火車是交通工具，早期稱為蒸汽機(jī)車，也叫列車。有獨(dú)立的軌道行駛。鐵路列車按載荷物，可分為運(yùn)貨的貨車和載客的客車；亦有兩者一起的客貨車。
最早使用燃煤蒸汽動(dòng)力的燃煤蒸汽機(jī)車有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，就是必須在鐵路沿線設(shè)置加煤、水的設(shè)施，還要在運(yùn)營(yíng)中耗用大量時(shí)間為機(jī)車添加煤和水。這些都很不經(jīng)濟(jì)。在19世紀(jì)末，許多科學(xué)家轉(zhuǎn)向研究電力和燃煤蒸汽機(jī)車。
世界上第一列真正在軌上行駛的蒸汽火車是由康瓦耳的工程師查理?特里維西克所設(shè)計(jì)的。 它的火車有四個(gè)輪胎，1840年2月22日試車，空車時(shí)，時(shí)速20公里，載重時(shí)，每小時(shí)8公里(相當(dāng)于人快步行走的速度)。它的火車有四個(gè)輪胎，1840年2月22日試車，空車時(shí)，時(shí)速20公里，載重時(shí)，每小時(shí)8公里(相當(dāng)于人快步行走的速度)。 不幸，火車的重量壓垮了鐵軌。不幸，火車的重量壓垮了鐵軌。
電力機(jī)車1879年，德國(guó)西門子電氣公司研制了第一臺(tái)電力機(jī)車，重約954公斤，只在一次柏林貿(mào)易展覽會(huì)上做了一次表演。1903年10月27日，西門子與通用電氣公司研制的第一臺(tái)實(shí)用電力機(jī)車投入使用。其時(shí)速達(dá)到200公里。
燃油機(jī)車1894年，德國(guó)研制成功了第一臺(tái)汽油內(nèi)燃機(jī)車。并將它應(yīng)用于鐵路運(yùn)輸，開創(chuàng)了內(nèi)燃機(jī)車的新(被禁止)。但這種機(jī)車燒汽油，耗費(fèi)太高，不易推廣。
1924年，德、美、法等國(guó)成功研制了柴油內(nèi)燃機(jī)車，并在世界上得到廣泛使用。
1941年，瑞士研制成功新型的燃油汽輪機(jī)車，以柴油為燃料。且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、震動(dòng)小、運(yùn)行性能好，因而，在工業(yè)國(guó)家普遍采用。
20世紀(jì)60年代以來，各國(guó)都大力發(fā)展高速列車，例如法國(guó)巴黎至里昂的高速列車，時(shí)速到達(dá)260公里；日本東京至大阪的高速列車時(shí)這也達(dá)到200公里以上。
人們對(duì)這樣的高速列車仍不滿足。法國(guó)、日本等國(guó)率先開發(fā)了磁懸浮列車。我國(guó)也正在上海修建世界第一條商用磁懸浮列車線。這種列車懸浮于軌道之上，時(shí)速可達(dá)400－500公里。
【火車與鐵路】
火車和鐵路在今天是一對(duì)分不開的“兄弟”。
火車頭，即蒸汽機(jī)車是英國(guó)發(fā)明家斯蒂芬遜于1825年發(fā)明的。有了火車頭，才有火車。可是你知道嗎，說起鐵路的發(fā)明，比火車還要早半個(gè)多世紀(jì)哩！
早在16世紀(jì)中葉，英國(guó)的鋼鐵工業(yè)興起，到處都搞采礦。可是，當(dāng)時(shí)礦山的運(yùn)輸還很落后。鐵礦石全靠馬拉、人背，勞動(dòng)效率很低。有個(gè)公司的老板，為了多運(yùn)鐵礦石，想了一個(gè)法子：從山上向坡下平放兩股圓木，讓中間的距離相同，一根接一根地?cái)[到山下。當(dāng)裝滿礦石的斗車，順著兩股圓木下滑的時(shí)候，山上的人大聲喊叫著：“注意，車下來啦。”山下的人也大聲回答道：“車到啦，好！”這就是初期的木頭軌道。
木頭軌道制作簡(jiǎn)單，由上向下運(yùn)送重物也很省力，一時(shí)受到歡迎。不過，如果在平地上使用木頭軌道效果不大，省力不多。而且，這種木頭軌道不耐用，磨損大。
到了1767年，有人試著拿生鐵來做軌道，以取代木頭軌道。人們便稱呼為鐵路了。鐵軌比木頭軌道的體積小許多，它直接放在地面上，斗車的輪子也是鐵制的，推起來當(dāng)當(dāng)直響，運(yùn)煤、送貨也省勁。但是，斗車內(nèi)裝的東西不能過重。有一回，一輛車子裝貨多了，把鐵軌壓到了地面里，結(jié)果車翻貨出，差點(diǎn)壓傷了人。
怎么辦？看來，必須解決地面的承受力問題，同時(shí)還要考慮鐵軌的長(zhǎng)度問題。就是在解決這些問題的過程中，逐漸產(chǎn)生了后來的鐵路。
火車很重，有人說如果把這個(gè)重量分散到枕木上，再由枕木分散到“道床”上，道床所受的力再均勻地分散到路基上，這個(gè)力量就變得小了許多。經(jīng)過這樣的傳遞過程，接觸面積逐漸增大，單位面積的壓力就相應(yīng)降低，路基就不會(huì)被壓壞了。
這個(gè)設(shè)計(jì)的思路是很科學(xué)的，可以說，今天的鐵路仍然是根據(jù)這個(gè)道理建成的。可是具體地說，道床應(yīng)該用什么材料？造成什么樣子？枕木多大最好？一系列問題需要解決。19世紀(jì)初，英國(guó)鐵路公司征求新的軌道設(shè)計(jì)方案，并設(shè)置數(shù)萬英磅重獎(jiǎng)。一時(shí)間，英國(guó)、法國(guó)、比利時(shí)的應(yīng)征者，蜂擁而來。圖紙、模型堆積似小山。經(jīng)過專家們?cè)u(píng)選，形成最優(yōu)方案；把鐵軌釘在枕本上，枕木鋪在用小石子堆成的道床上。這樣一來，道床上的小石子可以調(diào)整鐵軌頂面的高低不平，防止枕木移動(dòng)，利于排水，保護(hù)路基。
1830年，這一年有兩項(xiàng)重要的發(fā)明：斯蒂芬遜新設(shè)計(jì)成功的蒸汽機(jī)車和火車行走的鐵路——首次結(jié)合成功了。事實(shí)說明：從英國(guó)倫敦到愛丁堡的旅行時(shí)間，由原來的10～12天，縮短到只需要2天多（50小時(shí)）。人類可以創(chuàng)造比馬跑得更快的旅行速度！
火車頭牽引的車廂越多，載重越大。原來制作的生鐵軌承受力量不足。有人軋制熟鐵軌來代替。這種新鐵軌比較舊的好，它不發(fā)脆，在重壓下不致斷裂。因此，鐵軌的制作又有新的改進(jìn)，雖然形狀未改，可強(qiáng)度大為提高。
火車行駛的路很長(zhǎng)，鐵軌不可能無限長(zhǎng)。一般是12～25米。最早的鐵軌是一根緊接一根，沒有一點(diǎn)空隙。誰知夏天酷熱，鐵軌受熱膨脹，把筆直的鐵路“頂”得彎成個(gè)凸肚子，火車怎么行駛？冬天寒冷，鐵軌又收縮，發(fā)生斷裂了。這樣的事故教育了鐵路建筑者，他們想：如果在鐵軌的接頭之間留點(diǎn)“縫隙”，還怕它熱脹冷縮嗎！
