（一）机车牵引动力的分类和特点
在铁路出现于世的 160 年中，大部时间是以蒸汽机车为牵引动力。 本世纪初，开始出现电气化铁路。1924 年，在列宁倡议下，修筑了世界 第一条内燃牵引的铁路——塔什干铁路。但是，电力和内燃牵引的广泛 采用，还只是近二十多年来的事。我国在 1958 年开始生产电力机车，1965 年成批生产内燃机车，开始改变铁路牵引动力的构成。
1.蒸汽机车
是以煤炭为能源，加热水成为蒸汽，转变为机械功而进行工作的。 蒸汽机车的牵引力决定于汽机的功率。一般机车有两套汽机，分别装于 机车的两侧。
2.电力机车
是利用从沿铁路线的接触电线网获得的电流，通过牵引电动机把它 变成机械功而进行工作的。电力机车根据电制的不同，可分为直流电力 机车和交流电力机车两大类。电力机车的牵引力与功率，主要由牵引电 动机决定。目前广泛采用的是工业频率单相交流制，它不仅使变电所数 目减少二分之一至三分之二，节约铜耗，且有利于铁路沿线工农业电气 化。
3.内燃机车 是把燃料的热能用内燃机变为机械能，以牵引机车。目前一般说的 内燃机车是采用活塞式的柴油机作为原动机的机车。按照内燃机主轴把 转矩传到动轮轴上的方式，目前的内燃机车主要有电力传动和液力传动 二种。现在普遍采用的是电传动内燃机车，液传动内燃机车也很有前途。 除以上三者外，燃气轮机机车和原子能机车正在实验和试制阶段。 这两种机车具有各自的优点，但仍有不少问题，如材料、自重、防护等有待解决。
（二）各种牵引动力的技术经济比较
蒸汽、电力、内燃三种机车牵引动力，可以从以下四个方面进行技 术经济比较。
1.燃料利用
从总的热效率（即燃料热能转变为动能与位能的程度）来看，蒸汽 机车最低，只有 5～7%，利用火电的电力机车为其 2 倍，内燃机车为其 3～ 4 倍，利用水电的电力机车为其 8～9 倍。另外，电力机车在下坡时，可 将列车位能部分复员为电能，从而节约耗电量 18～20%；内燃和电力机车 在停车时，无须消耗燃料。故而，在总的燃料消耗来说，电力牵引和内 燃牵引都比蒸汽牵引经济。据估算，修 1 千公里的电气化铁路，用火力 发电每年即可节约煤碳 30～40 万吨；同样的机车重量走行公里，内燃机 车所消耗的标准燃料只及蒸汽机车的四分之一弱。蒸汽机车需用质量较 高的动力用煤，形成对燃料资源的浪费；内燃机车以柴油为燃料，与石 油的综合利用矛盾并不大；电力牵引则可利用劣质煤（火电厂供电）， 或利用天然水力（水电站供电），最为合算。
2.机车制造和线路敷设
内燃机车和电力机车构造复杂，制造技术水平较高，故其制造费用 约当于蒸汽机车 2 倍以上。线路建设费用内燃牵引比蒸汽牵引低 10%左 右。因前者不需燃料库、加水站、转盘等辅助设备，供油一次，可行驶 800 公里，加油站投资是微乎其微的。电气化铁路的机车整备设施虽亦较 简单，但它须外加发电、输电、变电等特殊设备，故其一次投资要比前 二类牵引类型高得多。特别是其输配电系统要耗费大量的铜，即若采用 交流制，每公里线路电力设备所需铜仍达 3，000 公斤左右。故铝合金导 线或导轨的研究和应用已成为现实问题。
3.运用和管理
电力机车和内燃机车每次修理费用较蒸汽机车略高，但它们的机车 修理间走行公里大，修理次数相应减少。故总的维修费，电力机车和内 燃机车分别比蒸汽机车节约二分之一和五分之一至四分之一。电力机车 运行时无须上水，而内燃机车耗水量只及蒸汽机车的三百五十分之一至 四百分之一，从而使给水费用降低了 90%。还应指出，内燃牵引、特别是 电力牵引在清洁卫生和环境保护方面比蒸汽牵引有明显优越性。
4.运输能力
三种机车功率不同，因其起动牵引力和技术速度有较大差别。蒸汽机车的牵引力一般为 1～2.5 万公斤，内燃机车稍高于蒸汽机车，而 电力机车达 2.5～3.5 万公斤。愈是地形复杂、限坡值大的地段，电力机 车优越性愈突出。内燃牵引和电力牵引的技术速度高于蒸汽机车 20～ 30%。采用先进的内燃或电力机车，已可使旅客列车的时速达到 170～210 公里，使货物列车的时速达 100～120 公里。从区段速度而言，电力牵引 和内燃牵引的速度较蒸汽牵引高出半倍（前者为 35～45 公里/时，后者 为 20～30 公里/时）。另外，电力和内燃机车不用煤作燃料，也相对增 加了线路通过能力。 由上述比较，可见内燃机车与电力机车各有长短，但它们比之蒸汽 机车均具有显著优越性。因此，我国和大多数国家已停止蒸汽机车的生 产，分别采用内燃机车或电力机车逐步代之。 兹将三种机车主要技术经济指标列表比较。
