內燃機車

柴油機機車是一種鐵路機車，其中電源是柴油發動機。已經開發了幾種類型的柴油機機車，主要不同於機械功率傳達給駕駛輪的手段。最常見的是柴油機機車和柴油機 - 摩托車。

早期的內燃機機車和鐵路車使用煤油和汽油作為燃料。 Rudolf Diesel在1898年為他的第一款壓縮點擊發動機提供了專利，並且對柴油發動機的設計進行了穩步改進，從而將其物理尺寸降低，並將其功率重量的比率提高到可以安裝在機車上的點。內燃機僅在有限的電源頻帶內有效地運行，儘管低功率汽油發動機可以與機械傳輸耦合，但更強大的柴油發動機需要開發新的變速器。這是因為離合器需要在這些功率水平上非常大，並且不適合標準的2.5 m（8 ft 2英寸）寬的機車框架，或者穿過太快而無法使用。

第一個成功的柴油發動機使用了柴油 - 電動傳輸，到1925年，美國有少數600 hp（450 kW）的柴油機機車在美國使用。 1930年，英國的阿姆斯特朗·惠特沃斯（Armstrong Whitworth）使用Sulzer設計的發動機運送了兩輛1200 hp（890千瓦）的機車，向阿根廷的布宜諾斯艾利斯大南部鐵路提供了兩次機車。 1933年， Maybach開發的柴油 - 電力技術被用來推動DRG類SVT 877 ，這是一款高速互市的兩車型，並從1935年開始與德國的其他流線型汽車組合進行系列生產。 1934年底，柴油-電力推進是高速主機客運服務的，主要是通過通用汽車的研發工作，可追溯到1920年代後期，以及Budd Company在輕量級汽車車身設計方面的進步。

第二次世界大戰的經濟復甦加速了許多國家 /地區廣泛採用柴油機機車。與Steam機車相比，他們提供的靈活性和性能更大，並且工作和維護成本大大降低。

歷史

適應鐵路使用

在鐵路機車中使用內燃機的最早記錄的示例是威廉·登特·普里斯特曼（ William Dent Priestman）設計的原型，該原型由1888年第1屆凱爾文（Kelvin）的威廉·湯姆森（ William Thomson）審查，該原型將其描述為“載於卡車上的Priestman油發動機這是在臨時鐵軌線上工作的，以顯示石油發動機的適應機車。” 1894年，船體碼頭上使用了由Priestman Brothers建造的20 hp（15 kW）的兩軸機器。 1896年，使用Herbert Akroyd Stuart設計的發動機為英格蘭伍爾維奇的皇家阿森納建造了一座油引擎鐵路機車。它不是柴油，因為它使用了熱塑料發動機（也稱為半柴油），但它是柴油的前體。

Rudolf Diesel在其1893年的書理論中考慮使用他的發動機為機車供電。但是，早期柴油發動機的較大尺寸和較差的功率重量比使它們不適合推動陸基車輛。因此，發動機作為鐵路主要推動者的潛力最初並未得到認可。隨著研發減少發動機的大小和重量，情況發生了變化。

1906年，Rudolf Diesel， Adolf Klose和Steam和柴油發動機製造商GebrüderSulzer創立了柴油 - 硫磺 - 硫磺 - Klose GmbH，以生產柴油機供電的機車。 Sulzer自1898年以來一直在製造柴油發動機。PrussianState Railways於1909年下令從該公司進行柴油機機車，並在瑞士Winterthur和Romanshorn之間進行測試，這款柴油機機械機車於1912年9月在柏林發貨。柴油動力機車於1912年夏天在溫特圖爾（Winterthur）的同一條線上運營，但並非商業上的成功。在1913年的測試過程中，發現了一些問題。 1914年第一次世界大戰的爆發阻止了所有進一步的審判。機車重量為95噸，功率為883 kW（1,184 hp），最大速度為100 km/h（62 mph）。

到1920年代中期，在許多國家 /地區生產了少量的原型柴油機車。

亞洲早期的柴油機機車和欄杆

中國

中國最早開發的柴油車是DMU Dongfeng（東風），該車輛由CSR Sifang於1958年生產。在1959年建造原型後，中國第一柴油機車級DFH 1的系列生產始於1964年。

印度

日本

在日本，從1920年代開始，生產了一些汽油 - 電力汽車。第一座柴油牽引力和日本軌道上的第一輛空氣流動車是Kiha 43000級的兩個DMU3（キハ43000系）。日本的第一款柴油機機車是DD50級（國鉄dd50形），這是雙機車，自1950年以來開發，自1953年以來就開始使用。