舊的矛盾解決了，又出現(xiàn)新的矛盾：鐵軌的縫隙接頭越多，火車運(yùn)行中的震動(dòng)越多，發(fā)出的噪聲也越大。而且鐵軌的裂損有60%是產(chǎn)生在接頭處。人們開動(dòng)腦子設(shè)法改進(jìn)縫隙，于是無縫鋼軌誕生了。
鐵路，不知道花去了多少人的心血，集中了多少人的智慧，總結(jié)了多少次經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，才成為今天這個(gè)樣子，千萬不要小看它。
【火車的原理】
一、蒸汽機(jī)車 蒸氣機(jī)原理
內(nèi)燃機(jī)車 傳動(dòng)裝置有三種：
1、電傳動(dòng)
直流電傳動(dòng)、交直流電傳動(dòng)和交直交(簡(jiǎn)稱交流)電傳動(dòng)。東風(fēng)、東風(fēng)2和東風(fēng)3型機(jī)車，為直流電傳動(dòng)機(jī)車;東風(fēng)4型以后研制的電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車，均為交直流電傳動(dòng)機(jī)車
1999年以后 陸續(xù)出現(xiàn)了一些交流傳動(dòng)機(jī)車
比較成功的有大連廠的東風(fēng)4DJ型 和戚墅堰廠的東風(fēng)8CJ型
國(guó)產(chǎn)電傳動(dòng)機(jī)車都命名為東風(fēng)*型 進(jìn)口的則是ND*型
電傳動(dòng)機(jī)車在國(guó)內(nèi)最知名的是由戚墅堰機(jī)車車輛廠制造的東風(fēng)11G型和東風(fēng)8B型
2、液力傳動(dòng)
一般(機(jī)械換向)液力傳動(dòng)和液力換向的液力傳動(dòng);另有一種為液力一機(jī)械傳動(dòng)。北京型和東方紅系列機(jī)車均為液力傳動(dòng)機(jī)車;多數(shù)GK系列工礦機(jī)車為液力換向機(jī)車。
國(guó)產(chǎn)的液力傳動(dòng)一般是東方紅*型和北京*型 還有工礦機(jī)車GK系列 進(jìn)口的則是NY*型
液力傳動(dòng)機(jī)車在國(guó)內(nèi)最知名的 就屬美國(guó)通用電器公司 的ND5型了
3、機(jī)械傳動(dòng)
這個(gè)國(guó)內(nèi)應(yīng)該很少見；只在小功率的地方鐵路和工礦機(jī)車上少有運(yùn)用
我國(guó)干線內(nèi)燃機(jī)車以電傳動(dòng)?xùn)|風(fēng)型為主
液力傳動(dòng)的現(xiàn)在比較少了 不過以前的首長(zhǎng)專列都是用聯(lián)邦德國(guó)漢壽爾工廠NY6、NY7牽引的電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車，只有一臺(tái)戚墅堰機(jī)車車輛廠制造的東風(fēng)11Z型 用來牽引專列
內(nèi)燃機(jī)車傳動(dòng)裝置的作用
每循環(huán)供油量一定時(shí)，柴油機(jī)的扭矩隨轉(zhuǎn)速的變化不大;柴油機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速近似正比變化，只有在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下才可能達(dá)到標(biāo)定功率。為了使柴油機(jī)的功率得到充分發(fā)揮和合理利用，實(shí)現(xiàn)機(jī)車牽引特性的要求，內(nèi)燃機(jī)車必須設(shè)傳動(dòng)裝置，作為柴油機(jī)曲軸和機(jī)車動(dòng)軸的中間環(huán)節(jié)，將柴油機(jī)的扭矩、功率——轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)換為內(nèi)燃機(jī)車的牽引特性:即機(jī)車起動(dòng)和低速牽引時(shí)有較大的牽引力;列車起動(dòng)后，當(dāng)機(jī)車主控制器手柄處于給定位置，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、功率一定，列車運(yùn)行阻力小于機(jī)車牽引力時(shí)(加速力為正值)，機(jī)車速度沿牽引特性曲線提高(牽引力隨之減小);當(dāng)列車阻力大于機(jī)車牽引力時(shí) (加速力為負(fù)值)，機(jī)車速度沿牽引特性曲線下降(牽引力隨之增大);同時(shí)，通過傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)機(jī)車換向、動(dòng)力制動(dòng)等工況轉(zhuǎn)換功能，滿足列車牽引的要求。
內(nèi)燃機(jī)車的分類
(1)按用途分：干線內(nèi)燃機(jī)車，包括貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車和客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車;調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車和調(diào)車小運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)車；工礦內(nèi)燃機(jī)車；地方鐵路內(nèi)燃機(jī)車。
(2)按傳動(dòng)方式分：電傳動(dòng)、液力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車。電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車，可分為直流電傳動(dòng)、交直流電傳動(dòng)和交流電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車。液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車，可分為普通液力傳動(dòng)、液力一機(jī)械傳動(dòng)和液力換向的液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車。后者簡(jiǎn)稱為液力換向內(nèi)燃機(jī)車。
(3)按鐵路軌距分：標(biāo)準(zhǔn)軌、寬軌和窄軌內(nèi)燃機(jī)車。標(biāo)準(zhǔn)軌軌距為1435mm；寬軌軌距有 1520mmn、1600mmm、1665mm和1676mm、4種；窄軌軌距在597mm 至1219mm之間，共有19種，典型的軌距有600mm、762mm、900mn、lOOOmm、和1067mm。后兩種軌距的機(jī)車，一般稱為米軌機(jī)車。
