蒸汽機車傳動裝置

1. 蒸汽機的工作原理以及它的能量轉化

工作原理抄

在蒸汽鍋爐中，通過襲燃燒過程水沸騰為蒸汽。通過管道蒸汽被送到汽缸。閥門控制蒸汽到達汽缸的時間，經主汽閥和節流閥進入滑閥室，受滑閥控制交替地進入汽缸的左側或右側，推動活塞運動。蒸汽在汽缸內推動活塞做功，冷卻的蒸汽通過管道被引入冷凝器重新凝結為水。

這個過程在蒸汽機運動時不斷重復。

一般的蒸汽機有三個汽缸組成一個組。蒸汽機直接將活塞的上下運動轉化為船軸的旋轉運動。新造的蒸汽機中還包含了一個小的渦輪機，從汽缸中出來的蒸汽還可以利用它的余熱在推動這個渦輪機來提高整個驅動裝置的效率。這個渦輪機也與船的螺旋漿軸相連。

能量轉化

將蒸汽的能量轉換為機械功

(1)蒸汽機車傳動裝置擴展閱讀：

蒸汽機的優點

現代蒸汽機的最大的優點是它幾乎可以利用所有的燃料將熱能轉化為機械能。不像內燃機那樣，它對其燃料不挑剔。蒸汽不一定需要通過燃燒來產生，比如使用太陽能聚熱器也可以產生蒸汽推動蒸汽機。

蒸汽機的缺點

離不開鍋爐，整個裝置既笨重又龐大；新蒸汽的壓力和溫度不能過高，排氣壓力不能過低，熱效率難以提高；它是一種往復式機器，慣性限制了轉速的提高；工作過程是不連續的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。

2. 蒸汽機是由鍋爐.汽缸.傳動裝置三部分組成的嗎

錯……控制機構咋不算上……

3. 蒸汽火車原理是什麼

蒸汽火車的工作原理：

蒸汽機是靠蒸汽的膨脹作用來做功的，蒸汽機車的工作原理也不例外。司爐工把煤填入爐膛後，煤在燃燒過程中，將化學能轉換成熱能，把機車鍋爐中的水加熱、汽化，形成400℃以上的過熱蒸汽。

蒸汽再進入蒸汽機膨脹做功，推動蒸汽機活塞往復運動；活塞通過連桿、搖桿，將往復的直線運動變為車輪轉動的圓周運動，帶動機車動輪轉動，從而牽引列車前進。

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火車發展歷史：

一、蒸汽機車時期

蒸汽機車是一種火車機車，優點是結構簡單，成本低，缺點是熱效率太低，體型笨重。英國人喬治·斯蒂芬森研製了第一部蒸汽機車。1814年研製的第一輛蒸汽機車「布拉策號」試運行成功；

1825年9月27日，斯蒂芬森親自駕駛他同別人合作設計製造的「旅行者號」蒸汽機車在新鋪設的鐵路上試車，並獲得成功。蒸汽機在交通運輸業中的應用，使人類邁入了「火車時代」。

二、內燃機車時期

內燃機車是以內燃機作為原動力，通過傳動裝置驅動車輪的機車。在我國鐵路上採用的內燃機絕大多數是柴油機。內燃機車優點是啟動迅速馬力大，熱效率較高。缺點是構造復雜，製造、維修費用大，同時造成的污染大。

20世紀初，國外開始探索試制內燃機車。1924年，蘇聯製成一台電力傳動內燃機車，並交付鐵路使用。同年，德國用柴油機和空壓縮機配接，利用柴油機排氣余熱加熱壓縮空氣代替蒸汽，將蒸汽機車改裝成為空氣傳動內燃機車。

三、電力機車時期

電力機車是一種非自帶能源的機車。電力機車的優點是熱效率比蒸汽機車高一倍，功率大、過載能力強、牽引力大、速度快、整備作業時間短、維修量少、運營費用低、便於實現多機牽引、能採用再生制動以及節約能量，而且不會造成空氣污染，噪音小。

1890年英國倫敦首先用電力機車在5.6公里長的一段地下鐵道上牽引車輛，這是世界上第一輛電力機車，英國作為第一次工業革命的主要發生地，在蒸汽機車和電力機車的研發過程中都有著至關重要的地位。

