东风内燃机车
蒸汽机车在投入使用后不久，人们便发现它有一个致命的弱点：锅炉大而重，用煤将锅炉里的水加热，转变成水蒸气，然后通入汽缸，才能推动机车行驶，这成为发展进程中的绊脚石。于是，人们想去掉这种笨重的锅炉，这样的话，燃料就可以直接在汽缸内燃烧，蒸汽机车的主要缺点也就克服了。为此，科学家们开始了苦苦的探索。
1866年，一位名叫奥托的德国人，首先研制成了一种燃烧煤气的新型发动机。该发动机与蒸汽机相比，与其汽缸外面的锅炉燃料有所差异，它是在汽缸内点燃煤气，然后利用气体的压力推动活塞，曲轴也就随之旋转了起来。为了形象地表示出这一工作原理，人们将其称为“内燃机”。内燃机的成功研制，推动了火车的进一步发展。
奥托
柴油机车
燃气轮机车
通常情况下，内燃机车以内燃机为原动力，通过传动装置驱动车轮。内燃机车一般可分为两种：柴油机车和燃气轮机车。然而柴油机车发展较迅速，这是因为燃气轮机车的效率要比柴油机车低，而且耐高温材料成本较高、会产生较大的噪声。我国的内燃机车，一般指的是柴油机车。
直到1894年，德国制造出世界上首台内燃机车。此内燃机车不仅没有大锅炉，而且不用烧煤或煤气，用的燃料是柴油。此内燃机所采用的柴油机，是德国人鲁道夫·狄塞尔发明的。自此，内燃机车成了火车家族中必不可少的重要角色，很快得到了广泛应用。
与蒸汽机车比起来，虽然内燃机车诞生较晚，但由于其有更多优势，因此备受人们关注。它有以下几个突出优点：
（1）马力大。蒸汽机车的功率大约为3000马力，而内燃机车却高达4000～5000马力，运载量相对较大。
（2）速度快。内燃机车启动快，加速也迅速。一般情况下，蒸汽机车最大时速可达110千米，而内燃机车的最大时速却有180千米，这样一来，铁路通过能力就能够提高25%以上。
（3）能够较好地利用燃料的热能。通常情况下，蒸汽机车的热效率大约为7%，而内燃机车却高达28%左右，后者与前者相比，提高了4倍。这样的话，就可以节省大量的燃料。
（4）是缺水地区的最佳选择。蒸汽机车用水量是相当大的，一列火车平均每行驶10千米，就能够消耗掉3～4吨的水。如果途经干旱缺水地区，火车就必须自行带上备用水。据介绍，运行在缺水地区的一列火车，如果有10节车厢的话，其中就有3节车厢是用来装水的。而对于内燃机车来说，用来冷却的水只有几百千克，还可循环利用，如果给内燃机车上一次水，便能够行驶1000千米，因而它有“铁骆驼”之称。
（5）司机易于驾驶与操作。驾驶内燃机车的司机不用加煤加水，而且驾驶室内较为宽敞，光线较好，司机操作时视野开阔，不仅方便而且安全。
有些人认为，内燃机车和汽车使用的都是内燃机，二者的结构原理也应该是相同的。事实上，它们并不完全相同。对于汽车而言，是利用内燃机产生的动力直接推动车轮转动；对于内燃机车而言，则是先通过内燃机带动发电机产生电能，再用电能使电动机旋转，从而驱动机车前进。因此，在一般情况下内燃机车也可称为“电传动内燃机车”。
内燃机车(www.xing528.com)
第二次世界大战后，由于内燃机车所用的燃料——石油价格低廉，能够大量供给，因此内燃机车发展极为迅速，以其明显的优势，很快就压倒了蒸汽机车。例如美国、日本、法国、加拿大等国都相继研制成了内燃机车。在大约10年的时间里，实现了铁路机车内燃化，内燃机车因此得到了广泛使用。
我国研制成功的第一台内燃机车
1958年，我国研制成功第一台内燃机车。1969年，中国已经制造出4000马力的大功率内燃机车，例如“东风型”、“东方红型”以及“北京型”内燃机车等。现如今，中国已有许多铁路线行驶着类型各异的内燃机车。其中有一些主要干线，直达客车基本上已经实现了内燃机车牵引。
内燃机车按照不同的划分标准，可以分为以下几种：
（1）按用途来划分，通常可以分为四类：干线内燃机车，货运内燃机车和客运内燃机车也包括在内；调车内燃机车和调车小运转内燃机车；工矿内燃机车；地方铁路内燃机车。
我国研制成功的第一台内燃机车侧视
（2）按传动方式来划分，通常可分为：电传动、液力传动和机械传动内燃机车。电传动内燃机车，又可以划分为直流电传动、交直流电传动和交流（又称交直交）电传动内燃机车三种。液力传动内燃机车，可分为普通液力传动、液力—机械传动和液力换向的液力传动内燃机车。而机械传动内燃机车，简称为液力换向内燃机车。
（3）如按铁路轨距来划分，一般可分为标准轨、宽轨和窄轨内燃机车三种。
内燃机车
（4）若按机车装用主柴油机台数来划分，通常可分为两类：单机组内燃机车和双机组内燃机车。
（5）若按能否实行重联牵引来划分，通常可分为：非重联内燃机车和重联内燃机车。
（6）如按照走行部结构来划分，通常可分为：车架式内燃机车和转向架式内燃机车。
（7）若按机车轴数来划分，一般可分为：二轴、三轴、四轴、五轴、六轴和八轴内燃机车。
（8）如按机车轴式来划分，一般可分为：A-A、A0-A0、B-B、B0-B0、B-B-B、B0-B0-B0、C-C、C0-C0、D-D、D0-D0、A01A0-A01A0、AAA-B轴式内燃机车。
（9）若以司机室数量来划分，通常可分为：单司机室和双司机室内燃机车，还有无司机室内燃机车。
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