(4)按機(jī)車裝用主柴油機(jī)臺(tái)數(shù)分：?jiǎn)螜C(jī)組內(nèi)燃機(jī)車和雙機(jī)組內(nèi)燃機(jī)車。
(5)按能否實(shí)行重聯(lián)牽引分：非重聯(lián)內(nèi)燃機(jī)車和重聯(lián)內(nèi)燃機(jī)車。
(6)按走行部結(jié)構(gòu)分：車架式內(nèi)燃機(jī)車和轉(zhuǎn)向架式內(nèi)燃機(jī)車。
(7)按機(jī)車軸數(shù)分：二軸、三軸、四軸、五軸、六軸和八軸內(nèi)燃機(jī)車。
(8)按機(jī)車軸式分：A-A、A0-A0、B-B、B0-B0、B-B-B、B0-B0-B0、C-C、C0-C0、D-D、D0-D0、A01A0-A01A0、AAA-B軸式內(nèi)燃機(jī)車。
(9)按司機(jī)室數(shù)量分：?jiǎn)嗡緳C(jī)室和雙司機(jī)室內(nèi)燃機(jī)車，還有無司機(jī)室內(nèi)燃機(jī)車。
內(nèi)燃機(jī)車的組成
內(nèi)燃機(jī)車，是采用內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力裝置的機(jī)車。注：鐵道機(jī)車用的內(nèi)燃機(jī)絕大多數(shù)是柴油機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)車由下列部分組成:柴油機(jī)、主傳動(dòng)裝置、輔助傳動(dòng)裝置、車體(包括司機(jī)室)、走行部及各輔助系統(tǒng)。
機(jī)車輔助系統(tǒng)包括:燃油系統(tǒng)、機(jī)油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、預(yù)熱系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)及其他用風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)和顯示記錄系統(tǒng)等。
內(nèi)燃機(jī)車
據(jù)報(bào)載，從1992年6月1日起，北京鐵路分局結(jié)束了使用蒸汽機(jī)車牽引客車的歷史，改用內(nèi)燃機(jī)車，以提高列車的速度和正點(diǎn)率。
人們?cè)谑褂谜羝麢C(jī)車的過程中發(fā)現(xiàn)，這種機(jī)車的一個(gè)致命弱點(diǎn)是它的鍋爐既大又重，嚴(yán)重影響了它的發(fā)展前途。在鍋爐里，用煤將水加熱成蒸汽，再通入汽缸里，從而推動(dòng)機(jī)車前進(jìn)。有人設(shè)想，如果將這種笨重的鍋爐去掉，使燃料直接在汽缸內(nèi)燃燒，用所產(chǎn)生的氣體來推動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，就可以克服蒸汽機(jī)車的主要缺點(diǎn)。于是，一些科學(xué)家便開始進(jìn)行研究試驗(yàn)。
1866年，德國(guó)人奧托首先制成了一種燃燒煤氣的新型發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)和蒸汽機(jī)在汽缸外面的鍋爐里燃燒燃料不同，它是在汽缸內(nèi)點(diǎn)燃煤氣的，然后利用氣體的壓力推動(dòng)活塞，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)。因此，就給它起了個(gè)形象的名字，叫做“內(nèi)燃機(jī)”。內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)，為火車的進(jìn)一步發(fā)展帶來了生機(jī)。
后來到了1894年，德國(guó)就制造出世界上第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車。這種沒有大鍋爐的新機(jī)車，既不燒煤，也不燒煤氣，而是用柴油作燃料。它所用的柴油機(jī)是德國(guó)人魯?shù)婪颉さ胰麪柊l(fā)明的。從此，內(nèi)燃機(jī)車就成了火車家族中的一位重要成員，并得到了廣泛的應(yīng)用。
內(nèi)燃機(jī)車雖然出世較晚，但它后來居上，比火車家族中的大哥哥蒸汽機(jī)車的本領(lǐng)高強(qiáng)，受到人們的重視。它的突出優(yōu)點(diǎn)是：
1.速度快。內(nèi)燃機(jī)車起動(dòng)迅速，加速又快。通常，蒸汽機(jī)車的最大時(shí)速為110公里，而內(nèi)燃機(jī)車的最大時(shí)速可達(dá)180公里，使鐵路通過能力提高25%以上。
2.馬力大。蒸汽機(jī)車的功率一般為3000馬力左右，而內(nèi)燃機(jī)車可以達(dá)到4000～5000馬力，因而運(yùn)載量就多。
3.能較好地利用燃料的熱能。蒸汽機(jī)車的熱效率一般僅為7%左右，而內(nèi)燃機(jī)車可達(dá)到28%左右，提高了3倍，從而節(jié)省了大量的燃料。
4.適合缺水地區(qū)使用。蒸汽機(jī)車是個(gè)用水“大王”，一列火車平均每行駛10公里，就得消耗水3～4噸。通過干旱的缺水地區(qū)，火車就需要自帶用水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在缺水地區(qū)運(yùn)行一列火車，如果有10節(jié)車廂，其中有3節(jié)車廂是用來裝水的。而內(nèi)燃機(jī)車用來冷卻的水僅需要幾百公斤，供循環(huán)使用，內(nèi)燃機(jī)車上一次水，可連續(xù)行駛1000公里，因而它被人們譽(yù)為“鐵駱駝”。
5.司機(jī)駕駛操作方便。內(nèi)燃機(jī)的司機(jī)不需要像蒸汽機(jī)車那樣加煤加水，而且駕駛室內(nèi)明亮寬敞，司機(jī)操作時(shí)視野開闊，既方便又安全。
有的人可能認(rèn)為內(nèi)燃機(jī)車和汽車都是使用的內(nèi)燃機(jī)，兩者的結(jié)構(gòu)原理應(yīng)是相同的。其實(shí)，它們是不完全一樣的。汽車是利用內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力直接推動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而內(nèi)燃機(jī)車則是先通過內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，再用電能使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)車前進(jìn)。所以，通常也將內(nèi)燃機(jī)車稱做“電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車”。