歐洲早期的柴油機機車和欄杆

第一台柴油車輛

1914年， Waggonfabrik Rastatt為Königlich-SächsischeStaatseisenbahnen （由Waggonfabrik Rastatt）生產了世界上第一個功能性柴油 - 電動鐵路車，由Waggonfabrik Rastatt生產。它們被歸類為det 1和det 2（ de.wiki ）。由於第一次世界大戰期間的汽油產品短缺，他們仍然沒有用於德國的定期服務。 1922年，他們被賣給了瑞士Compagnie du Chemin deferrégrédudu val-de-travers ，在那裡他們被用於定期服務，直到1944年的電氣化。之後，該公司一直將它們作為助推器服務，直到1965年。

菲亞特聲稱，1922年建造了第一台意大利柴油機 - 電動機車，但幾乎沒有細節。在950毫米處建造了幾種菲亞特 - tibb bo'bo'Diesel -locomotives供服務（3英尺1 + 3⁄8英寸）狹窄的量規Ferrovie Calabro Lucane和1924年在1924 - 25年進行了試驗之後，於1926年在意大利南部的Le Strade Ferrate Ferrate Del Mediterrano的Società 。六缸兩衝程電機在500處產生440馬力（330 kW）   RPM，駕駛四個直流電動機，每個車軸一個。這44噸（43噸長; 49噸短噸）機車，其最高速度為45 km/h（28 mph）是相當成功的。

1924年，蘇聯鐵路幾乎同時服用了兩種柴油機機車：

• 發動機^ээл2 （ E ^El 2原始數字юэ001/yu-e 001）於10月22日開始。它是由由Yuri Lomonosov領導的團隊設計的，並由德國Maschinenfabrik Essly建造了1923 - 1924年。它有五個駕駛軸（1'e1'）。經過幾次測試後，它從1925年到1954年拖了近三十年的火車。它成為了幾類蘇聯柴油機機車的典範。
• 發動機щэπ（ SHCH-EL 1 ，原始數字юэ2/YU-E 2）於11月9日開始。它是由Yakov Modestovich Gakkel開發的，由波羅的海造船廠在聖彼得堡建造。它有三個轉向架的十個駕駛軸（1'co'Do'co'1'）。從1925年到1927年，它在莫斯科和庫爾斯克地區以及高加索地區牽引著火車。由於技術問題，之後，它停止使用。自1934年以來，它被用作固定發電機。

1935年，在德國，克勞斯·馬菲（Krauss-Maffei） ，曼和沃思（Man and Voith）在德國建造了第一個柴油機 - 液壓機車，稱為V 140。自從德國鐵路（DRG）對該發動機的性能感到滿意以來，柴油 - 淡化劑成為德國柴油機機車的主流。第二次世界大戰後，德國的柴油機車的連續生產開始。

切換器

在許多火車站和工業化合物中，在分散的短任務之間的許多突破中必須保持蒸汽回流。因此，柴油的牽引力變得經濟，可以在拖運火車上經濟之前進行分流。 1925年，1926年，荷蘭和1927年在德國，1925年在丹麥的柴油建造建設始於1920年。經過幾年的測試，十年內生產了數百個單位。

區域交通的柴油鐵路車

柴油動力或“石油引擎”鐵路車通常是由柴油機械機械的，由歐洲各種製造商在1930年代開發，例如威廉·比爾德莫爾（William Beardmore）和加拿大國家鐵路公司（Canadian National Railways）（ Beardmore Tornado Engine的公司隨後在R101飛船中使用） 。其中一些用於區域交通的系列是從汽油電動機開始的，然後繼續使用柴油機，例如匈牙利卑詩省^MOT （班級代碼什麼也沒說，只說“有2級和3級座位的鐵路機器”。） ，1926年建造的128輛汽車–1937或德國Wismar Railbuses （1932– 1941年57輛汽車）。在法國，第一座柴油車輛是雷諾VH ，115個單位生產1933/34。在意大利，自1931年以來六輛汽油汽車之後，菲亞特和布雷達（Fiat and Breda）建造了許多柴油機軌道機，從1933年到1938年，從1933年到1940年至1953年的390年，被稱為Littorina級772 ，被稱為Littorina和Class Aln 900。

