更新时间：2023-11-17 16:27
蒸汽机车（Steam 机车）是指以蒸汽机作为牵引动力，并通过摇杆和连杆装置驱动车轮的机车，也被称为蒸汽火车。蒸汽机车携带一定数量的煤和水，能独立行驶在轨道上。蒸汽机车由锅炉、蒸汽机、车架和走行部以及煤水车等组成。
蒸汽机车的雏形出现在19世纪前后，1814年，英国采矿工程师乔治·史蒂芬逊制造了第一台在铁轨上比较实用的蒸汽机车。1825年9月，世界上第一条行驶蒸汽机车的铁路正式通车，标志着近代铁路运输业的开端。之后不断发展，蒸汽机车就成为了铁路运输的主要工具。第二次世界大战以后，蒸汽机车已大部分被热效率高的内燃机车和电力机车所代替。中国于1988年末停止生产蒸汽机车。人类历史上最后27辆尚在运营的蒸汽机车也于2005年10月30日在中国内蒙古自治区的集通铁路正式停运。
蒸汽机车是蒸汽机在交通工具上运用的最好范例，蒸汽机车的诞生使人类加快了进入工业时代的脚步，蒸汽机车成为19世纪文化和社会进步的重要标志和关键工具。
随着瓦特蒸汽机的问世，第一次工业革命迅速展开。这时，动力问题解决了，但由于各行各业都在发展，对材料和燃料的需求量大增。于是，运输的难题又摆在人们面前。传统的马车运输，由于其速度低、成本高、运量有限，已远远不能满足大工业生产的需要。在18世纪末到19世纪初的几十年里，耶维安、斯敏顿、莫多克等人投身研制蒸汽动力机车。
1769年，库格诺为牵引火炮而制造了第一台蒸汽机车。车身是木制的，车的前部设有一个梨型锅炉，后面有两个汽缸，它只在普通路面上行驶。是人类第一辆自驱动车辆，被认为是蒸汽机车的鼻祖。
1804年，英国工程师理查德·特雷维希克制成了能在铁路上运行的第一台蒸汽机车，取名“新城堡号”。因在环形铁轨试车，所以被称为第一台铁路蒸汽机车。这台机车的车轮是由齿轮传动的，拥有一个汽缸（200mm×1370mm），气压约为294.2kPa,车重4.5吨，能以8km/h的速度牵引10吨货物和70名旅客，称为当今蒸汽机车的雏形。
1814年，英国采矿工程师乔治·史蒂芬逊制造了在铁轨上比较实用的蒸汽机车，投入他所在的矿区使用。斯蒂芬森制造的机车标志着真正的蒸汽机车的诞生。
1830年9月15日，乔治·斯蒂芬森驾驶“火箭号”机车拉一辆客车、运行速度达到58.4千米/时，创造了当时世界交通工具的最高速度。
1825年9月，世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性运输设施，英国斯托克顿一达林顿铁路正式通车。斯蒂芬森亲自驾驶他的“旅行”号蒸汽机车，牵引煤车和客车组成的列车。共运行了31.8km，这条铁路的正式开业运营，标志着近代铁路运输业的开端。
1830年法国修筑了从圣亚田到里昂的铁路，1835年，德国敷设了第一条从纽伦堡到菲尔特的蒸汽铁路。1837年荷兰修筑了阿姆斯特丹-哈连姆之间的铁路。这样，蒸汽机车就成为了铁路运输的主要工具。
第二次世界大战以后，蒸汽机车已大部分被热效率高的内燃机车和电力机车所代替。中国于1988年末停止生产蒸汽机车。人类历史上最后27辆尚在运营的蒸汽机车也于2005年10月30日在中国内蒙古自治区的集通铁路正式停运。
中国制造的第一台蒸汽机车是1881年开平矿务局修理厂工人根据英国工程师金达提供的图纸，利用矿务局的起重机、锅炉、竖井槽钢等设备制成的六轮小型蒸汽机车。这台机车定名为“中国火箭号”。中国最早制成并在铁路上正式运营的蒸汽机车是唐山机车厂1903年制造的ㄇㄍ型蒸汽机车。