內(nèi)燃機(jī)車出世后，以其明顯的優(yōu)勢(shì)很快就壓倒了蒸汽機(jī)車。特別是第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，由于內(nèi)燃機(jī)車所用的燃料——石油價(jià)格較低，能大量供應(yīng)，因而有力地促進(jìn)了內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展。一些國(guó)家如美國(guó)、日本、法國(guó)、加拿大等國(guó)都用繼制成了內(nèi)燃機(jī)車，并且在10年左右的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了鐵路機(jī)車內(nèi)燃化，使內(nèi)燃機(jī)車得到了較廣泛的使用。
我國(guó)于1958年研制成了第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車。到1969年，已制造出4000馬力的大功率內(nèi)燃機(jī)車，如“東風(fēng)型”、“東方紅型”和“北京型”內(nèi)燃機(jī)車等。現(xiàn)在，我國(guó)在許多鐵路線上已有各種類型的內(nèi)燃機(jī)車牽引著長(zhǎng)長(zhǎng)的列車在馳騁著，一些主要干線的直達(dá)客車基本上實(shí)現(xiàn)了內(nèi)燃機(jī)車牽引。
內(nèi)燃機(jī)車除了通常使用的電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車外，還有液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車和適用于寒冷缺水地區(qū)的燃?xì)廨啓C(jī)車。
液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車是將內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力，通過液力變速箱、萬向軸、車軸齒輪箱等設(shè)備，使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)車輛前進(jìn)。早期的液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車，采用類似于蒸汽機(jī)車的連桿驅(qū)動(dòng)。
燃?xì)廨啓C(jī)車是現(xiàn)代化內(nèi)燃機(jī)車的一種。這種機(jī)車的內(nèi)燃機(jī)與噴氣式飛機(jī)的原理相同。它比一般內(nèi)燃機(jī)車的馬力大，振動(dòng)小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，行駛安全可靠，而且容易制造。世界上第一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)車是1941年在瑞士制成的。由于它特別適用于高寒、缺水地區(qū)使用，近年來發(fā)展很快。法國(guó)已研制成并投人使用第二代和第三代燃?xì)廨啓C(jī)車，其中第二代燃?xì)廨啓C(jī)車的最高時(shí)速就已達(dá)到260公里。目前，燃?xì)廨啓C(jī)車已成為引人注目的現(xiàn)代化機(jī)車的一個(gè)得力的方面軍。
二、交直流電傳動(dòng)機(jī)車動(dòng)作原理
機(jī)車蓄電池供96V啟動(dòng)，80KW啟動(dòng)發(fā)電機(jī)。啟動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)車柴油機(jī)，柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)同步主發(fā)電機(jī)運(yùn)行，45KW的感應(yīng)子勵(lì)磁機(jī)通過整流輸出直流電給同步主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁，主發(fā)電機(jī)正常發(fā)電，（當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后 啟動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)成他勵(lì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行 發(fā)出110V恒定直流電，供給空壓機(jī)以及一些機(jī)車輔助設(shè)備，另外再給機(jī)車蓄電池充電 ），同步主發(fā)電機(jī)發(fā)出三相交流電，經(jīng)過主整流柜，供給六臺(tái)直流牽引電機(jī)，最后，機(jī)車啟動(dòng)。
三、電力機(jī)車結(jié)構(gòu)原理
電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)獲取電能，再利用牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)車，是非自帶能源式的機(jī)車。
電力機(jī)車種類
1、直流電力機(jī)車
這種機(jī)車在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣，城市電車、地鐵、鐵道運(yùn)輸?shù)确矫娑加袘?yīng)用，但受接觸網(wǎng)電壓的影響，機(jī)車功率受到一定限制。
2、單相低頻交流電力機(jī)車
這種機(jī)車采用單相整流子牽引電機(jī)（現(xiàn)在也有用直流他勵(lì)牽引電機(jī)的），主要問題是整流要求采用較低的供電頻率比如16又三分之二赫茲或者25赫茲這種機(jī)車在歐美有應(yīng)用，需要設(shè)立專門的發(fā)電廠和變頻裝置。
3、單相工頻交流電力機(jī)車（整流器式電力機(jī)車）
這種機(jī)車是國(guó)內(nèi)普遍采用的，像韶山1型、韶山3型等。
4、（1）、采用直流他勵(lì)牽引電機(jī)的機(jī)車 像韶山2型
（2）、采用交流無換向器牽引電機(jī)的機(jī)車交－直－交制 交－交制的機(jī)車已經(jīng)在這種系統(tǒng)中應(yīng)用,像德國(guó)的ICE型高速電動(dòng)車組 株洲廠的DJ2型等等,電力機(jī)車由機(jī)械、電氣、空氣管路三大系統(tǒng)組成,下面簡(jiǎn)要說一下 整流器式和交直交電力機(jī)車原理： 接觸網(wǎng)供單相交流電－機(jī)車內(nèi)牽引變壓器降壓－整流后變成直流電－供給直流牽引電機(jī)－牽引電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)機(jī)車運(yùn)行