高速軌道

在1930年代，在幾個國家開發了簡化的高速柴油鐵路車：

• 在德國，飛行漢堡包建於1932年。在1932年12月進行測試後，這輛兩教練的柴油鐵路車（在英語術語A DMU2中）於1933年2月在德意志賴希斯巴（ Deutsche Reichsbahn ） （ DRG ）開始服務。 Class Svt 137又有33個高速DMU，為DRG建造，直到1938年，DMU 2（“ Hamburg”系列），18 DMU 3（“ Leipzig”和“Köln”系列）和兩個DMU 4（“柏林”系列）。
• 法國SNCF類XF 1000和XF 1100包括11個高速DMU，也稱為TAR，建於1934 - 1939年。
• 在匈牙利， Ganz Works建造了ArpádRailmotor，這是一種自1934年以來的七個物品中的豪華軌道，並於1944年開始建造Hargita。

進一步的發展

1945年，鮑德溫（Baldwin）的30批鮑德溫（Baldwin Diesel）機車，鮑德溫（Baldwin）0-6-6-0 1000 ，從美國運送到蘇聯鐵路。

1947年，倫敦，米德蘭和蘇格蘭鐵路（LMS）推出了一對1,600 hp（1,200千瓦）的共同柴油柴油機 - 電動機車（後來的英國鐵路D16/1 ），供英國定期使用儘管阿姆斯特朗·惠特沃思（Armstrong Whitworth）等英國製造商自1930年以來一直在出口柴油機機車。艦隊運送到英國鐵路公司（British Railways）的其他設計（例如20級和31級）始於1957年。

意大利柴油機機車的系列生產始於1950年代中期。通常，意大利的柴油牽引力比其他國家的重要性不那麼重要，因為它是主線電氣化中最先進的國家之一，而且隨著意大利地理的貨運量，即使在許多家庭聯繫上，海上運輸也比鐵路運輸公司便宜。

北美早期的柴油機機車和軌道車

北美早期的發展

Adolphus Busch於1898年購買了柴油發動機的美國製造權，但從未應用這種新型的運輸能力。他於1911年創立了Busch-Sulzer Company。在20世紀初期，由於機械驅動系統的困難，在20世紀初期僅取得了有限的成功。

托馬斯·愛迪生（ Thomas Edison ）擁有電動機車的專利，通用電氣（GE）在20世紀初進入了鐵路車市場，他的設計實際上是一種電氣推進的鐵路車。 GE於1895年建立了其第一個電動機車原型。但是，高電氣化成本導致GE將注意力轉移到內燃燒功率上，以為電力車提供電力。立即遇到與協調主要動機和電動機有關的問題，這主要是由於選擇了倫納德電流控制系統的局限性。 GE Rail成立於1907年，112年後，即2019年，由Wabtec購買並合併。

1914年，當GE電氣工程師赫爾曼·萊姆普（Hermann Lemp）開發併申請了可靠的控制系統，該系統控制了一個可靠的控制系統，該系統控制了發動機和牽引電動機，這是一個重大突破。 LEMP也為隨後的改進提供了專利。 LEMP的設計解決了在低速下用過量電力損壞牽引電機的問題，並且是所有內部燃燒 - 電動驅動器控制系統的原型。

1917年至1918年，GE使用LEMP的控制設計生產了三個實驗性柴油機 - 電動機，這是在美國建造的。在此發展之後，由於嚴重的污染問題，1923年的考夫曼法案禁止紐約市的蒸汽機車。對該法律的反應是使高流量鐵路線電氣化。但是，電氣化是不經濟的，無法應用於流量較低的地區。

首次定期使用柴油機機車是在切換（避免）應用中，這比當代柴油技術局限性的主線應用更具寬容性，而相對於蒸汽的閒置經濟性將是最有益的。 GE於1924年與美國機車公司（ALCO）和Ingersoll-Rand （“ Ageir”財團）合作，生產了1925年7月交付的300 hp（220 kW）“ BoxCab”機車的原型。 - 電動電源單元可以提供電動機車的許多好處，而鐵路必須承擔大量電氣化費用。該單元在交換和當地的貨運和乘客服務中成功證明了十個鐵路和三個工業線路。 Westinghouse Electric和Baldwin合作，從1929年開始建造開關機車。但是，大蕭條減少了對Westinghouse電氣設備的需求，他們在內部停止了建築機車，而是選擇了電氣零件。

1925年6月，使用Westinghouse Electric Company的電氣設備，鮑德溫機車的工作量超過了用於“特殊用途”的原型柴油機機車（例如，用於蒸汽機車的水很少）。它的雙引擎設計未成功，並且在短暫的測試和示範期間取消了該裝置。行業消息來源開始提出“這種新型動力的出色優勢”。 1929年，加拿大國家鐵路成為西屋（Westinghouse）的第一個使用兩個單位，即9000和9001的柴油機使用柴油的北美鐵路。但是，這些早期的柴油被證明是昂貴且不可靠的，其相對於蒸汽的高昂的收購成本無法在運營成本節省中實現，因為它們經常停止使用。柴油 - 電力推進將成功用於主線服務的五年，而現有柴油技術的近十年才成為真正的前景。

