机车

机车一种用于拖运的自行驱动的车辆铁路轨道上的汽车。

虽然动力因为一列火车可以并入一节车厢，它也有乘客、行李或运费调节，它通常是由一个独立的单元提供的，机车，其中包括产生(或，在电力机车的情况下，转换)动力的机械，并将其传输到驱动轮。今天机车的动力主要有两种来源:石油(柴油燃料)和电力。蒸汽是最早的推进形式，直到第二次世界大战时期，它几乎被广泛使用;从那时起，它就被更高效的柴油和电力牵引所取代。

蒸汽机车是一个自给自足的装置，可以自己运载水的供应用来产生蒸汽煤炭，油或木材来加热锅炉．柴油机车也携带自己的燃料供应，但柴油发动机的输出不能直接耦合到车轮;取而代之的是机械、电动或液压传动必须使用。电力机车不能自给自足;它从头顶的电线或第三轨在铁轨旁边。第三轨供电仅用于低电压运行的城市快速运输铁路直流电．

在20世纪五六十年代燃气轮机被一家美国铁路公司和一些欧洲铁路公司采用为替代到柴油发动机．尽管它的优势已经被柴油牵引的进步抵消了技术而在油价上涨的情况下，仍建议将其作为安装的替代手段高速铁路无基础设施为电力都到位了。

蒸汽机车

基本特征乔治而且罗伯特·斯蒂芬森的火箭1829年的成功——它的多管锅炉和它的排气系统，并在它的燃烧室中产生气流——继续在蒸汽机车上使用，直到它的使用生涯结束。耦合驱动轮的数量很快就增加了。的火箭只有一对驱动轮，但四个耦合轮很快就变得普遍起来，最终一些机车建造了多达14个耦合驱动器。

蒸汽机车的驱动轮大小不一，速度更快的客运发动机通常更大。平均为1829 - 2032毫米(72 - 80英寸)直径用于客运发动机和1372 - 1676毫米(54-66英寸)的货运或混合交通类型。

燃料(通常是煤，但有时是油)和水的供应可以由火车头本身(在这种情况下，它被称为坦克发动机)或在一个单独的车辆温柔，与火车头相连。一辆典型的欧洲干线机车的容量为9000公斤(10吨)煤和3万升(8000加仑)水。在北美，更高的容量是常见的。

为了满足一些国家重型货物运输的特殊需求，特别是美国，在同一个锅炉下使用两个独立的发动机单元可获得更大的牵引力。前引擎是清晰的表达或铰链连接到后部发动机的框架，这样非常大的机车可以通过弯道。的清晰的表达火车头最初是瑞士的发明，第一台制造于1888年。有史以来最大的建筑是联合太平洋的大男孩，用于美国西部山区货运服务。大男孩包括投标船在内，重量超过600短吨。它可以发挥61,400公斤(135,400磅)的牵引力，并以112公里(70英里)每小时的速度发展超过6,000马力。

最著名的铰接设计之一是Beyer-Garratt它有两个框架，每个框架都有自己的驱动轮和气缸，上面还有水箱。分隔两个底盘的是另一个承载锅炉、驾驶室和燃料供应的框架。这种类型的机车在铺设较轻的轨道上很有价值;它还可以通过急转弯。它在非洲被广泛使用。

各种改良逐渐完善往复蒸汽机车。其中包括较高的锅炉压力(一些最后的机车高达2000 - 2060千帕(290-300磅/平方英寸)，而早期设计的机车约为1300千帕(200磅/平方英寸))，过热，给水预热，滚子轴承，以及使用锥形(垂直)阀而不是滑动活塞阀。

但是，热能效率即使是最先进的蒸汽机车也很少超过6%。燃烧不完全和燃烧箱、锅炉、汽缸和其他地方的热量损失消耗了燃料燃烧的大部分能量。由于这个原因，蒸汽机车被淘汰了，但只是缓慢地，因为它有补偿的优势，特别是它的简单和经得起滥用的能力。

电力牵引

使用电池推动铁路车辆的努力可以追溯到1835年，但首次成功应用电力牵引是在1879年，当时一辆电力机车在柏林的一个展览上运行。电力牵引的第一个商业应用是在郊区或大都市的铁路上。最早的一次是在1895年，当时巴尔的摩和俄亥俄州使巴尔的摩的一段铁轨电气化避免隧道中的烟雾和噪音问题。最早使用电力牵引进行干线运营的国家之一是意大利该州早在1902年就建立了一个系统。

通过一战在这两个地区都有一些电气化线路在运行欧洲在美国也是如此。战后在一些国家进行了大规模的电气化项目瑞典美国、瑞士、挪威、德国和奥地利。到20世纪20年代末，几乎每个欧洲国家都至少有一小部分电气化轨道。电力牵引也被引入澳大利亚(1919),新西兰(1923),印度(1925)，印度尼西亚(1925)，和南非(1926)。在1900年至1938年期间，美国的一些大都市终点站和郊区服务实现了电气化，也有一些干线实现了电气化。内燃机车的出现抑制1938年以后，在美国进一步的干线电气化，但紧随其后二战期间这种电气化迅速扩展到其他地方。今天，世界各国铁路的标准轨距轨道中有相当大的比例是电气化的日本(100%)、瑞士(92%)、比利时(91%)、荷兰(76%)、西班牙(76%)、意大利(68%)、瑞典(65%)、奥地利(65%)、挪威(62%)、韩国(55%)、法国(52%)、德国(48%)、中国(42%)、英国(32%)。相比之下，在美国，标准轨距轨道约22.5万公里(14万英里)，除了东北走廊，几乎不存在电气化路线美国铁路公司在波士顿和华盛顿特区之间运营着720公里(450英里)的阿西乐快线

本世纪下半叶，世界各地的城市也出现了许多新的电气化城市快速交通轨道系统，以及对现有系统的扩展。