蒸汽机车是谁发明的，瓦特只是蒸汽机的改进者！

如果说到瓦特，相信很多人想到两个事情，那就是我们学习物理的时候出现的那种单位，也回忆这物理给我们带来的学习难题，还有一个事情也非常的重要，那就是蒸汽机，几乎所有人都知道的是，蒸汽机的发明者就是瓦特，瓦特就是代表了蒸汽机的时代，并且欧洲的国家为了纪念瓦特，在其货币上也出现了瓦特的头像，其实从根本上来讲，蒸汽机其实不是瓦特发明的，那么蒸汽机是谁发明的呢，其实提出蒸汽机思想的是一个数学家，不过他当时制作出来的蒸汽机只是一个玩具而已，而瓦特只是在蒸汽机的改进上贡献非常巨大，并且对于工业革命具有非常重要的影响，那么蒸汽机车是谁发明的呢，蒸汽机车的运行技术要点有哪些，蒸汽机车的出现有什么历史意义呢，本文就来为大家进行详细的介绍一下。

一、蒸汽机车是什么

蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。

蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉，这个锅炉可以使用木头、煤、石油或天然气甚至垃圾作为热源。蒸汽膨胀推动活塞做功。

蒸汽机是一个能够将动能转换为功的热机。泵、火车头和现代轮船曾使用蒸汽机驱动。蒸汽机在工业革命中起了基本的作用。今天人们还使用蒸汽涡轮发动机来发电。

而蒸汽机车是利用蒸汽机，把燃料 (一般用煤）的热能变成机械能，而使机车运行的一种火车机车。它主要由锅炉、蒸汽机、车架走行部和煤水车四大部分组成。

二、蒸汽机车的种类

1、调车机车

是专门用于编组站或调车场进行列车编组、解体作业的机车。对调车机车的要求是，便于通过道岔及半径较小的曲线以及有足够的牵引力，司机室的设置须便于撩望。因此，这种机车的车身较短，动轮直径较小。我国没有专门类型的蒸汽调车机车，一般是使用旧型货运机车来代替。

2、货运机车

是专门用于牵引货物列车的机车。对货物列车的主要要求是，能够以普通的速度牵引较重的列车。因此，这种机车一般动轮较多，动轮直径比客运机车的小，汽缸直径较大，具有较大的牵引力和粘着重量。为了使机车易于安全通过曲线，一般均装有单轴导轮转向架。

3、客运机车

是适用于牵引旅客列车的机车。对客运机车的要求是，能高速运行，通过曲线时运行平稳。因此，这种机车的动轮直径较大，并在动轮前方设有二轴导轮转向架。

三、蒸汽机车的优缺点

1、蒸汽机车的优点

构造简单、造价低廉、维修保养容易、使用成本较低。

2、蒸汽机车的缺点

热效率低、燃料消耗需要大量的上煤给水设备，乘务人员劳动强度大、对环境特别是城市周围环境污染明显。蒸汽机车的最高热效率只有8%～9%，而且在车站停车、在机务段整备、停留等仍需消耗燃料，所以实际热效率只有5%～7%。热效率过低是导致蒸汽机逐渐被淘汰的主要原因之一。

四、蒸汽机车的工作原理

燃料投入炉床，在火箱内从灰箱风门进入的空气混合燃产生热能，热能通过内火箱和大小烟管，传递给周围的锅水和过热管中的蒸汽，烟气进入烟箱，通过烟筒排出。高压高温饱和蒸汽由锅炉最高处的蒸汽包经调整阀、干燥管，进入过热管再次加热，变成过热蒸汽后，经主蒸汽管进出。高压高温饱和蒸汽由蒸汽进入汽室后，通过阀动装置的配汽作用，进入汽缸，在汽缸内膨胀做功。推动活塞时，机械能经活塞杆、十字头、摇杆等机械部件传递给主动轮，再经连杆传递给其他动轮，通过轮轨接触，牵引机车。