四、高速列車時期

高速列車又稱高速火車，是指能以高速度持續運行的列車。高速列車的優點是快捷舒適、平穩安全、節能環保。世界最為領先的高速列車技術掌握在日本、德國以及法國中。

20世紀50年代初，日本首先提出了高速鐵路的設想，並最早開始試驗工作。1964年10月1日、東京奧運會前夕，聯結東京與新大阪之間的東海道新干線正式運營，列車最高速度210km/h，從此開啟了高速鐵路的時代。

4. 蒸汽機車與內燃機車的區別

一、原理不同

蒸汽機車：蒸汽機車的原理是將煤的化學能就轉換成熱能，形過熱蒸汽再進入蒸汽機膨脹作功，推動汽機活塞往復運動，活塞通過連桿、搖桿，將往復直線運動變為輪轉圓周運動，帶動機車動輪旋轉，從而牽引列車前進。

內燃機車：內燃機車的原理是燃料的熱能轉化為機械功，柴油機發出的動力傳輸給傳動裝置，通過對柴油機、傳動裝置的控制和調節，由挽鉤牽引力來拖動或推送車輛。

二、組成不同

蒸汽機車：蒸汽機車由鍋爐、汽機、車架和走行部以及煤水車等組成。

內燃機車：內燃機車由柴油機、傳動裝置、輔助裝置、車體走行部、制動裝置和控制設備等組成。

三、動力源不同

蒸汽機車：蒸汽機車的動力源是燃料（一般用煤）的化學能。

內燃機車：內燃機車的動力源是柴油機。

5. 蒸汽機火車怎麼控制車輪的正反轉

蒸汽機火車怎麼控制車輪正反轉呢？在操作機車前進還是倒退有個把柄，向前推給氣前進，向後拉給氣倒退。請看下邊兩個圖片：

你能夠看到，滑動閥負責讓高壓蒸汽進入汽缸兩面。而閥門的控制桿通常鉤在連接十字頭的聯動裝置上，因此十字頭的運動也使閥門滑動。（在蒸汽機車上，這個聯動裝置也能夠讓機師將火車往回開。）

你在這幅圖中可以看到廢蒸汽被簡單地排放到了空氣中。這就解釋了關於蒸汽機車的兩件事：

它解釋了為什麼蒸汽機車需要在車站加水——隨著蒸汽的消耗，水不斷地在損失。

它解釋了火車「呼哧」聲的來源。當閥門打開汽缸釋放廢蒸汽時，蒸汽以很大的壓力沖出來而產生「哧」的聲音。當火車剛啟動的時候，活塞移動得很慢，而後火車開始變快，活塞運動也在加快。這就產生了我們在火車啟動時常常聽到的效果：「呼…哧…呼哧…哧哧哧」。

在蒸汽機車中，十字頭通常與傳動桿相連，從那裡連到聯桿，由聯桿驅動機車的輪子。

如果你想搞明白蒸汽車工作原理，最好找到一個老解放汽車的雨刮器，它就是根據外然機原理設計的，當你看了以後，所說雨刮器很簡單，就會徹底明白蒸汽機車工作原理的。

希望能給予你幫助

6. 蒸汽機的工作原理

化學能-內能-機械能
主要是一個汽缸，汽缸運動到右側末端時，打開右側進氣閥向汽缸右側沖高壓水蒸汽，打開左側排氣閥，高壓水蒸汽推動活塞向左運動，運動最左端時，打開左側進氣閥關閉右側排氣閥，向汽缸左側沖高壓水蒸汽，使汽缸活塞向右運動。將汽缸活塞的往復運動通過聯桿滑塊曲軸轉化為旋轉運動。各閥門的開關也是通過聯桿滑塊帶動滑閥進行的。常見在老式蒸氣機車（火車）上，因效率低、燒煤灰大、污染大被淘汰。

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蒸汽機是將蒸汽的能量轉換為機械功的往復式動力機械。蒸汽機的出現曾引起了18世紀的工業革命。直到20世紀初，它仍然是世界上最重要的原動機，後來才逐漸讓位於內燃機和汽輪機等。

16世紀末到17世紀後期，英國的采礦業，特別是煤礦，已發展到相當的規模，單靠人力、畜力已難以滿足排除礦井地下水的要求，而現場又有豐富而廉價的煤作為燃料。現實的需要促使許多人，如英國的帕潘、薩弗里、紐科門等就致力於「以火力提水」的探索和試驗。