電力機(jī)車
1879年出世的世界第一臺(tái)電力機(jī)車，是利用兩條鐵軌之間的第三條軌將電力引進(jìn)機(jī)車?yán)锏摹＿@種供電方式適合于電壓和功率都比較低的情況。
隨著電力機(jī)車的發(fā)展，要使它跑得快，運(yùn)載量大，就得提高電力機(jī)車供電系統(tǒng)的電壓和功率，因而需要使用高壓輸電線和變電裝置。在這種情況下，就不能再使用設(shè)在地面上的第三條軌供電的方式了，因?yàn)檫@既不安全，又給使用帶來不便。
1881年，德國(guó)試驗(yàn)成功一種適合以高壓輸電線供電的電力機(jī)車新的供電系統(tǒng)，叫做“架空接觸導(dǎo)線”供電系統(tǒng)，也就是將電力機(jī)車的供電線路由地面轉(zhuǎn)向空中。實(shí)際上，這種供電系統(tǒng)和現(xiàn)在城市中的有軌電車相似，在車頂上裝著一條“長(zhǎng)辮子”。它與以前使用蓄電池的電動(dòng)機(jī)車的主要不同在于，它自身不帶電源，由電廠供電，所以機(jī)車的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但需要一套供電設(shè)備。
這種裝有“長(zhǎng)辮子”的火車，依靠裝在車頂上的受電弓子把電力從架在空中的電線上引到機(jī)車?yán)铩８邏狠旊娋€送來的電是高達(dá)110千伏的三相交流電，必須經(jīng)過牽引變電所變成25千伏的單相交流電，方能供機(jī)車使用。因此，在電力機(jī)車行駛的鐵道沿線上，每隔50公里左右設(shè)一個(gè)牽引變電所。變電所的電又被送到鄰近的沿線接觸網(wǎng)上，通過機(jī)車上的受電弓將交流電引到機(jī)車的整流器上，把交流電變成直流電，使直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)過一套傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)車就會(huì)跑動(dòng)起來。
電力機(jī)車雖然問世較早，但直到20世紀(jì)60年代才開始受到人們的重視，被大量普遍地使用起來，已成為鐵路機(jī)車家族中的佼佼者。
人們將電力機(jī)車稱為神通廣大的“火車頭”，就是因?yàn)樗日羝麢C(jī)車有著以下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：
一是它的馬力大，拉得多、跑得快、爬坡的勁頭足。例如，我國(guó)在 50年代末期修筑的第一條電氣化鐵路——寶 （(又鳥)）成（都）鐵路，就充分發(fā)揮了電力機(jī)車的優(yōu)越性。從寶(又鳥)到成都，第一道關(guān)口就是要翻越氣勢(shì)雄偉的秦嶺。過去用3臺(tái)蒸汽機(jī)車?yán)涣?50噸貨車上秦嶺時(shí)，像老牛拉車每小時(shí)才行走18公里。蒸汽機(jī)車下坡時(shí)是靠閘瓦制動(dòng)的，而閘瓦因摩擦就會(huì)變熱，如果不及時(shí)冷卻就難以將機(jī)車制動(dòng)住。為了保證行車的安全，蒸汽機(jī)車的下坡速度比爬還慢，有時(shí)甚至走走停停，以便使受熱的閘瓦有足夠的時(shí)間冷卻。后來用3臺(tái)電力機(jī)車取代同樣數(shù)量的蒸汽機(jī)車，就能拉著2400噸的貨物，以時(shí)速50公里快速上坡，比蒸汽機(jī)車在運(yùn)貨量和速度上都提高了近兩倍。電力機(jī)車下坡時(shí)，采用電阻制動(dòng)，使列車能以每小時(shí)40公里的速度下坡，既快速又安全。
二是電力機(jī)車用的是“干凈”的電能，它不冒黑煙、揚(yáng)灰渣，因而不會(huì)污染環(huán)境。即便是通過幾公里長(zhǎng)的隧道，旅客也不必?fù)?dān)心濃煙和廢氣熏人，也不會(huì)被討厭的煤灰渣迷住眼睛或弄臟衣服。機(jī)車駕駛?cè)藛T也能在寬敞明亮的司機(jī)室進(jìn)行操作。
三是電力機(jī)車操作簡(jiǎn)便，出車前的準(zhǔn)備時(shí)間短，不像蒸汽機(jī)車那樣，既要裝煤，又要加水，也不像內(nèi)燃機(jī)車需要加油。無論是在缺水的沙漠地帶，或是在冰天雪地的寒冷地區(qū)，只要有電力供應(yīng)，電力機(jī)車就能牽引列車晝夜行駛。
四是電力機(jī)車使用的是電能，既可由煤炭、石油來發(fā)電，也可由水力、核能、天然氣、地?zé)帷⑻柲艿劝l(fā)電，能量來源比蒸汽機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車豐富，而且效率高。蒸汽機(jī)車的熱效率只有 7%；內(nèi)燃機(jī)車的熱效率較高，也僅為28%；而采用火力發(fā)電的電力機(jī)車，其效率可達(dá)30%，若以水力發(fā)電時(shí)，熱效率高達(dá)60%～70%。
本世紀(jì)50年代，由于石油得到大量開采，價(jià)格低廉，所以世界各國(guó)郡在研制和使用內(nèi)燃機(jī)車，而把電子機(jī)車放在次要地位。但是，在石油生產(chǎn)國(guó)提高石油價(jià)格，發(fā)生了世界性的石油危機(jī)之后，人們又把注意力轉(zhuǎn)向了電力機(jī)車，從而促進(jìn)了電力機(jī)車的迅速發(fā)展。
當(dāng)時(shí)歐洲各國(guó)的電力機(jī)車的發(fā)展較快，如瑞士、荷蘭等國(guó)研制的電力機(jī)車和供城市交通使用的有軌電車。日本制成了一種交直流兩用電力機(jī)車，使用更為方便。
我國(guó)對(duì)電力機(jī)車使用很重視，除了建成寶成路電氣化線路外，又修建了多條電氣化線路，大大提高了機(jī)車的運(yùn)載量。與此同時(shí)，我國(guó)還研制成了“韶山”型電力機(jī)車，也投入使用。
電力機(jī)車除了在鐵路和城市地面交通（即有軌電車）使用外，還多用于城市中地鐵，如意大利米蘭市地鐵、我國(guó)北京地鐵用的電力機(jī)車等。現(xiàn)在的北京地鐵電力機(jī)車上的“長(zhǎng)辮子”已經(jīng)不見了。這是怎么回事呢？原來，它是將“長(zhǎng)辮子”從車頂上移到鐵軌旁邊的路基上。這樣，架設(shè)和檢修都很方便，但路軌附近有觸電的危險(xiǎn)，所以嚴(yán)禁乘客跳下站臺(tái)，以保證人身安全。
目前，有的國(guó)家已制成了具有萬匹馬力的電力機(jī)車，使火車的速度超過了每小時(shí)200公里。還有的在研制14000馬力的大功率電力機(jī)車，將會(huì)使火車的速度得到進(jìn)一步提高。看來，電力機(jī)車將有著美好的發(fā)展前景。