在柴油動力可以進入主線服務之前，必須克服柴油發動機的局限性（低功率重量比和狹窄的產出範圍）必須克服。 1930年，通用汽車公司（Winton Engine Company）搬進了柴油機公司（Winton Engine Company） ，這是一項克服這些局限性的主要努力，該局限性是在1930年搬進柴油領域的。通用汽車的Winton Engine Corporation試圖開發適合高速移動使用的柴油發動機。這項工作的第一個里程碑是在Winton 201a的1934年初交付，這是一種兩衝程，機械吸氣，統一的，單位注射的柴油發動機，可以為快速，輕便的乘客火車提供所需的性能。第二個里程碑，以及使美國鐵路向柴油移動的一個里程碑是1938年的通用汽車567型號的發動機，專門用於機車使用，使某些機械零件的壽命增加了5倍，並顯示出其潛在的潛力貨運服務。

當伯靈頓路線和聯合太平洋使用定制的柴油“流媒體”乘坐乘客時，柴油 -電動鐵路運動進入了主線服務，從1934年底開始。 1935年初，丹佛Zephyr半明確的十輛汽車火車由1936年底推出的出租車助推器套裝。聯合Pacific於1935年6月在芝加哥和俄勒岡州波特蘭之間的柴油流式服務公司開始，並在第二年增加洛杉磯，洛杉磯，洛杉磯，洛杉磯，洛杉磯，加利福尼亞州奧克蘭市的CA和CO，CO，到芝加哥柴油流媒體的目的地。伯靈頓和聯合太平洋流媒體公司分別是由Budd公司和Pullman-Standard Company建造的，該公司使用了由通用汽車電動機公司設計的新的Winton發動機和動力火車系統。 EMC的1935年實驗性1800 hp BB機車展示了用於駕駛室/助推器組的多單元控制系統，以及隨後的Zephyr Power單位使用的雙引擎格式。這些功能將在EMC後來的生產模型機車中使用。 1930年代中期的輕量級柴油流式流台式展示了柴油在以突破性時間表時間為單位的乘客服務的優勢，但是直到定期進行主機柴油機機車的定期生產開始，柴油機機車才能完全出現年齡乘客和貨運服務。

美國第一系列生產機車

在其1925年的原型之後，Ageir財團生產了25個單位300 hp（220 kW）“ 60噸”的“ 60噸” Ageir BoxCab在1925年至1928年之間為紐約市的幾個鐵路開關機車，這使它們成為了第一個系列生產的柴油機。該財團還生產了七個帶有柴油機驅動充電電路的雙引擎“ 100噸”盒裝和一個混合動力手推車/電池單元。 Alco於1929年收購了McIntosh＆Seymour Engine Company，並在1931年進入了300 hp（220 kW）和600 hp（450 kW）的單車切換器單元的系列生產。Alco將是Mid Mid Mid Mid the Switch Engines的傑出建築商-1930年代，並且將適應基本的切換器設計，以產生多功能和非常成功的，儘管功率相對較低，道路機車。

通用汽車看到自定義流媒體的成功，試圖通過在其電動機公司下生產標準化的機車來擴大柴油電力市場。 1936年，EMC的新工廠開始生產開關引擎。 1937年，工廠開始生產其新的E系列簡化乘客機車，該機車將於1938年通過更可靠的專用發動機進行升級。看到新型567乘客機車中新型567型號的性能和可靠性，EMC渴望展示Diesel's Diesel's diesel's。貨運服務的生存能力。

在1939年成功巡迴EMC的FT示威者貨運機車套裝之後，該舞台設定為美國鐵路的柴油機。 1941年， Alco-GE推出了RS-1公路轉換器，該開關佔據了自己的市場利基市場，而EMD的F系列機車則被要求用於Mainline Freight Service。美國參加第二次世界大戰使柴油的轉變減慢了；戰爭生產委員會停止建造新的客運設備，並將柴油發動機生產的海軍使用優先級。在1942 - 43年的石油危機期間，燃煤蒸汽的優勢是不使用嚴重供應的燃料。後來允許EMD增加其FT機車的產量，並允許Alco-GE生產有限數量的DL-109 Road機車，但機車業務中的大多數都僅限於製造開關發動機和蒸汽機車。