薩弗里製成的世界上第一台實用的蒸汽提水機，在1698年取得標名為「礦工之友」的英國專利。他將一個蛋形容器先充滿蒸汽，然後關閉進汽閥，在容器外噴淋冷水使容器內蒸汽冷凝而形成真空。打開進水閥，礦井底的水受大氣壓力作用經進水管吸入容器中；關閉進水閥，重開進汽閥，靠蒸汽壓力將容器中的水經排水閥壓出。待容器中的水被排空而充滿蒸汽時，關閉進汽閥和排水閥，重新噴水使蒸汽冷凝。如此反復循環，用兩個蛋形容器交替工作，可連續排水。

薩弗里的提水機依靠真空的吸力汲水，汲水深度不能超過六米。為了從幾十米深的礦井汲水，須將提水機裝在礦井深處，用較高的蒸汽壓力才能將水壓到地面上，這在當時無疑是困難而又危險的。

紐科門及其助手卡利在1705年發明了大氣式蒸汽機，用以驅動獨立的提水泵，被稱為紐科門大氣式蒸汽機。這種蒸汽機先在英國，後來在歐洲大陸得到迅速推廣，它的改型產品直到19世紀初還在製造。紐科門大氣式蒸汽機的熱效率很低，這主要是由於蒸汽進入汽缸時，在剛被水冷卻過的汽缸壁上冷凝而損失掉大量熱量，只在煤價低廉的產煤區才得到推廣。

1764年，英國的儀器修理工瓦特為格拉斯哥大學修理紐科門蒸汽機模型時，注意到了這一缺點，並於1765年發明了設有與汽缸壁分開的凝汽器的蒸汽機，並於1769年取得了英國的專利。初期的瓦特蒸汽機仍用平衡杠桿和拉桿機構來驅動提水泵，為了從凝汽器中抽除凝結水和空氣，瓦特裝設了抽氣泵。他還在汽缸外壁加裝夾層，用蒸汽加熱汽缸壁，以減少冷凝損失。

1782年前後，瓦特將機器進一步改進，完成了兩項重要發明：在活寒工作行程的中途，關閉進汽閥，使蒸汽膨脹作功以提高熱效率；使蒸汽在活塞兩面都作功(雙作用式)，以提高輸出功率。這時的活塞既要向下拉動杠桿又要向上推動杠桿，扇形平衡杠桿和拉鏈已不再適用，瓦特使發明了平行四邊形機構。瓦特還於18世紀末將曲柄連桿機構用在蒸汽機上。

瓦特的創造性工作使蒸汽機迅速地發展，他使原來只能提水的機械，成為了可以普遍應用的蒸汽機，並使蒸汽機的熱效率成倍提高，煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽機最主要的發明人。

自18世紀晚期起，蒸汽機不僅在采礦業中得到廣泛應用，在冶煉、紡織、機器製造等行業中也都獲得迅速推廣。它使英國的紡織品產量在20多年內(從1766年到1789年)增長了5倍，為市場提供了大量消費商品，加速了資金的積累，並對運輸業提出了迫切要求。

在船舶上採用蒸汽機作為推進動力的實驗始於1776年,經過不斷改進，至1807年，美國的富爾頓製成了第一艘實用的明輪推進的蒸汽機船「克萊蒙脫」號。此後，蒸汽機在船舶上作為推進動力歷百餘年之久。

1801年，英國的特里維西克提出了可移動的蒸汽機的概念，1803年，這種利用軌道的可移動蒸汽機首先在煤礦區出現，這就是機車的雛型。英國的斯蒂芬森將機車不斷改進，於1829年創造了「火箭」號蒸汽機車，該機車拖帶一節載有30位乘客的車廂，時速達46公里/時，引起了各國的重視，開創了鐵路時代。

19世紀末，隨著電力應用的興起，蒸汽機曾一度作為電站中的主要動力機械。1900年，美國紐約曾有單機功率達五兆瓦的蒸汽機電站。

蒸汽機的發展在20世紀初達到了頂峰。它具有恆扭矩、可變速、可逆轉、運行可靠、製造和維修方便等優點，因此曾被廣泛用於電站、工廠、機車和船舶等各個領域中，特別在軍艦上成了當時唯一的原動機。

