斯特铁路线的承包商们所组织的蒸汽机车竞赛。在竞赛条件（拖动 40 吨的列车行驶）下， “火箭”式机车达到了每小时 16 英里的行驶速度，但是在不挂载列车的空载情况下，该机车可行驶到每小时 35 英里。这一成就标志着
5、铁路运输的诞生。相较之下，一匹马放蹄疾奔时的速度是每小时 28 英里（1869 年由英国赛马“领事”所3创立的每小时 36 英里的记录长期未被打破） 。 1829 年，罗伯特斯蒂芬孙（Robert Stephenson）设计的“火箭”式火车头在英国兰开夏郡进行的铁轨行驶测试中突破了纪录速度， “火箭”式火车头使整个世界进入了发动机牵引的时代。此后，该火车头成为蒸汽机车的标准设计，在近百年里携载乘客和货物抵达世界各地。 1833 年由乔治斯蒂芬孙加以完善的专利机车“星球”号，与以往的车型都有所不同，从外观来看，在其锅炉的气缸体下加装了一个轮轴。该机车之所以被称为“专利机车” ，是因为其发明建造者
6、提交了专利申请以保护他的发明（专利登记日为 1833 年 10 月 7 日） 。 到了 1846 年，英国人托马斯罗素克兰普顿建造了两辆体现出他三年前所构思之原理的机车雏形。克兰普顿的理念是要建造模仿斯蒂芬孙的长形锅炉但却无后者之主要缺陷的高速火车机车；而其主要缺陷具体说来，就是缺乏稳定性（来自与轮轴相关的锅炉炉膛的悬伸位置） 。克兰普顿把一个驱动轴移动到机车锅炉炉膛燃烧室的后端，只保留锅炉气缸体下面的两个轮轴。他的这两辆火车机车，在比利时的 Liege 和 Namur两城之间的铁路线上投入运营，很容易就达到每小时 60 英里的速度。 1848 年，克兰普顿建造了“利物浦号”机车，该机车车型巨
7、大，用于伦敦至沃尔沃顿铁路线和西北铁路线上。该机车达到接近每小时 80 英里的速度。但遗憾的是，该机车不久就退出服务，因为其重压对铁路轨道造成了严重损坏。 1892 年，闻名遐迩的“太平洋号”在美国的密苏里-太平洋铁路线上首次投入运营， “太平洋号”的功率为 2200 马力，蒸气压力为 16 公斤，4该机车的重量为 93 吨。 1895 年，第一辆电动机车在美国的巴尔的摩-俄亥俄铁路线上问世，其重量为 96 吨，拥有四个全发动机轮轴，并且使用 550 伏的直流电。1902 年，由德国 Zossen 与 Marienfelde 之间的一辆电动机车创造了每小时 101 英里的记录。 “大西洋号”机车大约于 1900 年出现在费城-大西洋城铁路线上，因此而得名。大西洋号机车的使用在 1901 年扩展到了欧洲。当时其马力为 1500 匹，重量为 64 吨，蒸汽压力为 16 公斤。第一台柴油机车于 1912年在瑞士的 Winterthur 被一家名为 Sulzer 的公司制造出来。该机车重量为 85 吨，输出的马力为 1200 匹，与当时蒸汽机车的马力相比较，显得较弱。1912 年“山脉号”机车出现在美国铁路网络之中，它是一辆高速蒸汽机车，拥有 2700 匹马力，重量为 112 吨，最大蒸汽压力为 17 公斤。