五、蒸汽机车的技术要点

蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成。汽缸和底座是静止部分。

在蒸汽锅炉中，通过燃烧过程水沸腾为蒸汽。通过管道蒸汽被送到汽缸。阀门控制蒸汽到达汽缸的时间，经主汽阀和节流阀进入滑阀室，受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧，推动活塞运动。蒸汽在汽缸内推动活塞做功，冷却的蒸汽通过管道被引入冷凝器重新凝结为水。这个过程在蒸汽机运动时不断重复。

1、蒸汽机车组成之车架

锅炉、汽机等部件固装于车架上，经弹簧悬挂装置将重量由轴箱传至车轮，由钢轨支持。动轮把机械部传来的机械能转变为机车在轨道上的走行功。

2、蒸汽机车组成之引擎

高压蒸汽机引擎有多种造型，但最主要的是往复活塞和汽轮机。往复式活塞是双动带压蒸汽技术被发明后下一个重要的改进是使用双动活塞，带压蒸汽在一个汽缸压力降低到普通大气压或在其凝结过程中可以推动另一个汽缸。大多数往复式引擎今天使用这个技术。汽缸完全封闭来防止蒸汽逃散。

一根滑杆通过一根摇臂轴和曲壁将往复运动转换为旋转运动。另一个曲壁和轴承用来控制阀门。假如两个双动活塞同时被使用时，一般它们的曲壁的相正好差90度，这样一个引擎在任何时候都做功。

汽轮机高压汽轮机由一系列带有螺旋桨式的桨叶的转盘组成。这些旋轮与不动的定轮交替，定轮的作用是导引气流的方向。这样的蒸汽机比往复蒸汽机要平稳。

3、蒸汽机车组成之锅炉

锅炉分两种：

火管造型被用在早期的船只和蒸汽机车的锅炉中。在火管式锅炉中，从燃烧室出来的热烟通过烟道由烟囱排出。这种锅炉需要一个比较高的烟囱。

水管造型的水由热气通过多个管道加热。这些管道在交换器的顶部流入一个蒸汽集合腔。水管锅炉的一个重要优点是它在破坏时造成的危险比较小，原因是因为锅炉里的水的量比较小，此外锅炉里没有多少会被磨损的运动的机械组成部分，一些水管锅炉在排烟道上还有一个热交换器来提高整个锅炉的热效率。

六、蒸汽机车发展的三个阶段

蒸汽机的发展目前经历了三个阶段的发展，其中第一个阶段就是蒸汽机的提出，第二个阶段就是蒸汽机在社会上的应用，第三个阶段就是现代社会对蒸汽机的改进，下面为大家介绍一下蒸汽机的三个发展阶段。

1、蒸汽机车发展的第一个阶段

17-19世纪工业革命的蒸汽机，起源于1679年法国物理学家帕平（Denis Papin，1647-1713）发明的高压锅时采用的杠杆式安全阀。利用杠杆原理，在远端施加重物，而汽压推动汽阀的力点为短力臂，利用杠杆原理，当高压锅压力超过设计值时，可推动汽阀向上运动，以排出部分压力，平衡后又落回远处。1690年帕平根据安全阀的工作原理发明了活塞式蒸汽机，不过帕平只是对设计原理进行了思考，并没有真正制造出可使用的蒸汽机，但他的工作却开创了对蒸汽机的研究。

2、蒸汽机车发展的第二个阶段

大约在1712年，纽可门综合了帕平的气缸活塞和塞维利靠冷凝蒸汽形成真空抽水的优点，将抽水的工作机构和提供动力的蒸汽机完全分开。

这一分离标志着纽可门蒸汽机的完成，纽可门机在当时非常成功，连续使用了有60多年，在瓦特蒸汽机出现以后，还使用了很长一段时间。但可惜的是，由于当时申请专利需要昂贵的费用，纽可门机并没有申请专利，这或许也为纽可门机的广泛使用提供了条件，纽可门机成为煤矿抽水的必备设备，以至于大学里都在教授纽可门机的工作原理（这为瓦特的出场准备了条件）。

