摘要：火车作为人类历史上最重要的机械交通工具，从其发明至今已有几百年的历史，它改变了人类的出行方式，方便了人类，极大的促进了人类经济、文明的发展。中国的机车也在不断的发展中，对整个国家的进步作出重大贡献。 关键词：火车；蒸汽机车；电力机车；动车
铁路列车，简称铁道机车，俗称火车，是指在铁路轨道上行驶的车辆，通常由多节车厢所组成。 人类历史上最重要的机械交通工具，早期称为蒸汽机车，有独立的轨道行驶。铁路列车按载荷物，可分为运货的货车和载客的客车，亦有两者一起的客货车。
一、火车机车的发展
1、蒸汽机车的出现
在1781年，火车先驱乔治.史缔芬孙出生在一个英国矿工家庭，直到18岁，他还是一个目不
识丁的文盲。他不顾别人的嘲笑，和七八岁的孩子一起坐在课堂里学习。
1804年，德里维斯克利用瓦特的蒸汽机经过改造造出了世界上第一台货运蒸汽机车。这是一台单一汽缸蒸汽机，能牵引5节车厢，它的时速为5至6公里。他将锅炉制成管状，使得蒸汽压力大大增加，而且比较安全。后来，他又把这种蒸汽机装在铁路马车上，于是，出现了最早的蒸汽机车（即火车）。这种车因为当时使用煤炭或木柴做燃料，所以人们都叫它 “火车” ，这个名称一直沿用至今。
最早的载客火车也是英国人德里斯维克发明的。1808年他在伦敦建造了一条圆形的轨道，用蒸汽机车牵引，专门用来拉客人。这是第一辆真正的载客火车，但当时人们并没有人任识到它的重要意义。
1810年，英国人史蒂文生开始自己动手制造蒸汽机车，到1814年他的“布鲁克”号机车开始运行，这台机车有两个汽缸、一个2.5米长的锅炉，装有凸缘的车轮可以拉着8节矿车载重30吨，以6.4千米/时的速度前进。在以后的10年中，史蒂文生造了12辆与“布鲁克”号相似的火车头，虽然在设计上没有突破前人的成就，但他已经预见到火车时代即将到来。
1817年，英国一位名叫批司的商人，想修筑一条从达灵顿到斯托克顿的铁路，他聘请史蒂文生为修筑铁路的工程师。当时正值工业革命后期，钢铁工业、机器制造业已达到一定的水平，为铁路的铺设奠定了基础。史蒂文生在这条路上采用了长4.57米的锻铁铁轨，两根轨道之间的距离为1.435米，1825年建成通车。这是世界上第一条采用机车牵引并同时办理客运和货运业务的铁路。
也是在1817年，当斯蒂芬森决定他主持修建从利物浦到曼彻斯特的铁路线上完全用蒸汽机车承担运输任务。但是，保守的铁路拥有者却对蒸汽机车的能力表示怀疑。他们提出，在铁路边上固定的牵引机，用拖缆来牵引火车。斯蒂芬森为了让人们充分相信火车的性能，制造出了性能良好的“火箭号”机车。这种机车的卓越表现终于让怀疑者改变了态度，利物浦-
-曼彻斯特铁路因此成为世界上第一条完全靠蒸汽机运输的铁路线，从此火车开始奔腾在人类的历史舞台。
1825年9月27日，史蒂文生亲自驾驶自己设计制造的“动力”1号机车，拉着550名乘客，从达灵顿出发，以24千米/时的速度驶向斯托克顿，这被认为是人类历史上第一列用蒸汽机车牵引，在铁路上行驶的旅客列车。
当列车顺利到达斯托克顿时，4万多观众振臂欢呼，祝贺人类历史上这一不平凡的旅行。
1829年4月，利物浦—曼彻斯特铁路委员会宣布即将举行一次竞赛，要求每辆机车牵引一列满载石子的车辆，在长3000米的路上来回运行20次，优胜的机车设计者将得到500英镑奖金。在10 月份的比赛中，史蒂文生的“火箭”号机车牵引着重12吨的货车，以22.5千米/时的速度行驶，到第10次行驶时，他将速度提高到33.7千米/时，最后一次以47千米/时的速度高速前进，取得了比赛的冠军，到达终点时，数万观众脱帽欢呼，祝贺他的胜利。从此，再也没有人对史蒂文生的才能和蒸汽机车发明人的身份表示怀疑了。
1830年以后，蒸汽机车的动轮由两对或三对发展至四、五、六对，热效率、牵引力和功率都有所提高。
在1830年最后4个月中，利物浦—曼彻斯特铁路共运载旅客7万人次，1831年的运输总收入达50万英镑，到1832年，英国已拥有24条商用铁路，最兴旺的一条年运载35万人次旅客以及70万吨货物。在美国，仅1832年就建造了17条新铁路。到1936年，全美已有长达2649千米的铁路。这一年，铁路运载旅客超过10万人次。交通史翻开了新的一页。
世界上第一列真正在轨上行驶的蒸汽火车是由康瓦耳的工程师查理礠里维西克所设计的。它的火车有四个动力轮，1840年2月22日试车，空车时，时速20公里，载重时，每小时8公里（相当于人快步行走的速度）。不幸，火车的重量压垮了铁轨。