在戰後的早期，EMD用其E和F系列機車統治了Mainline機車的市場。 1940年代後期，Alco-GE生產了在短途市場中成功的轉換器和公路開關。但是，EMD於1949年推出了他們的GP系列Road-Switcher機車，該機車在貨運市場中取代了所有其他機車，包括他們自己的F系列機車。 GE隨後解散了與Alco的合作夥伴關係，並將在1960年代初成為EMD的主要競爭對手，最終從EMD中脫穎而出。

美國早期的柴油 - 電動機車在1990年代使用了直流電流（DC）牽引電機，但交替的電流（AC）電動機在1990年代廣泛使用，從1993年的電動機SD70MAC開始，隨後是通用電氣的AC4400CW在1994年和AC4400CW 1995年的AC6000CW 。

大洋洲的早期柴油機機車和鐵路車

英聯邦鐵路（CR）建造的1912年至1917年建造的跨澳大利亞鐵路經過2000公里的無水（或鹽水澆水）沙漠地形，不適合蒸汽機車。最初的工程師亨利·迪恩（Henry Deane）設想了柴油運營以克服此類問題。一些人建議CR與南澳大利亞鐵路合作，試用柴油牽引力。但是，該技術的發展不足以可靠。

就像在歐洲一樣，內燃機的使用在自行軌道卡車中比機車更容易提高：

• 一些澳大利亞鐵路公司購買了McKeen Railmotors 。
• 在1920年代和1930年代，澳大利亞工業建造了更可靠的汽油欄杆。
• 1937年，澳大利亞的第一座柴油鐵路車是NSWGR 100級（pH後來的DP）銀城彗星。
• 在3英尺6英寸（ 1,067毫米）的3英尺6上的高速車輛是1940年新西蘭的十輛Vulcan Railcars 。

傳輸類型

柴油機機械

柴油機械機車以類似於大多數公路車輛使用的方式使用機械變速器。這種類型的變速箱通常僅限於低功率的低速分流（開關）機車，輕巧的多個單元和自propell的欄杆。

與標準道路相比，用於鐵路推進的機械傳輸通常更複雜，更健壯。通常在發動機和變速箱之間插入液體耦合，並且變速箱通常是epicyclic（行星）類型的，可以在負載下進行移動。已經設計了各種系統，以最大程度地減少換檔過程中變速箱的斷裂，例如Hudswell Clarke使用的SSS（同步轉換）變速箱。

柴油機 - 機械推進的限制受到構建合理大小的變速箱的困難，能夠應對移動重型火車所需的功率和扭矩。已經在高功率應用中使用柴油機推進的許多嘗試（例如，1,500 kW（2,000 hp）英國鐵路10100機車），儘管最終沒有事實證明沒有成功。

柴油 - 電動

在柴油機機車中，柴油發動機要么驅動電氣直流發電機（通常小於3,000 hp（2,200 kW）的牽引力淨），要么是電氣AC發電機（通常為3,000）   HP Net或更多用於牽引力），其輸出為驅動機車的牽引電機提供了功率。柴油發動機和車輪之間沒有機械連接。

柴油 - 電動推進的重要組成部分是柴油發動機（也稱為Prime Mover ），主發電機/交流發電機，牽引電機（通常帶有四個或六個軸），以及由發動機州長和發動機管理員組成的控制系統電氣或電子組件，包括開關設備，整流器和其他組件，它們控製或修改牽引電機的電源。在大多數基本情況下，只有非常簡單的開關設備就可以直接連接到發電機。

最初，牽引電機和發電機是直流機器。隨著1960年代高容量矽整流器的發展，使用二極管橋將其輸出轉換為直流的交流發電機代替了直流發電機。通過消除發電機中的換向器和刷子，這一進步大大提高了機車可靠性和降低的發電機維護成本。反過來，消除了刷子和換向器，消除了被稱為閃存的事件的可能性（也稱為弧形故障）的可能性，這可能會導致立即發生髮電機故障，在某些情況下，啟動引擎房間火。

當前的北美實踐是用於高速乘客或“時間”貨運的四個車軸，​​或用於低速或“明顯”貨運的六軸。 “時間”貨運服務上最現代的單元往往在框架下方有六個軸。與“清單”服務中的那些服務，“時間”貨運單元只有四個連接到牽引電機的車軸，另外兩個將作為重量分佈的惰輪。

在1980年代後期，高功率可變電壓/可變頻率（VVVF）驅動器或“牽引逆變器”的開發允許使用多相交流牽引電機，從而消除了電動機換向器和刷子。結果是一個更高效，更可靠的驅動器，需要相對較少的維護，並且能夠更好地應對過多的過載條件，而過載條件通常會破壞較舊的電動機。

