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蒸汽機車是利用蒸汽機，把燃料(一般用煤)的熱能變成機械能，而使機車運行的一種火車機車。1814年,英國人史蒂芬孫發明了蒸汽機車，從此開始，人類加快了進入工業時代的腳步，蒸汽機車成為這個時代文化和社會進步的重要標志和關鍵工具。

蒸汽機車問世至今已有180年的歷史。它的發展有兩個方面：一方面是牽引力和功率的發展，表現為動輪軸數和輔助軸數的增加，鍋爐和汽缸的加大；另一方面是熱效率和機械效率的發展，表現為爐床面積和鍋爐受熱面積的增大，蒸汽壓力和溫度的提高，廢熱的利用，蒸汽機的改進，滾動軸承的采用等等。

  汽機

  將蒸汽的熱能轉變為機械能的部件。汽機連同機械部分包括汽室、汽缸、活塞（又稱鞲鞴）、十字頭、搖桿、連桿、閥動裝置等部件。閥動裝置是支配汽閥與活塞協調動作的配汽機構，用于調節進入汽缸的蒸汽量和實現機車的前進或后退。鍋爐發生的高壓高溫過熱蒸汽進入汽室后，通過閥動裝置的配汽作用，進入汽缸，在汽缸內膨脹作功，推動活塞時，機械能經活塞桿、十字頭、搖桿等機械部件傳遞給主動輪，再經連桿傳遞給其他動輪，通過輪軌接觸，牽引列車。

  車架和走行部

  機車上鍋爐、汽機等設備的安裝基礎。車架和走行部由車架、彈簧懸掛裝置、動輪、導輪、從輪、軸箱、導輪轉向架、從輪轉向架和牽引裝置等構成。鍋爐、汽機等部件固裝于車架上，經彈簧懸掛裝置將重量由軸箱傳至車輪，由鋼軌支持。動輪把機械部傳來的機械能轉變為機車在軌道上的走行功。

蒸汽機車按工質利用分

①單脹式機車,蒸汽在汽缸中膨脹工作一次即排入大氣,機車構造簡單，采用較廣。

②復脹式機車，蒸汽在一個或一對汽缸（高壓汽缸）中膨脹工作后進入另一個或另一對汽缸（低壓汽缸）再膨脹工作一次才排入大氣。這種機車熱效率雖高一些，但構造較復雜，采用較少。

③凝汽式機車，乏氣進入裝于煤水車后部的冷凝器凝結成水，再泵入鍋爐重復使用，損失的水由煤水車的水補充。機車構造很復雜，多在缺水地區使用。④飽和蒸汽機車和過熱蒸汽機車，自從創造出機車用的過熱器提高了蒸汽溫度以后，汽機效率提高很多，飽和蒸汽機車即被改造成過熱蒸汽機車。