鐵路機車
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機車，亦稱作火車頭、機關車、機車頭，是鐵路中專門提供動力的車輛。
有些鐵路會使用自帶動力的車輛行走；但這些除了有動力外，還兼有載重的鐵路車輛一般只算作動車組或“動車”，而不算是機車。用動車組作客運列車是近年的趨勢。
把動力集中在機車有以下的優點：
- 維修容易：維修一部機車比多部動車容易
- 安全：把動力系統放在遠離乘客的機車較安全；特別是蒸汽機車存在鍋爐爆炸的可能
- 替換動力方便：倘若機車故障，或是要進入不同電力區間，可以簡單替換；而無需把整列動車組更換
- 效率：當動車組沒有工作時會成為浪費掉的寶貴動力裝置，機車則可以較容易調整分派
- 裝備更新：機車及客車、貨車車廂可以分別更新而互不影響。有時機車的變舊會比車廂快，有時反過來是車廂較快變舊。
- 減少客車車廂的噪音：動力產生時會伴隨著噪音產生，尤其是內燃機動力的機車，若將動力集中化，可減少客車車廂的噪音，提高乘坐品質。
傳統上，機車是在列車的前面牽引車廂。近年很多的客車改用「推拉」方式運作，列車往一個方向行駛時由機車在前面拉；往另一方向時則由機車在後面推，由司機在另一端遙控位於車尾的機車；推拉也可以指兩端各一輛機車頭一推一拉。
機車一般會按動力來源劃分。
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[编辑] 蒸汽機車
 东风蒸汽机车，中国1960年代造 |
 普魯士的P8型蒸汽機車，德國統一後成為德國國鐵038型 |
在十九世紀最先出現的機車是以蒸汽推動的。到二次大戰結束時，蒸汽機車仍是最常見的機車。
第一部蒸汽機車是由英國人特里維西克(Richard Trevithick)在1804年2月21日製造。之後經過多年的改進，蒸汽機車的經濟效益才足以在商業上的營運使用。喬治‧史蒂芬生(George Stephenson)在1829年製造的火箭號便是其中一個最早在商業成功使用的蒸汽機車。
蒸汽機車的速度紀錄是由英國的 4-6-2 Mallard 所創下。1938年7月3日，4668號 Mallard 拖著六個車廂，在一個稍微下坡路段創下時速126英里(203公里)的紀錄。德國、美國的蒸汽機車亦達到接近的速度。一般認為這是蒸汽機車的速度極限。
蒸汽機車在二十世紀中開始被內燃機車所取代。1960年代末，世界上仍然有使用蒸汽機車作商業運作的國家已寥寥無幾。到了二十世紀末，蒸汽機車在北美洲及歐洲基本上已被完全淘汰，只會間中在特別為鐵道迷及遊客安排的路线上行走。墨西哥仍有很少量的蒸汽機車在偏遠的地方運作。在中國，某些地區煤炭的價格比石油低很多，使蒸汽機車仍然有它們的價值。中國曾經是全球最後一個製造大型蒸汽機車的國家，位於山西的大同車廠一直生產蒸汽機車至1988年；但近年中國蒸汽機車的數量亦在迅速減少。印度曾經大量使用蒸汽機車，但現在它們只會在空氣稀薄的山區運作。
[编辑] 柴油機車
柴油機車是指所有動力來源為柴油引擎的鐵路機車。自20世紀中開始柴油機車在世界大部份地方成為主要鐵路機車種類，因為柴油機車可以直接取代蒸汽機車，不像電力機車必須依賴其他的電力傳送設施，如架空線或第三軌。不過自1950年代起電力機車在傳動力、加速力、和最高速度上逐漸超越柴油機車。依照動力傳動方式的不同，柴油機車又可分為電力傳動、液力傳動、和機械傳動三大分類。
[编辑] 電力傳動
電力傳動柴油機車(Diesel-Electric)，亦稱柴油電力式機車、或柴電機車，是把機車上柴油引擎產生的動力，經發電機轉化成電力，再由馬達帶動車輪。可以說，電力傳動柴油機車是自携發電機的電力機車。