【中國(guó)第一輛火車】
中國(guó)有鐵路始于清朝末期。然而清政府腐敗、保守、zhuanzhi，唯祖宗之規(guī)是從，不肯接受新生事物。他們把修建鐵路、應(yīng)用蒸汽機(jī)車視為“奇技淫巧”，認(rèn)為修鐵路會(huì)“失我險(xiǎn)阻，害我田廬，妨礙我風(fēng)水”，因而頑固地拒絕修建鐵路。
1876年7月3日，由英、美合謀，由英國(guó)在華的代理人——怡和洋行——背著清政府詭稱修建從吳淞到上海的一條“尋常馬路”，擅自在中國(guó)的土地上修建的中國(guó)第一條營(yíng)業(yè)性鐵路上海吳淞鐵路建成通車了。隨后，清政府出銀28.5萬兩，分3次交款贖回這條鐵路并予以拆除。 1879年，洋務(wù)派首領(lǐng)李鴻章為了將唐山開平煤礦的煤炭運(yùn)往天津，奏請(qǐng)修建唐山至北塘的鐵路。清政府以鐵路機(jī)車“煙傷禾稼，震動(dòng)寢陵”為由，決定將鐵路縮短，僅修唐山至胥各莊一段，胥各莊至蘆臺(tái)間開鑿運(yùn)河，連接薊運(yùn)河，以達(dá)北塘海口；為避免機(jī)車震動(dòng)寢陵，決定由騾馬牽引車輛。
然而用騾馬牽引車輛根本不能發(fā)揮出鐵路應(yīng)有的效用，1881年唐胥鐵路通車時(shí)，中國(guó)工人憑借時(shí)任工程師的英國(guó)人金達(dá)的幾份設(shè)計(jì)圖紙，采用礦場(chǎng)起重鍋爐和豎井架的槽鐵等舊材料，試制成功了一臺(tái)0-3-0型的蒸汽機(jī)車。這就是中國(guó)歷史上制造的第一臺(tái)機(jī)車。
另有一種說法是，中國(guó)第一輛火車是當(dāng)時(shí)任唐胥鐵路總工程師的英人薄內(nèi)的夫人仿照喬治·斯蒂文森制造的英國(guó)著名的蒸汽機(jī)車“火箭號(hào)”而造成的，并把它命名為“中國(guó)火箭號(hào)”。可是中國(guó)工人卻在機(jī)車兩側(cè)各刻一條龍，于是就把它叫做“龍?zhí)枴睓C(jī)車。
由于照片上可以清楚地看到Rocket of China（中國(guó)火箭）的字樣和龍的標(biāo)記，所以后人一直認(rèn)定這就是中國(guó)制造的第一臺(tái)機(jī)車。但是從遺留下來的圖片中我們可以看到這臺(tái)機(jī)車設(shè)計(jì)規(guī)范、制造精良，怎么能和由廢舊料制造的“怪物”等而觀之？
2003年，研究中國(guó)鐵路的英國(guó)人彼得·克拉什發(fā)現(xiàn)了一張金達(dá)與“中國(guó)火箭號(hào)”合影的照片。通過比較，可以看出這張照片上的“中國(guó)火箭號(hào)”與中國(guó)保存的那張照片上“中國(guó)火箭號(hào)”有明顯地不同之處：機(jī)車的煙囪一個(gè)細(xì)而高，一個(gè)粗而矮；機(jī)車兩側(cè)水柜前，一個(gè)有鞋形塊，一個(gè)沒有；司機(jī)室上，一個(gè)是№1的標(biāo)記，一個(gè)是圓形標(biāo)記……由于年代的久遠(yuǎn)，資料的缺少，中國(guó)制造的第一臺(tái)機(jī)車之謎依然撲朔迷離，一時(shí)難以真相大白。
目前中國(guó)鐵道博物館收藏著一臺(tái)中國(guó)現(xiàn)存最古老的機(jī)車，由于它機(jī)身上有一個(gè)大大的“0”字，人們便把它稱為“0號(hào)”機(jī)車。專家考證后認(rèn)為唐胥鐵路通車后，“1882年，又從英國(guó)購來兩臺(tái)小型的0—2—0式（只有兩對(duì)動(dòng)輪）機(jī)車（稱0號(hào)），參加運(yùn)行。”被認(rèn)為是中國(guó)進(jìn)口的第一輛機(jī)車。
自1881年建成唐胥鐵路至1911年清政府垮臺(tái)的30多年間，是中國(guó)鐵路的首創(chuàng)階段。這一階段內(nèi)，清政府由于洋務(wù)派和國(guó)內(nèi)有志之士的不斷建議和提倡，不但改變了修建鐵路會(huì)“失我險(xiǎn)阻，害我田廬，妨礙我風(fēng)水”的認(rèn)識(shí)，而且接受戰(zhàn)爭(zhēng)失敗的教訓(xùn)，又進(jìn)而從加強(qiáng)海防上認(rèn)識(shí)到“鐵路開通可為軍事上之補(bǔ)救”，終于確定興建鐵路的方針，建立鐵路公司，開始有籌劃地修建鐵路了。30多年時(shí)間里，中國(guó)的18個(gè)省市修筑了鐵路計(jì)9137.2公里。這些鐵路有的是官辦，有的是商辦，有的是官商合辦，還有一部分是中外合辦，或者干脆就是外國(guó)人修的。
歷史的車輪駛進(jìn)中華民國(guó)，鐵路建設(shè)的狀況有所改觀。南京臨時(shí)政府在其成立之初設(shè)有交通部，又先后成立中華全國(guó)鐵路協(xié)會(huì)和中國(guó)鐵路總公司。從1928年開始執(zhí)政的南京國(guó)民黨政府，在其長(zhǎng)達(dá)20余年的統(tǒng)治中，雖然制訂了大規(guī)模發(fā)展鐵路的計(jì)劃，并一度設(shè)立鐵道部統(tǒng)管全國(guó)鐵路事業(yè)，但建成的鐵路并不多。全國(guó)鐵路缺干少支的狀況，在國(guó)衰民窮、連年戰(zhàn)爭(zhēng)的情況下，一直未得改變。到1949年，中國(guó)可統(tǒng)計(jì)的機(jī)車有4069臺(tái)，分別出自9個(gè)國(guó)家的30多家工廠，機(jī)車型號(hào)多達(dá)198種，難怪人稱中國(guó)是“萬國(guó)機(jī)車博物館”。據(jù)現(xiàn)在可以查到的資料，從英國(guó)進(jìn)口的有1892年制造的Double，Bershire型（比謝爾式）機(jī)車等。
【高速火車】
日本、法國(guó)、德國(guó)是當(dāng)今世界高速火車技術(shù)發(fā)展水平最高的三個(gè)國(guó)家。
高速火車的實(shí)際應(yīng)用發(fā)源于日本。1959年，日本國(guó)鐵開始建造東京至大阪的高速鐵路，并在1964年開通，全長(zhǎng)515公里，火車時(shí)刻表時(shí)速210公里，稱為東海新干線。隨后向西延伸，于1975年開通至岡山，1975年開通至終點(diǎn)站博多，大阪至博多稱為山陽新干線，全長(zhǎng)1069公里。
1982年，大宮至盛岡間465公里的東北新干線開通，同年11月，大宮至新瀉間的上越新干線也開通運(yùn)營(yíng)。1970年，日本制定“全國(guó)新干線火車網(wǎng)建設(shè)法”，1972年日運(yùn)輸省又規(guī)劃了五條新干線：北陸新干線（東京-大阪-富山）、東北新干線延長(zhǎng)線（盛岡-青森）、九洲新干線（博多-鹿兒島）、長(zhǎng)崎新干線（博多-長(zhǎng)崎）、北海道新干線（青森-札幌）。