柴油機控制

只要設備的發電機電流和電壓極限不超過，柴油機機車的功率輸出與道路速度無關。因此，該單元的發展拖流努力的能力（也稱為拉桿拉力或拖拉力，這實際上是驅動火車的方法）將傾向於在這些限制內成反不同。 （請參見下面的功率曲線）。維持可接受的操作參數是必須在早期柴油機機車開發中解決的主要設計注意事項之一，並最終導致了現代單位的複雜控制系統。

油門操作

Prime Mover的功率輸出主要取決於其旋轉速度（ RPM ）和燃油速率，這些速度和燃油速率受調速或類似機制調節。該州的設計旨在對油門設置做出反應，這取決於發動機驅動器和主要搬運工的速度（請參閱控制理論）。

機車功率輸出（因此速度）通常由發動機驅動器控制，使用階梯或“切入的”油門，該油門產生與油門位置相對應的二進制的類似二進制的電信號。這種基本設計通過產生離散條件來確保所有單位的組成方式以相同的方式對節氣門位置做出響應，從而使自己適合多個單元（MU）操作。二進制編碼還有助於最大程度地減少將信號從單位傳遞到單位所需的火車線（電氣連接）的數量。例如，如果有14個階段的節流階段，則只需要四列火車來編碼所有可能的油門位置。

北美機車，例如由EMD或通用電氣製造的機車，具有八個油門位置或“凹口”以及“反向器”，以使它們可以雙向操作。許多英國製造的機車都有一個十個位置油門。機車人員通常會根據油門設置（例如“運行3”或“ Notch 3”）提到功率位置。

在較舊的機車中，棘輪的油門機構被棘手，因此一次不可能一次提高一個以上的功率位置。例如，發動機驅動器無法在不停在Notch 3的情況下將油門從Notch 2拉到Notch 4，此功能旨在防止由於快速油門運動引起的突然增加而導致的粗糙火車處理（“油門剝離”，在許多鐵路上違反操作規則）。現代機車不再具有這種限制，因為它們的控制系統能夠平穩地調節功率，並避免火車負載突然變化，而不管發動機驅動程序如何操作控件。

當油門處於閒置位置時，Prime Mover會收到最小的燃料，從而使其在低rpm處閒置。此外，牽引電動機與主發電機沒有連接，並且發電機的場繞組沒有激發（Energied） - 發電機不會在沒有激發的情況下產生電力。因此，機車將處於“中性”中。從概念上講，這與在發動機運行時將汽車的變速箱放在中性狀態一樣。

為了將機車設置在運動中，將反向器控製手柄放置在正確的位置（向前或反向），釋放制動器，然後將油門移動到運行1位置（第一個功率缺口）。經驗豐富的發動機驅動程序可以以協調的方式完成這些步驟，這將導致幾乎無法察覺的開始。從概念上講，在發動機閒置時，將汽車的自動變速器轉移到齒輪上的概念上，將汽車的自動變速器轉移到概念上。

將油門放置在第一個功率位置將導致牽引電機連接到主發電機，而後者的場線圈被激發。使用激發，主發電機將向牽引電機傳遞電力，從而導致運動。如果機車正在運行“光”（即，也不與火車的其餘部分相連），並且不在上升坡度上，則很容易加速。另一方面，如果啟動了一條長火車，那麼機車可能會在某些鬆弛量佔用後立即停滯不前，因為火車施加的拖動將超過開發的拖拉力量。經驗豐富的發動機驅動器將能夠識別出初期的攤位，並會根據需要逐漸提高油門，以保持加速速度。

隨著節氣門移至更高的功率置換，將燃油速度的燃油速率增加，從而導致RPM和馬力輸出相應增加。同時，主發電機場激發將被按比例增加以吸收更高的功率。這將轉化為增加牽引電機的電輸出，並相應地增加牽引力。最終，根據火車時間表的要求，發動機駕駛員將將油門移至最大功率位置，並將其維持在那裡，直到火車加速到所需的速度為止。

推進系統旨在在啟動時產生最大的牽引電動機扭矩，這解釋了為什麼現代機車能夠啟動重量超過15,000噸的火車，即使在上升成績也是如此。當前的技術使機車以牽引力的驅動力增加了多達30％的駕駛員重量，為大型六軸貨運（貨物）單位的拖拉力量為120,000磅（530 kN）。實際上，由這樣的單元組成可以產生足夠多的拉桿拉力，以造成損壞或脫軌汽車（如果在曲線上）或打破耦合器（後者在北美鐵路s語中被稱為“肺部抽搐” ） 。因此，發動機驅動程序有責任仔細監視啟動時要施加的功率，以避免損壞。特別是，如果要在升級成績上發生“肺動”，則可能是災難性的，只是今天在Wagons中安裝的故障安全自動火車製動器的正確操作中固有的安全性可以通過自動應用自動應用來防止失控的火車火車線氣壓下降時貨車製動器。