蒸汽機按蒸汽在活塞一側或兩側工作，可分為單作用和雙作用式；按汽缸布置方式，可分為立和卧式；按蒸汽是在一個汽缸中膨脹或依次連續在多個汽缸中膨脹，可分為單脹式和多脹式；按蒸汽在汽缸中的流向，可分為迴流式和單流式；按排汽方式和排汽壓力可分為凝汽式、大氣式和背壓式。

簡單蒸汽機主要由汽缸、底座、活塞、曲柄連桿機構、滑閥配汽機構、調速機構和飛輪等部分組成，汽缸和底座是靜止部分。從鍋爐來的新蒸汽，經主汽閥和節流閥進入滑閥室，受滑閥控制交替地進入汽缸的左側或右側，推動活塞運動。

蒸汽機的發展首先體現在功率和效率的提高，而這又主要取決於蒸汽參數的提高。初期蒸汽機的蒸汽壓力僅為0.11～0.13兆帕，19世紀初才達到0.35～0.7兆帕，20世紀20年代曾用到6～10兆帕。在蒸汽溫度上，19世紀末還不超過250℃，而到20世紀30年代曾用到450～480℃。

至於效率，瓦特初期連續運轉的蒸汽機，按燃料熱值計總效率不超過3％；到1840年，最好的凝汽式蒸汽機總效率可達8％；到20世紀，蒸汽機最高效率可達到20％以上。

在轉速方面，18世紀末瓦特蒸汽機僅40～50轉/分；20世紀初轉速達到100～300轉/分，個別蒸汽機曾達到2500轉/分。在功率方面，最初單機功率僅幾馬力，20世紀初的一台船用蒸汽機的功率可達25000馬力。

隨著蒸汽參數和功率的提高，蒸汽已不可能在一個汽缸中繼續膨脹，還必須在相連接的汽缸中繼續膨脹，於是出現了多級膨脹的蒸汽機。蒸汽機因受到潤滑油閃點的限制，所用蒸汽的最高溫度一般都不超過400℃，機車，船用等移動式蒸汽機還略低一些，多數不高於350℃。考慮到膨脹的可能性和結構的經濟性，常用壓力在2.5兆帕以下。蒸汽參數受到限制，從而也限制了蒸汽機功率的進一步提高。

蒸汽機的出現和改進促進了社會經濟的發展，但同時經濟的發展反過來又向蒸汽機提出了更高的要求，如要求蒸汽機功率大、效率高、重量輕、尺寸小等。盡管人們對蒸汽機作過許多改進，不斷擴大它的使用范圍和改善它的性能，但是隨著汽輪機和內燃機的發展，蒸汽機因存在不可克服的弱點而逐漸衰落。

蒸汽機的弱點是：離不開鍋爐，整個裝置既笨重又龐大；新蒸汽的壓力和溫度不能過高，排氣壓力不能過低，熱效率難以提高；它是一種往復式機器，慣性力限制了轉速的提高；工作過程是不連續的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。

因此，拋棄了笨重鍋爐的內燃機，最終以其重量輕，體積小、熱效率高和操作靈活等優點，在船舶和機車上逐漸取代了蒸汽機。汽輪機則以其熱效率高、單機功率大、轉速高、單位功率重量輕和運行平穩等優點，將蒸汽機排擠出了電站。

接著電動機又以其使用方便，代替了蒸汽機在工業設備中的應用。然而小功率蒸汽機熱效率比汽輪機高，所以在產煤區或只有劣質燃料的地區或某些特殊場合，蒸汽機仍有發揮作用的餘地。

蒸汽機有很大的歷史作用，它曾推動了機械工業甚至社會的發展。隨著它的發展而建立的熱力學和機構學為汽輪機和內燃機的發展奠定了基礎；汽輪機繼承了蒸汽機以蒸汽為工質的特點，和採用凝汽器以降低排汽壓力的優點，摒棄了往復運動和間斷進汽的缺點；內燃機繼承了蒸汽機的基本結構和傳動形式，採用了將燃油直接輸入汽缸內燃燒的方式，形成了熱效率高得多的熱力循環；同時，蒸汽機所採用的汽缸、活塞、飛輪、飛錘調速器，閥門和密封件等，均是構成多種現代機械的基本元件。
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