纽可门机的出现标志着蒸汽机革新中第一阶段工作的完成，纽可门机一直使用到18世纪60年代，瓦特对纽可门机的改进标志着蒸汽机的演变进入第二阶段。

3、蒸汽机车发展的第三个阶段

9世纪初，高压蒸汽机的发展迎来蒸汽机发展的第三阶段，但实际上高压蒸汽机可以再早一些，但由于瓦特的几项专利要到1800年才到期，因此在一定程度上也阻碍了高压蒸汽机的发展。

1800年英国的特里维希克（Richard Trevithik,1771－1833）发明了高压蒸汽机，他的目的是牵引蒸汽机车，并于1802年申请了专利。特里维希克发明了世界上第一台实用性轮轨蒸汽机车，他的蒸汽机车在结构上初步具备了早期蒸汽机车的雏形。

例如：机车由锅炉、烟囱、汽缸、动轮、摇杆、连杆、飞轮等部件组成，并实验了载客和货运功能。由于蒸汽机车本身和它牵引的货物太沉重了，生铁铸成的铁轨经常发生断裂事故，于是矿山的主人拒绝了德里维斯克的蒸汽机车，还是决定用老办法——马拉货车来运矿石。

七、慈禧太后的蒸汽机车

这列搭载慈禧太后去往河北清西陵祭陵的“龙凤专列”，即将启程开赴易县。专列共有17节车厢，每节车厢都有着森严的等级规定。

慈禧和光绪乘坐的车厢，一律在车厢内挂黄绸窗帏，内衬白纱帘。而皇帝的宗亲外戚乘坐的车厢，则用红丝绸的窗帏；随行大臣们的车厢，只准用蓝丝绸的窗帏。

慈禧太后的卧铺铺盖完全按照紫金城内的规格样式。车厢的扶手杆上，全部用黄缎子缠绕，红色的厚羊绒地毯铺满了整个车厢的地板。皇帝的御案、龙椅、文房四宝一应俱全。

为了年事已高的慈禧解手方便，在她的车厢里特备了一只御用马桶。这只用珍贵的檀香木制成的马桶，外罩黄缎座套，内部更是巧妙绝伦：由马桶底向上依次填入粗鹅卵石、细鹅卵石、粗砂、细砂，到最上面是一层一寸厚的水银。排泄物落入不见痕迹，经过了这几层过滤后，积晨在桶底，上面的水银层密封，从而消除异味。

慈禧下旨“开车！”龙凤专列缓缓驶出永定门火车站，以每小时30多公里的速度驶向清西陵。这条专为慈禧“向祖宗请罪”的铁路，经过京汉铁路及新易铁路到达易县的梁各庄，全程120公里。这是首条由中国人自己设计建设的铁路，它的总工程师就是大名鼎鼎的詹天佑。

这条造价六十万两白银，历时六个月建成的铁路，慈禧太后只乘坐了一次，而慈禧在这两个多小时的旅行中，享受到了现代化交通工具——火车的便利，而且十分满意，赏赐了货车司机张美一件黄马褂、花翎及知府头衔。专列上的一切摆设则上次给了詹天佑。而牵引“龙凤专列”的火车头，是美国制造的AM2型蒸汽机车，也是中国铁路时尚最早使用的客运机车，该车的设计水平在当时比较先进。

八、毛泽东的蒸汽机车

1946年7月，为支援解放战争，哈尔滨机务段的铁路工人把一台破损严重的日制304号“死车”拉回段内，经过27天苦干，把它“复活”了，还在驾驶室两侧镶上了“毛泽东号”的金色大字。