在最初幾十年製造的柴電機車都使用直流馬達來帶動車輪，但近年來交流馬達的使用有增加趨勢。制動(煞車)裝置則大都使用動態制動(dynamic brake)，在這個裝置下動能經由傳動馬達轉換成電力，電力再由電阻轉換成熱能後經由機車車頂上的散熱裝置散去。電態制動能在山岳地區路線減少制動裝置使用及磨損，但在低速情況下則沒有顯著效果。
英國的252-HST型是內燃機車的世界速度紀錄保持者。它的最高速度是時速143英里(229公里) ，量產型運行速度亦達時速125英里（200公里）。
在美國，部分在紐約行走的柴電機車裝有第三軌配電設備。在市內設有第三軌的地方行走時可以從電網取電，以純粹電力機車方式運作，在郊區未電氣化的路段則使用柴油引擎發電。這種機車通常被稱為雙模式機車(dual-mode locomotive)。
[编辑] 液力傳動
液力傳動柴油機車(Diesel-Hydraulic)，亦稱柴油液力式機車、或柴液機車，使用扭力轉換器(torque-converter)，用液力把內燃機的動力傳到車輪上。扭力轉換器主要有三個浸在傳動油的部分：離心泵，渦輪及中間固定導輪。離心泵連著內燃機，當內燃機轉動時，離心泵隨著轉動，把傳動油經過導輪吹向渦輪。渦輪被傳動油帶動而旋轉，再帶動車輪。
液力傳動機車比電傳動機車效率稍高。不過它們的機械相對複雜，而故障率亦稍高。在北美洲，大部分的柴油機車（特別是大功率的機車）都是採用電力傳動。歐洲和日本則以液力傳動柴油機車較多。
[编辑] 燃氣機車
二次大戰後很多國家都曾經嘗試製造燃氣機車。燃氣機車使用的燃氣發動機與噴射飛機的基本一樣，但是輸出改為推動旋轉軸。多數的燃氣機車的燃氣發動機都是以均速運行，帶動發電機發電，由電動機推動車輪。
燃氣機車輸出的功率非常大，但它們產生的噪音亦非常嚴重，聽起來好像和飛機一樣。燃氣機車的效率亦欠佳；最初這不是一個問題，因為燃氣機車可以使用當時非常廉價的燃料：重油。後來煉油技術能夠把重油分解成汽油，燃氣機車於是失去了廉價的燃料。1970年代能源危機後，燃氣機車的運作成本變得很高。現在多數已被淘汰。
[编辑] 電力機車
電力機車使用的能量，由車外經過架空電纜或第三軌提供。雖然把鐵路電氣化的價格很高，但是電力動車組和電力機車的運作成本比內燃機車為低。而且電氣化列車的加速性能及再生制動都比較良好，因此十分適合在乘客密集的客運線上使用。絶大部分的高速鐵路都是以電力推動，因為它們所需要的大動量能很難完全由放在車上的發動機直接產生。 电力机车的供电电压很高,可以减少馈线用铜量.控制电力机车电机的先进技术包括VVVF,就是变压变频技术。
世界最快的輪式鐵路列車是由電力機車牽引的法國TGV，曾在2007年創下時速571公里的紀錄。
近年新建的電氣化鐵路多數以交流電為主，但世界各地仍然有不少直流電的電氣化鐵路。
参看電氣化鐵路。
 西班牙的電力機車 |
 日本青函隧道通行專用的ED79型電力機車（多拉A夢塗裝） |
[编辑] 磁浮鐵路
最新的鐵路技術是磁浮鐵路。列車用磁力浮起離開軌道，由線性馬達推進。因為摩擦大為減少，磁浮鐵路可以達到非常高的速度。日本的試驗磁浮鐵路曾經達到每小時552公里的高速。但是磁浮的建造及運作成本極高，再加上電磁原理產生的強大磁場對於人體健康是否有影響造成各界疑慮，因此目前只有中國上海建有一條投產線路，用來連接機場及市區。
目前中國正在測試國造磁浮列車。
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