火车为什么没有“火”
当你看到一辆熟悉的火车时,你有没有想过一个问题:火车没有火,为什么叫“火车”?
它通过燃煤发电。火车启动时,车厢前部的烟囱冒出浓烟,把长长的火车向前拉,发出巨大的噪音,壮观而可怕。那么为什么我们现在不能在铁路上看到这种蒸汽机车呢?
蒸汽机车是由蒸汽机驱动的机车,由锅炉、蒸汽机、机架、运行部件、水煤车等组成。煤在锅炉中燃烧,把水变成蒸汽。蒸汽进入锅炉下方两侧的气缸,推动气缸活塞,驱动摇臂,然后驱动车轮旋转。蒸汽机车发明于19世纪初。从19世纪到20世纪初,它基本上是唯一的列车动力源,在全世界近100万公里的铁路上广泛使用。1876年,中国还引进了蒸汽机车(上海至吴淞铁路),这是近一个世纪以来中国铁路的主要牵引动力。
1881年,德国人发明了电力机车。1912年,德国也出现了内燃机车。后来,随着这两种机车技术性能的不断提高,成本持续下降。相比之下,蒸汽机车“脏”、“噪音”、“低”和“小”的缺点越来越突出。
“脏”指严重的空气污染。蒸汽机车锅炉用水与煤燃烧形成蒸汽时,会排放大量的水蒸气、烟雾、碳氧化物和煤渣,严重污染空气环境,不仅使铁路桥梁、隧道等建筑物容易被弄脏,还会影响司机和乘客的健康。
“噪音”指的是巨大的噪音和振动。蒸汽机车由于传动机构和排出的蒸汽会产生很大的噪音。同时,由于运输煤炭和水的机车和货车的总质量较大,容易对轨道造成较大的振动。
“低”指能源利用率低。蒸汽机车的总能效一般为6%~8%,而电力机车和内燃机车的总能效可达24%~28%
“小”是指牵引功率小。牵引力是牵引力和行驶速度的乘积。力量越大,你能拉的东西越多,跑得越快。在蒸汽机车中,前进机车的牵引功率较高,可达2000千瓦以上,而内燃机车和电力机车的牵引功率可达其1.5~3倍。
由于这些缺点,蒸汽机车逐渐退出铁路,取而代之的是内燃机车和电力机车。20世纪80年代中期,我国内燃机车和电力机车的制造技术日趋成熟。鉴于蒸汽机车的缺点,当时的铁道部决定逐步淘汰蒸汽机车。1988年12月21日,中国的蒸汽机车完全停产。2005年12月10日,中国最后一台蒸汽机车从铁路干线退役。从那时起,中国的主要铁路线上就没有蒸汽机车了。