新中国成立后，中国一边对现有的机车进行改造，一方面进行仿制工作，1952年7月26日，四方机车工厂试制成功了中国第一台全新的蒸汽机车2121号，最先命名为“八一号”，后定名为解放型，代号JF。解放型蒸汽机车，曾由四方、大连市和齐齐哈尔市机车厂生产，截至1960年停造，共生产455台。1956年9月试制成功2台新型蒸汽机车，被命名为胜利型，代号SL，车号为601和602。
大连机车厂在对解放型蒸汽机车进行技术改造取得成功的基础上，结合试制前进型蒸汽机车的设计经验和新技术，于1956年完成了改进解放型蒸汽机车的现代化设计，1957年试制成功，新车被命名为建设型，代号JS。
1958年4月30日，首台新型客运蒸汽机车在中车青岛四方机车车辆股份有限公司试制成功。新车被命名为人民型，代号RM。截至1966年停产，共生产258台。
1956年9月18日，中国自主开发的大功率干线货运蒸汽机车在大连机车厂试制成功。新车命名为和平型，代号HP，1971年定名为前进型，代号为QJ。1965年正式定型，从1965年4月起由大同机车工厂批量生产。截至1988年12月21日停止生产，共计制造4672台。
1958年，济南机车厂设计并制造了跃进型调车用蒸汽机车，代号YJ。
上游型蒸汽机车是专门为工矿企业以及调车、小运转作业设计的机车型号，是中国工矿用蒸汽机车中数量最多、生产时间最长的蒸汽机车。1959年，上游型蒸汽机车由中车大连机车车辆与唐山机车车辆厂联合研制，最初命名为“工农型”。1960年，工农型蒸汽机车由唐山机车车辆厂修改设计，并改名为“上游型”。
蒸汽机车的基本工作原理是燃料在炉膛里燃烧把锅炉里的水烧成蒸汽，蒸汽在汽机里把热能变成机械功，汽机活塞的往复运动通过曲拐摇连杆机构变成走行部分动轮的回转运动。
蒸汽机车主要由蒸汽机、锅炉、车架和行走机构、司机室、煤水车等组成，蒸汽机用大气作为冷凝器，直接把废汽排入大气，锅炉常用火管式锅炉，横卧着的圆柱形锅体内及火管外充满水。煤在火室炉篦上燃烧产生的热烟、火焰，通过火管到烟箱排出，管外的水受热变成蒸汽，由汽包导入过热管，成为过热蒸汽进入蒸汽机的汽缸，并膨胀推动活塞做功。烟箱位于锅炉前部，内有烟筒、乏气喷口、火星网等通风和排烟装置。锅体顶部是聚集蒸汽的泡包。
锅炉是制造和贮存蒸汽的工具，它把燃料的化学能变为蒸汽的热能。机车锅炉实际上是一台火管式卧式锅炉，它包括火箱、锅胴、烟箱、过热装置以及一些附属装置。
其中火箱火箱位于机车的后端，是燃料充分燃烧的地方，它分内外两层，亦即由内火箱和外火箱两部分构成。
锅胴在火箱的前面，内有大小烟管，是锅水充分吸收热量的地方，也就是说煤燃烧后大量热能通过大小烟管传给水，使水变成一定压力的饱和蒸汽，并贮存在锅胴上部，在锅胴顶上远离锅水表面的地方设有汽包，其中主要装有用以调节由锅炉去汽机汽室蒸汽压力大小的调整阀。
烟箱位于锅炉前端，内有与汽机汽室排气口相通的废汽喷口和送风器以及其他一些设备。烟箱的主要作用是利用废汽排出的动能在烟箱内造成暂时的部分真空现象，诱导火箱内的燃气经大小烟管吸入烟箱，从烟筒排向大气。
过热装置是使锅炉内送出的蒸汽进一步干燥，并提高其温度使之成为过热蒸汽。过热装置包括一套由干燥管引入蒸汽和向左、右主蒸汽管输出过热蒸汽的过热箱，以及许多插在锅胴大烟管内部的过热管所组成。
汽机的用途是将蒸汽的热能转变为机车动轮的机械功。主要由汽室与汽缸、传动机构和阀装置三部分组成。
汽室是蒸汽进入汽缸和作完功的废汽排出的通道，内有一个控制每一冲程进入汽缸蒸汽量多少的汽阀，汽阀的动作受阀装置控制。
汽缸是蒸汽直接作功的地方，内有勾贝和勾贝杆。蒸汽使勾贝作往复运动推动十字头、摇杆、连杆使车轮旋转，从而使机车运行。
