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瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)后,1804年英國人R.特里維西克創(chuàng)造了一輛鐵路蒸汽機(jī)車(圖1),鍋爐蒸汽壓力為0.294兆帕（3.0千克力／厘米2）,鍋爐內(nèi)裝有一個平放的汽缸。機(jī)車有兩對動輪，由齒輪傳動,軸列式為0-2-0。機(jī)車裝有一個大飛輪，借助于它的旋轉(zhuǎn)慣性動力，保持汽缸活塞的往復(fù)運動。機(jī)車重4.5噸，時速8公里，能牽引10噸貨物,5節(jié)車，可乘70名旅客。這一實踐證實兩個重要現(xiàn)象：光滑的鐵的機(jī)車驅(qū)動輪可在光滑的鐵軌上運行而不會空轉(zhuǎn)；機(jī)車可以拖動本身重得多的東西。后人繼起研究，得知輪軌間粘著力、粘著重量、粘著系數(shù)、粘著牽引力等的相互關(guān)系。這個問題涉及如何利用有限的機(jī)車粘著重量牽引更多的載重，至今仍在繼續(xù)探討。

蒸汽機(jī)車鍋爐水垢對機(jī)車的安全運行及工作效能有很大的影響,對蒸汽機(jī)車水垢的處理極其重要.蒸汽機(jī)車水垢是經(jīng)過復(fù)雜的物理、化學(xué)變化而形成的.由于水垢的形成,造成鍋爐的傳熱效率低,大量浪費燃料;降低鍋爐出力危及鍋爐安全運行;縮短使用壽命增大檢修量,浪費工時、原料.為了緩解機(jī)車水垢的形成,可以采取盡量降低軟化水硬度、確保洗修質(zhì)量、合理安排排污時機(jī)和次數(shù),提高排污效果等措施,并在實際運用中取得了一定的效果.

蒸汽機(jī)車是蒸汽機(jī)在交通工具上運用的范例。蒸汽機(jī)是靠蒸汽的膨脹作用來作功的，蒸汽機(jī)車的工作原理也不例外。當(dāng)司爐把煤填入爐膛時，煤在燃燒過程中，它蘊藏的化學(xué)能就轉(zhuǎn)換成熱能，把機(jī)車鍋 爐中的水加熱、汽化，形成400℃以上的過熱蒸汽，再進(jìn)入蒸汽機(jī)膨脹作功，推動汽機(jī)活塞往復(fù)運動，活塞通過連桿、搖桿，將往復(fù)直線運動變?yōu)檩嗈D(zhuǎn)圓周運動，帶動機(jī)車動輪旋轉(zhuǎn)，從而牽引列車前進(jìn)。因此蒸汽機(jī)車必須具備鍋爐、汽機(jī)和走行三個基本部分。