法國(guó)高速火車稱TGV(TrainaGrandeVitesse法文超高速列車之意）。法國(guó)國(guó)鐵（SNCF）從1950年開展高速火車技術(shù)研究，1955年研制的樣車試車，就創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)的世界最高記錄-火車時(shí)刻表時(shí)速331公里，使人們看到了這一技術(shù)的發(fā)展前景。
法國(guó)高速火車實(shí)際運(yùn)營(yíng)開始于1967年，稍晚于日本。但法國(guó)國(guó)鐵不斷改進(jìn)，使TGV的速度不斷創(chuàng)新，1981年，一列由七節(jié)車廂組成的TGV列車創(chuàng)下了火車時(shí)刻表時(shí)速380公里的新記錄。1990年，第二代TGV列車又以515.3公里的火車時(shí)刻表時(shí)速刷新了世界記錄，沖破了被稱為極限的375公里火車時(shí)刻表時(shí)速，使TGV成為法國(guó)人日常生活不可缺少的一部分。1972年法國(guó)完成了編號(hào)為TGV001的原型列車，最高火車時(shí)刻表時(shí)速318公里。1981年第一代TGV-PSE創(chuàng)造了火車時(shí)刻表時(shí)速380公里的記錄。1990年，一列由兩輛動(dòng)車、三輛車廂組成的第二代TGVAtlantigue以515.3公里火車時(shí)刻表時(shí)速創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。法國(guó)TGV線路目前分為三部分：巴黎東南線（TGVPSE），由巴黎至里昂運(yùn)行3小時(shí)50分，火車時(shí)刻表時(shí)速260公里。大西洋線（TGVAtlantigue）,由巴黎通往大西洋岸,火車時(shí)刻表時(shí)速300公里，載客由第一代368人提高到485人。后續(xù)線路包括TGVNord、TMST、PBKA。TGVNord從巴黎到里昂并穿越英倫海峽進(jìn)入英國(guó)。另有支線到布魯塞爾，并將延伸至阿姆斯特丹、科倫、法蘭克福。TMST由巴黎至倫敦。PBKA是由法國(guó)、德國(guó)和比利時(shí)巴黎到布魯塞爾到科倫的線路，后來荷蘭也加入，延伸至阿姆斯特丹。
德國(guó)高速火車稱為ICE（InterCityExpress）。1979年試制成第一輛ICE機(jī)車。1982年德國(guó)高速火車計(jì)劃開始實(shí)施。1985年ICE的前身InterCityExperimiental首次試車，以317火車時(shí)刻表時(shí)速公里打破德國(guó)火車150年來的記錄，1988年創(chuàng)造了火車時(shí)刻表時(shí)速406.9公里的記錄。1990年一臺(tái)機(jī)車加13輛車廂的ICE列車開始在Wurzburg-Fulda高速火車試運(yùn)行，火車時(shí)刻表時(shí)速為310公里。
1992年德國(guó)火車以29億馬克購買了60列ICE列車，其中41列運(yùn)行于第六號(hào)高速火車，分別連接漢堡、法蘭克福、斯圖加特，運(yùn)行火車時(shí)刻表時(shí)速200公里。目前，德國(guó)已建成高速火車1000多公里，到2000年，德國(guó)計(jì)劃建成11條高速火車。
【磁懸浮列車】
火車和其他車輛一樣，是利用車輪行駛的。火車的輪子不斷地在鋼軌上滾動(dòng)，才推動(dòng)列車飛速前進(jìn)。然而，車輪也對(duì)列車的高速行駛帶來不利影響。
隨著火車速度的提高，輪子和鋼軌便產(chǎn)生猛烈的沖擊和磨損，引起列車強(qiáng)烈的震動(dòng)，發(fā)出很強(qiáng)的噪音，從而使乘客感到不舒服。不僅如此，由于列車在行駛中所受到的阻力（空氣阻力和摩擦阻力）與速度的平方成正比。速度愈高，阻力愈大。所以，在利用車輪滾動(dòng)行駛的條件下，當(dāng)火車行駛速度超過一定值 （每小時(shí)300公里）時(shí)，就再也快不了了。
但是，人們總希望火車的速度越快越好。怎樣解決這個(gè)矛盾呢？有些人就提出把妨礙列車速度提高的車輪甩掉，設(shè)法使列車像飛機(jī)在空中飛行一樣，在鋼軌上騰空行駛，不就克服了輪子所帶來的各種缺點(diǎn)嗎！于是，沒有輪子的火車便隨之誕生了。
火車頭和車廂都很重，如何使它們騰空起來呢？科學(xué)家通過研究，提出了兩種解決方法。
第一種辦法是，利用功率很強(qiáng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)向軌道上噴射壓縮空氣，使列車的車底和軌道之間形成一層幾毫米厚的空氣墊，從而將整個(gè)列車托起，懸浮在軌道面上。再用裝在后面的螺旋槳式發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)列車前進(jìn)。這種火車通常叫做“氣懸浮列車”。由于它好像被氣墊托起來一樣，所以又叫做“氣墊列車”。
法國(guó)是世界上最早修建氣墊列車的國(guó)家。本世紀(jì)60年代，在巴黎和奧爾良郊外建成了兩條氣懸浮式鐵路，一條長(zhǎng)18公里，另一條長(zhǎng)6.7公里，曾進(jìn)行了多次運(yùn)行試驗(yàn)。列車的試驗(yàn)速度為每小時(shí)200至422公里。1969年在奧爾良郊外使用的氣墊車，長(zhǎng)26米，寬3.2米，高4.35米，重20噸，可乘80人。
后來，英國(guó)也進(jìn)行了氣墊列車試驗(yàn)。
第二種辦法是，利用磁體同性相斥的原理，使車體在軌道上懸浮起來，再用發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)列車前進(jìn)。人們把這種列車叫做磁浮列車。
磁浮列車是在列車的底部裝有用一般材料或超導(dǎo)體材料 （在一定溫度下這種導(dǎo)體的電阻接近于零）繞制的線圈，而在軌道上安裝環(huán)形線圈。根據(jù)法拉第的電磁感應(yīng)定律，當(dāng)列車底部的線圈通入電流產(chǎn)生的磁力線被軌道環(huán)形線圈所切割，就在環(huán)形線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，它與列車底部超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)同性相斥，就使列車懸浮起來。由于懸浮列車克服了輪子和軌道的摩擦阻力，因而可使列車的速度達(dá)到或超過每小時(shí)300公里。