这年10月30日，上级领导应工人们的请求正式把这台机车命名为“毛泽东号”机车。“毛泽东号”机车在举世闻名的辽沈战役的“支前”运输中作出了贡献。1949年，该机车随解放大军南下。后来“定居”于北京丰台机务段。

在抗美援朝战争和社会主义建设中，这个机车组不断建立新的功勋，成为中国铁路的一面旗帜，中国产业工人的优秀代表。党和人民给了他们很高的荣誉，毛泽东主席曾多次接见过该机车组的代表。

1978年1月，“毛泽东号”机车改用国产东风4型内燃机车；

1991年8月9日又改用东风4B型内燃机车；

2000年11月2日，再次改用东风4D型内燃机车；

先后用过4种机型的“毛泽东号”机车从未出过事故。“毛泽东号”机车“足迹踏遍”14个省区市，安全走行7660733公里，相当于绕地球190多圈。

“毛泽东号”蒸汽机车退役后，收藏于铁道部科技馆。

九、蒸汽机车历史意义

1、引起了社会结构的变革

蒸汽机的应用和机械工业的发展,既造就了庞大的无产者队伍,同时也养肥了资本家,使社会阶级关系发生了重大变化,日益分裂成两大对立的阶级：工业无产阶级和资产阶级

2、促进了近代城市的兴起

蒸汽机的广泛使用,带动了机器技术体系的成熟及各类产业组织数量的增加,产业技术及机器生产向城市聚集,吸收了大量农业人口流入城市, 开始了近代意义上的城市化进程

3、推动了政治领域的变革

蒸汽机的应用促进了资本主义经济的发展,引发出一系列的革命与改革,资产阶级革命和改革运动成为世界历史发展的主流。

4、带动了许多工业部门的发展

到19世纪40年代,欧洲国家和美国都普遍推广使用了蒸汽机.蒸汽机不但首先在纺织、采矿业中得到广泛应用,而且还被推广到冶金、印染、机械、化工等一系列工业部门,加快了工业革命的步伐,从而引发了人类历史上科学技术的第四次重大进步。

5、导致了世界格局的变化

蒸汽机的应用壮大了工业资产阶级的力量,使资产阶级有能力按照自己的意愿去征服世界. 西方国家对弱小国家或民族的殖民征服,使殖民地半殖民地被卷入资本主义世界体系,造成了东方从属于西方的国际关系格局

6、推动了生产方式的进步

蒸汽机的应用为实现由工场手工业向机器大工业的变革提供了强大杠杆.英国,法国、德国、荷兰、瑞典等国先后实现了从手工作坊到机械化大生产的变革,这是人类劳动组织形式的重大改变,在这之后才有了真正意义上的社会化大生产

7、促进了交通运输业的革新

蒸汽动力的应用,根本改变了交通运输技术的面貌,直接导致了蒸汽机车、轮船的发明,带动了铁路的出现,美国人富尔顿建成的汽船开创了世界航运史上的新时代.英国人斯蒂芬逊制成的蒸汽机车,开辟了陆上运输的新纪元

8、给东方国家造成双重性影响

一是加剧了东方的贫困落后,给当地人民带来祸害和苦难,引发了民族解放运动.二是破坏了东方传统的社会经济结构,传播了新兴的资本主义生产方式和思想观念,有利于社会的进步。

9、推进了生产力的发展

蒸汽机的应用是人类认识和利用自然力的一个大突破,是真正由原始社会征服火之后而征服自然力的第二次革命.它改变了人类以人力、畜力、水力作为主要动力的历史,使各种机器有了新的强大动力,从根本上改变了生产的面貌,提高了劳动效率。

10、加快了世界一体化进程

由于轮船、火车的应用并延伸到世界各地,使世界真正认识到铁路运输和轮船航运是工农业生产和社会交往的动脉,具有巨大优越性.这就把过去分散、孤立的地区和国家联结起来,加强了世界各国各地区间的相互联系