直到19世纪初，每年都有大量铁路员工在火车运行过程中死亡或受伤，其中1/3的人是在爬到两车之间挂车钩时伤亡的。约翰逊从两手的手指可以互相钩住中得到启发，发明了一种铰接自动挂钩。这种车钩可以推接在一起不会拉开，约翰逊为此伸请了专利。但当时大多数铁路负责人对这一发明并不感兴趣，因为当时员工受伤时，铁路当局无需赔偿，这项发明只好被搁置起来。
早期的火车进站后为了能够停住，司机只将机器关掉，拉响车上的锡制号笛，于是，男性旅客从车上跳下，大家齐力把车停住。乔治·威斯汀豪斯从一篇介绍风钻的文章中受到启
发，很快研究出一台空气制动阀，把它安装在一列火车上进行试验，取得巨大成功。火车装上这一新型的安全设备后，便可以在很短的距离内停车或减速了。
2、电力机车和内燃机车的出现
最早使用燃煤蒸汽动力的燃煤蒸汽机车虽然得到了广泛应用，但存在许多难以克服的的缺点，比如他运送的煤的1/4被他自己“吃掉”了；必须在铁路沿线设置加煤、水的设施，还要在运营中耗费大量时间为机车添加煤和水；在行驶中要排放黑烟, 污染环境, 尤其是在过山洞时, 浓烟难以散出去, 影响旅客和车上工作人员的健康……正是由于这些原因, 曾经辉煌一时的蒸汽机车开始退出历史舞台。在19世纪末，许多科学家转向研究新一代的电力机车和内燃机车。
1879年, 德国人西门子制造出第一台小型电力机车, 重约954公斤， 由150负直流发电机供电，只在一次柏林贸易展览会上做了一次表演。这台“不冒烟”的机车引起人们极大的兴趣, 电力机车从此发展起来。1890年, 英国的电力机车正式用于营业; 美国于1895年开始将电力机车应用于干线运输; 以后德国、日被相继研制出了实用的电力机车。
1879年, 世界上第一条电气化铁路在柏林建成。这有西门子公司设计的铁路长约600米，
有三根铁轨，其中一根专门用来输送电力。
1881年, 柏林电气化双轨铁路建成。其中一根铁轨为火线, 另一根为地线。1885年, 西门子──哈尔斯克公司成立, 修建了长6000米的电气化铁路, 首次采用高架电线来输送电流。
1894年，德国研制成功了第一台汽油内燃机车。并将它应用于铁路运输，开创了内燃机车的新纪元。但这种机车烧汽油，耗费太高，不易推广。
1903年10月27日，西门子与通用电气公司研制的第一台实用电力机车投入使用。
1904年, 瑞士又架设了单向交流电压1.5万伏的高压电线, 为500马力的BB型电力机车供电, 从此, 电气化铁路迅速发展起来。
20世纪初，美国通用电气公司组装了一辆汽油机车, 用内燃机带动发电机, 在通过发电机带动电动机, 推动机车前进。
柴油机发明后, 由于它的经济性好, 很快在铁路上得到广泛应用。
1924年，德、美、法等国成功研制了柴油内燃机车，并在世界上得到广泛使用。
1925年, 美国新泽西州的中央铁路使用了第一辆220千瓦的小型柴油机机车。后来很快出现了2574千瓦甚至5516千瓦的大型机车, 可以牵引超过5000吨的货物, 速度高达145千米/
时。
电力机车可以获得较高的速度和前引力, 但无论由高架线供电还是由第三轨供电, 对于几千千米甚至几万千米的远距离铁路线来说, 费用是相当大的, 一旦供电线路中断, 铁路运输就不得不停止。第二次世界大战后, 柴油机车的性能和制造技术迅速提高, 功率增加了近一倍, 并逐渐向大功率发展, 加之石油价格低廉, 促进了内燃机车的发展。美国、英国、加拿大等国都在10年左右的时间内实现了内燃机车化。
1941年，瑞士研制成功新型的燃油汽轮机车，以柴油为燃料。且结构简单、震动小、运行性能好，因而，在工业国家普遍采用。
我们再来看柴油机车的“胞弟”燃气轮机车。最早的燃气轮机车是瑞典人与1933年制造的, 此后, 法国、美国都制造不同功率的燃气轮机车, 并投入使用。燃气轮机车的优点是:对燃油质量要求不高, 制造和修理简单, 用水极少, 不怕寒冷, 外界气温越低, 它的工作效率越高。但它的不足之处是:效率比柴油机彻底, 噪音大, 对材料的耐热性很高, 在这一程度上制约了燃气轮机车的发展。如果克服了这些缺点, 燃气轮机车在交通领域中的发展前景将十分可观。
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