由于磁浮列車的速度非常快，可與一般飛機(jī)的飛行速度媲美，人們稱它為“飛行列車”和“超特快”列車。乘坐這種列車，使人感到既舒適、安全，又特別迅速。在車內(nèi)聽不到單調(diào)刺耳的車輪撞擊聲，即使行駛速度很高時(shí)，乘客也會(huì)覺得像坐飛機(jī)那樣平穩(wěn)。它的速度可達(dá)每小時(shí)500多公里。從北京到上海，距離約1600公里。如果乘坐這種沒有輪子的火車，只要3個(gè)小時(shí)就可駛完全程，比普通火車快了六七倍。
磁浮火車是在本世紀(jì)60年代開始研制的。世界上第一條實(shí)用性的磁浮鐵路建在原聯(lián)邦德國(guó)漢堡市展覽館至展覽廣場(chǎng)之間，全長(zhǎng)908米，軌道為高架橋式。磁浮列車長(zhǎng)26.24米，可載客68人。它可浮離軌面10毫米運(yùn)行，最高時(shí)速為75公里。
1979年12月12日，日本研制的磁浮列車進(jìn)行了一次運(yùn)行試驗(yàn)，時(shí)速達(dá)到504公里。試驗(yàn)是在日本宮崎縣向市的鐵路試驗(yàn)中心進(jìn)行的。所用的試驗(yàn)車長(zhǎng)13.5米，高2.7米，寬3.8米，重10噸。試驗(yàn)時(shí)，列車先經(jīng)過一段短距離行駛，獲得起始速度后，列車便在導(dǎo)軌上 （通常為單軌，也有雙軌的）浮升100毫米，并快速向前飛馳。
磁浮列車在懸空行駛時(shí)，是不使用車輪的。但在起動(dòng)或剎車時(shí)，還需要用車輪。
【火車與地鐵的區(qū)別】
地鐵普遍采用的是整體無砟道床，鐵軌被直接焊在道床上，連接處用魚尾板扣好，軌重一般不超過30KG/M。
而目前中國(guó)的國(guó)鐵采用的多為路砟道床加混凝土路枕或木質(zhì)路枕（就是您說的一橫一橫的）。軌重可高達(dá)60KG/M。
無枕木鐵道是城市軌道交通的主流趨勢(shì)，但是它只適合較輕的車廂。對(duì)于我國(guó)客貨混跑的國(guó)鐵干線并不試用，因?yàn)樗惺懿蛔∝涇嚨闹亓俊?nbsp;
1、現(xiàn)在的地鐵線路的設(shè)計(jì)思路基本上是市區(qū)內(nèi)走地下，市區(qū)外走地面或者高架，這主要是從建設(shè)成本上考慮，并沒有一定之規(guī)。
2、地鐵軌距和國(guó)鐵火車軌距是相同的，至少在中國(guó)是這樣（其他大多數(shù)國(guó)家也是一樣，個(gè)別國(guó)家不同），都是1435mm。動(dòng)力上地鐵因?yàn)橥L(fēng)問題都是電力動(dòng)車組，而火車則是電力內(nèi)燃并用。控制方式基本相同。
【火車站】
火車站是從事鐵路客、貨運(yùn)輸業(yè)務(wù)和列車作業(yè)的處所。鐵路運(yùn)輸部門的基層單位。
火車站按作業(yè)性質(zhì)分為客運(yùn)站、貨運(yùn)站和客貨功能兼?zhèn)涞目拓涍\(yùn)站3種。
根據(jù)列車作業(yè)的性質(zhì)可分為編組站、區(qū)段站和中間站3種。此外還有為工礦企業(yè)服務(wù)的專業(yè)化的車站。
【中國(guó)的火車跑多快】
盡管中國(guó)的鐵路事業(yè)起步于解放前，但發(fā)展緩慢，這一點(diǎn)集中體現(xiàn)在火車車速上。多年來積累的數(shù)據(jù)顯示：到了90年代，中國(guó)旅客列車最高運(yùn)行速度始終徘徊在每小時(shí)80至110公里之間，貨物列車最高運(yùn)行速度在每小時(shí)70公里左右。到1996年，我國(guó)鐵路客貨列車平均旅行速度（這一速度在實(shí)際中非常重要，它是人或貨物從一地到另一地所花費(fèi)的真實(shí)時(shí)間）為客車每小時(shí)49．5公里和貨車每小時(shí)30．4公里。
在發(fā)達(dá)國(guó)家火車平均時(shí)速達(dá)到160公里的今天，中國(guó)火車已經(jīng)慢得令人吃驚。與此相關(guān)的一個(gè)情況是，由于“火車沒有汽車快”，以致1992年比1996年，鐵路旅客周轉(zhuǎn)量下降了9個(gè)百分點(diǎn)，貨物周轉(zhuǎn)量下降4個(gè)百分點(diǎn)。業(yè)內(nèi)人士感覺到，這樣的車速，已使鐵路行業(yè)的生存受到威脅。
中國(guó)的火車能跑多快
中國(guó)有6萬公里鐵路線，搞提速不可能把這些鐵路扒掉重建，而只能在既有線上提速，大概這也可以稱為“中國(guó)特色”。由于沒有可供參考的數(shù)據(jù)，為論證火車提速的可行性，1995—1996年間，鐵路研究院的科學(xué)家們做了大量實(shí)驗(yàn)，這也是火車提速不為人知的幕后情況。
與其他實(shí)驗(yàn)不同，列車提速實(shí)驗(yàn)要采集現(xiàn)場(chǎng)提供的真實(shí)數(shù)據(jù)。于是，掛滿傳感設(shè)備的“試驗(yàn)車”往返于各個(gè)試驗(yàn)路段，有的路線甚至有警察執(zhí)守以保證列車暢通無阻，這些特殊的列車不時(shí)引來路人的好奇目光。
據(jù)康院長(zhǎng)介紹，過去鐵路所用機(jī)車在提速中遭到淘汰，試驗(yàn)圍繞“開新車走老路”進(jìn)行，目的是探討提速后的安全性。人們普遍擔(dān)心這樣幾個(gè)問題：（1）火車提速后，現(xiàn)有的鋼軌、橋梁是否能承受更大的沖擊力？（2）現(xiàn)有鐵路的曲線半徑是否合適？即火車高速拐彎時(shí)，現(xiàn)有的鋼軌弧度會(huì)不會(huì)導(dǎo)致列車脫軌？（3）列車的緊急制動(dòng)系統(tǒng)能否提供安全保證？即由于提速后緊急制動(dòng)距離加長(zhǎng)，會(huì)不會(huì)導(dǎo)致火車追尾？（4）如何確定列車兩側(cè)人的安全避讓距離？（5）電氣化鐵路上，“接觸網(wǎng)”的懸掛方式是否受提速影響？（6）提速后的貨車對(duì)道路的沖擊有多大？
試驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)是十分豐富的，我國(guó)現(xiàn)有設(shè)計(jì)時(shí)速120公里的鐵路線可以承載時(shí)速140—160公里的機(jī)車車輛。當(dāng)然，也要做一些相應(yīng)的調(diào)整，比如加固橋梁，調(diào)節(jié)曲線超高，緩和曲線長(zhǎng)度，要換道岔以及給車輛加防滑器，更換進(jìn)口軸承等。
應(yīng)該指出的是，為了真正達(dá)到試驗(yàn)的效果實(shí)現(xiàn)提速，鐵路部門可以說花費(fèi)了巨資。據(jù)了解，為提速生產(chǎn)的機(jī)車，每部機(jī)車造價(jià)約600－800萬元，車輛造價(jià)約300－400萬元。
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