十、蒸汽机是谁发明的

几乎所有人都应该知道的是，蒸汽机的发明者是著名的发明家瓦特，不过归根结底，蒸汽机最初并不是由瓦特提出来的，而是一个古希腊的数学家，就是来自亚历山大港的希罗，不过他发明的是汽转球，不过当时只是当作一个玩具来使用的，他也是一名活跃于其家乡亚历山大里亚的工程师，他被认为是古代最伟大的实验家，他的著作于希腊化时期文明（Hellenistic civilization）科学传统方面享负盛名。

由于希罗大部份的作品（包括数学、力学、物理和气体力学）都以讲稿的形式出现，所以他被认为曾在缪斯之家教学（包括亚历山大图书馆）。

此外，虽然这些学术领域在二十世纪之前尚未正式化，但他的发明为模控学的研究资料。希罗发明了许多设备，例如: 汽转球、自动售卖机、注射器、蒸气风琴等。

其发明的砌砖球它由一个空心球（连有两个出汽口）和一个密闭锅（加热水变成蒸汽）组成，在空心球和密闭锅之间用两根管子相连，同时也是空心球的支撑。当水沸腾后变成水蒸气经连接管进入到空心球中，此时蒸汽将从两个喷汽口喷出，在水蒸汽的反作用力下空心球就转了起来，便成为汽转球。但汽转球只是一种玩具，并没有什么实用价值。

十一、蒸汽机车是谁发明的

第一部蒸汽机车是由英国人史蒂芬孙（George Stephenson,1781--1848)制造的，1814年，他研制的第一辆蒸汽机车“布拉策号”试运行成功。

1825年9月27日，史蒂芬孙亲自驾驶他同别人合作设计制造的“旅行者号”蒸汽机车在新铺设的铁路上试车，并获得成功。蒸汽机在交通运输业中的应用，是人类迈入了“火车时代”，迅速的扩大了人类的活动范围。

蒸汽机车的速度纪录是由英国的4-6-2 Mallard 所创下。1938年7月3日，4668号Mallard拖着六个车厢，在一个稍微下坡路段创下时速126英里(203公里)的纪录。德国、美国的蒸汽机车亦达到接近的速度。一般认为这是蒸汽机车的速度极限。

十二、蒸汽机时代是否已结束？

我们已经进入了电气时代，关于这一点我们毋庸置疑的，并且电气时代的发展也超越了蒸汽机时代的表现，那么是否就预示着蒸汽机时代已经结束了呢，2014年被称为“史上最严”的《火电厂大气污染物排放标准》正式执行，大量落后机组亟待淘汰升级，超超临界技术将逐步成为我国火电技术的主体。其中耐高温材料的力学性能研究、冶金、焊接等制造工艺成为新一轮“蒸汽机变革”中的重点目标。

从这个角度看，虽然人类早已进入了电气时代，但蒸汽机的变革远没有停止，新理论、新材料、新的加工工艺的不断提出，也预示着蒸汽机将会有更进一步的发展！科学与技术的进步没有终点，人类探索的脚步也永远不会停止！

十三、詹姆斯瓦特对蒸汽机的改进

1764年，英国的仪器修理工詹姆斯·瓦特为格拉斯哥大学修理纽可门蒸汽机模型时，注意到了这一缺点，并于1765年发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机，并于1769年取得了英国的专利。初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵，为了从凝汽器中抽除凝结水和空气，瓦特装设了抽气泵。他还在汽缸外壁加装夹层，用蒸汽加热汽缸壁，以减少冷凝损失。

瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展，他使原来只能提水的机械，成为了可以普遍应用的蒸汽机，并使蒸汽机的热效率成倍提高，煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽机的改良者。

自18世纪晚期起，蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用，在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。它使英国的纺织品产量在20多年内(从1766年到1789年)增长了5倍，为市场提供了大量消费商品，加速了资金的积累，并对运输业提出了迫切要求。

在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于1776年,经过不断改进，至1807年，美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙”号。此后，蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久。