推進系統操作

設計了機車的控制系統，以便將主發電機電源輸出與任何給定的發動機速度匹配。鑑於牽引電機的先天特性以及電動機連接到主發電機的方式，發電機將在低機車速度下產生高電流和低壓，隨著機車加速度的逐漸變為低電流和高電壓。因此，機車產生的淨功率將在任何給定的油門設置中保持恆定（請參見Notch 8的功率曲線圖）。

在較舊的設計中，Prime Mover的調速器和配套設備（負載調節器）在控制系統中起著核心作用。調速器有兩個外部輸入：請求的發動機速度，由發動機駕駛員的油門設置和實際發動機速度（反饋）確定。調速器有兩個外部控制輸出：噴油器設置，該設置決定了發動機燃料速率和當前調節器位置，這會影響主發電機激發。總督還結合了一個單獨的超速保護機構，該機構將立即切斷向噴油器的燃油供應，並在駕駛室中發出警報，如果主要搬運工超過定義的rpm。並非所有這些輸入和輸出都一定是電氣的。

隨著發動機上的負載的變化，其旋轉速度也會改變。州長通過更改發動機速度反饋信號檢測到這一點。淨效應是調整燃油速率和負載調節器位置，以使發動機RPM和扭矩（因此，因此動力輸出）在任何給定的油門設置中都將保持恆定，無論實際道路速度如何。

在由“牽引計算機”控制的較新設計中，每個發動機速度步驟都被分配為適當的功率輸出，或者在軟件中分配了“ kW Reference”。計算機將該值與實際的主發電機電源輸出或“ KW反饋”進行比較，該值是根據牽引電機電流和主發電機電壓反饋值計算的。如上所述，計算機通過控制主發電機的激發來調整反饋值以匹配參考值。調速器仍然可以控制發動機速度，但是負載調節器不再在這種控制系統中起著核心作用。但是，如果發動機超載，將負載調節器保留為“備份”。裝有電子燃料注入（EFI）的現代機車可能沒有機械調節。但是，使用計算機模塊保留“虛擬”負載調節器和調節器。

通過改變主發電機的直流電壓輸出，直流電動機的直流電壓輸出，或通過改變AC電機VVVF的頻率和電壓輸出來控制牽引電機的性能。使用直流電動機，使用各種連接組合來使驅動器適應不同的操作條件。

在Standstill，主發電機的輸出最初是低壓/高電流，通常以全功率超過每電動機1000安培。當機車處於停滯狀態或附近時，電流流量僅受電機繞組和互連電路的直流電阻限制，以及主發電機本身的容量。串聯電動機中的扭矩與電流的平方大致成正比。因此，牽引電動機將產生最高的扭矩，從而導致機車產生最大的拖動力，從而使其能夠克服火車的慣性。這種效果類似於在啟動時汽車自動變速箱中發生的情況，在該啟動時，它是第一檔，從而產生了最大的扭矩乘法。

隨著機車的加速，現在旋轉的電動機腋窩將開始產生反電動力（後電動用用將會，這意味著電動機也試圖充當發電機），這將反對主發電機的輸出並引起牽引電機電流減少。主發電機電壓將相應地增加，以維持電動機功率，但最終將達到平穩狀態。在這一點上，除非降級，否則機車將基本上停止加速。由於通常以比可能需要的最大值的速度達到該平台，因此必須採取一些措施來更改驅動特性以允許繼續加速。這種變化稱為“過渡”，該過程類似於汽車中的齒輪。

過渡方法包括：

• 系列 /平行或“運動過渡”。
  • 最初，對電動機對跨主發電機串聯連接。在較高的速度下，電動機在主發電機上並聯重新連接。
• “場分流”，“田野轉移”或“弱野戰”。
  • 電阻與運動場並行連接。這具有增加電樞電流的效果，從而產生相應的電動機扭矩和速度增加。

這兩種方法也可以組合起來，以增加工作速度範圍。

• 發電機 /整流器過渡
  • 從平行到系列的兩個整合兩個整合器的內部發電機定子繞組重新連接，以增加輸出電壓。

在較舊的機車中，發動機驅動程序必須通過使用單獨的控件手動執行過渡。作為在正確時間進行過渡的幫助，負載計（指示發動機驅動器的指示器由牽引電機繪製了多少電流），以指示應在哪些方向或向後轉換進行哪些點。隨後開發了自動過渡，以產生更高的操作效率，並保護主發電機和牽引電動機免於過載免於不正確的過渡。

