有朋友留言，让我说一下蒸汽机车的动力原理。我虽然也是一个取得原铁道部颁发的蒸汽机车驾驶证的火车司机，但跑车时间有限，对蒸汽机车结构及各个部件的功能和原理研究更是一些皮毛。所以，我在重温《蒸汽机车乘务员》一书以及有关资料的基础上，以我自己的掌握的知识和理解，尽量用通俗一点的语言，对蒸汽机车动力原理作一解说。不妥之处，敬请同行以及火车迷朋友予以指正。
要了解蒸汽机车的原理，首先我们得了解什么是蒸汽机。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。
蒸汽机主要由汽缸、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。
蒸汽锅炉中的水沸腾为蒸汽，蒸汽被送到汽室，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，蒸汽机直接将活塞的上下运动转化为轮轴的旋转运动。（如图所示）
蒸汽机是靠蒸汽的膨胀作用来做功的，蒸汽机车的工作原理也不例外，只是比一般的蒸汽机要复杂一些。
司炉把煤填入炉膛后，煤在燃烧过程中，将化学能转换成热能，把机车锅炉中的水加热、汽化，形成400℃以上的过热蒸汽。蒸汽再进入蒸汽机膨胀做功，推动蒸汽机活塞往复运动；活塞通过连杆、摇杆等机械，将往复的直线运动变为车轮转动的圆周运动，带动机车动轮转动，从而牵引列车前进。因此蒸汽机车必须具备锅炉、汽机和走行三个基本部分。（如图所示）
与一般蒸汽机相比，蒸汽机车的汽机结构更复杂一些。下图为前进型蒸汽机车的汽机汽室、汽缸与机车动轮之间各种阀、杆、板、销之间的结构示意图。
了解了以上这些，就基本上知道了蒸汽机车的动力原理。其实它和汽车动力的原理大同小异，只是一个烧煤一个烧油，都需要热能。
蒸汽机车热效率很低，锅炉内燃料燃烧的热量只有一部分转变为蒸汽的热能，锅炉的效率一般为50%～80%。蒸汽在汽机内作功，汽机效率只有10%～15%。此外，在汽机到轮周的力的传递中，机械效率为80%～95%。因此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%。因此，蒸汽机车被淘汰是必然的。