装置的用途是支配汽阀的动作，以达到让蒸汽按一定规则进入和排出汽缸，使机车根据需要前进或后退。同时它也可以根据所需牵引力的大小控制遮断汽缸给汽的早晚（即向汽缸给汽的多少)，使之适合运行的要求。
蒸汽机车走行部分由车架、轮对、轴箱、弹簧装置、导轮、从轮、转向架以及连接缓冲装置组成。车架是机车的基础，锅炉、汽缸和其他零部件都直接或间接地安在车架上；弹簧装置在蒸汽机车上大多使用刚性大、减振能力好的叠板弹簧。在蒸汽机车上照例是把相邻的弹簧用均衡梁联接成为弹簧组。
煤水车构造除了车体以外，与普通车辆基本相同，煤水车车体上部是煤档，有小门与司机室相通，下面是水柜，水柜内装有许多隔板，其目的是防止机车由于速度变化而引起水位重心发生显著变化。
蒸汽机把蒸汽的热能转化成机械功，以驱动机车运行。由于蒸汽机车的热效率太低，其总效率一般只有5%~9%，煤水消耗量很大，需要大量的上煤和上水设备。蒸汽机车具有结构简单、造价便宜、使用成本低廉、维修保养以及驾驶都较易掌握的优点。缺点是其热效率低、燃料消耗需要大量的供煤给水设备、机车乘务人员的劳动强度大、条件差并在运输途中会对环境造成明显的污染。
蒸汽机车可根据它的用途、轮轴排列和轨距的不同来分类。
客运机车：这种机车为达到高速度运行，以及在曲线和直线段运行时一样平稳，其动轮直径较大，在前面装有二轴导轮转向架，例如人民型和胜利型机车。
货运机车：货运机车的特点是以普通的速度牵引较重的列车。这种机车需要有较大的牵引力和粘着重量，故动轮较多，轮径较小，汽缸直径较大。为了引导机车安全通过曲线和承受机车前端的重量，装置了单轴导轮转向架，如前进型机车。
调车机车：目前我国尚无专用的定型调车机车，一般使用旧型货运机车来代替。它主要用在编组站或编组场上进行列车的编组、解体等工作。为了便于通过道岔和半径较小的曲线段，所以固定轴距短；为了前后了望方便和有足够的牵引力，有较短的车身和直径较小的车轮。
以轮轴配列分类，就是用导轴——动轴——从轴的数目来表示机车的类型，如前进型机车可用轴列式1-5-1表示；上游型机车可用轴列式1-4-1表示；人民型机车可用轴列式2-3-1表示等。
铁路轨距有标准轨距（1435毫米）和窄轨距（1000、900、762毫米）两种，所以蒸汽机车还可分为准轨蒸汽机车和窄轨蒸汽机车。在大型工程施工中，准轨蒸汽机车主要用作对外专用线上的牵引机车，如运送物资器材、施工机械等，或在场内牵引施工用的各种准轨车辆；窄轨蒸汽机车则都用于场内运输。
调兵山市拥有铁能公司退役的21台蒸汽机车，是世界级文物，全部可上线运行，其中一台1943年美国利玛公司制造的大型蒸汽机车尤为珍贵，它是1945年联合国援助中国的50台蒸汽机车中目前国内仅存的一台。占地3000余平方米的蒸汽机车陈列馆馆藏着这些珍贵的机车，现展出有四种型号、国内外不同时期生产的蒸汽机车。蒸汽机车博览园是国家AAAA级景区、全国工业旅游示范点。
“0号”蒸汽机车是目前中国保存的最“古老”机车，曾在中国早期的唐胥铁路(唐山—胥各庄)使用。它是英国苏格兰机车厂于1882年制造的，全长只有4.75米，设计速度仅为20公里/小时，机车型号为四轮式，因此又称“四轮式”机车。“0号”蒸汽机车现存于中国铁道博物馆。
四川乐山犍为县的嘉阳小火车是全世界唯一还在运行的老式窄轨蒸汽火车。这里轨道全长19.8公里，停靠8个站。米轨铁路依山而修，全线共有大小弯109个，落差238.1米。
蒸汽机车在铁路运输史上起了非常突出的作用，在几个主要工业化国家基本淘汰蒸汽机车的1970年，蒸汽机车仍占铁路机车总数的80%以上。但是，由于它的热效率低，燃料消耗率高，体大笨重，污染严重，日运行公里数低和不易于通过隧道等缺点而逐步被停止生产使用。