現代的機車結合了牽引力逆變器，即直流的AC，能夠輸送1200伏（早期的牽引發電機，DC到DC）僅能輸送600伏）。這種改進主要是通過矽二極管技術的改進來實現的。由於能夠向牽引電機傳遞1200伏的能力，因此消除了對“過渡”的需求。

動態制動

柴油機機車上的一個常見選擇是動態（打擊）制動。

動態制動利用了這一事實，即機車運動時始終旋轉牽引電動機的腋窩，並且可以通過分別激發磁場繞組來使電動機充當發電機。當使用動態制動時，牽引控制電路的配置如下：

• 每個牽引電動機的場繞組都連接到主發電機上。
• 每個牽引電動機的電樞都連接到機車罩屋頂上的強制空氣冷卻電阻網格（動態制動網格）。
• Prime Mover RPM增加了，主發電機場很興奮，引起了牽引運動場的相應激發。

以上的骨料效應是使每個牽引電動機在動態制動網格中產生電力並將其散發為熱量。連接在網格上的風扇可提供強製冷卻。因此，風扇由牽引電動機的輸出提供動力，並且隨著將更多的能量應用於網格，將傾向於更快地運行並產生更多的氣流。

最終，動態制動網格中消散的能源的來源是賦予牽引力電動機臂的機車的運動。因此，牽引電動機施加阻力，機車充當制動器。隨著速度的降低，制動效應衰減，通常在大約16 km/h（10 mph）以下無效，這取決於牽引電動機和軸之間的齒輪比。

在山區運行時，動態制動尤其有益，由於下降過程中摩擦過多，始終存在失控的危險。在這種情況下，通常與空氣製動器一起使用動態制動器，將組合效果稱為混合製動。混合製動的使用還可以幫助將鬆弛的長期延伸到坡度時，有助於防止“磨合”，這可能會導致出軌。混合製動也通常與通勤火車一起使用，以減少機械制動器上的磨損，這是這種火車通常在跑步期間造成的眾多停靠站的自然結果。

電柴油

這些特殊的機車可以用作電動機車或柴油機機車。長島鐵路，地鐵北鐵路和新澤西州的過境鐵路運營運營雙模式柴油機 - 電動/第三層（NJTransit上的Catenary ）機車，由於非電動領土與紐約市之間曼哈頓隧道中的動力機車。出於同樣的原因， Amtrak在紐約地區運營著一組雙模式機車。英國鐵路運行的雙柴油機/電動機車旨在主要作為電動機車運行，並在柴油機上運行時可用的功率降低。這使鐵路場保持不明狀態，因為第三個鐵路電力系統在院子區域極為危險。

柴油 - 氫氣

柴油 - 水力發電機器使用一個或多個扭矩轉換器，結合固定比率齒輪。驅動軸和齒輪構成了最終驅動器，將電源從扭矩轉換器傳達到車輪上，並逆轉。液壓系統和機械系統之間的差異是調整速度和扭矩的地方。在具有多個比率的機械傳輸系統中，例如在齒輪箱中，如果有液壓段，則只能在火車太慢或停止時允許發動機運行。在液壓系統中，液壓系統是使發動機速度和扭矩適應火車情況的主要係統，僅適用於有限使用的齒輪，例如反向齒輪。

靜液壓傳播

使用靜水液壓驅動系統的液壓驅動系統已應用於鐵路使用。現代例子包括350至750 hp（比利時） Cockerill （比利時）分流機車，4至12噸35至58 kW（47至78 hp）狹窄的工業機車， Atlas Copco copco copco copco子公司GIA。靜液壓驅動器也用於鐵路維護機器（污漬，鐵路研磨機）。

靜水壓傳輸的應用通常僅限於小型散發機車和鐵路維護設備，以及用於在柴油發動機（例如用於牽引電機風扇的驅動器）中的非扣除應用。

基本傳輸

水力學傳輸（也稱為流體動力傳遞）使用扭矩轉換器。扭矩轉換器由三個主要零件組成，其中兩個旋轉，一個（定子）具有鎖定的鎖定，可防止向後旋轉並通過在低輸出rpm處重定向油流來添加輸出扭矩。這三個主要部分均密封在充滿油的外殼中。要匹配發動機速度以在機車的整個速度範圍內加載速度，需要一些其他方法才能提供足夠的範圍。一種方法是使用機械變速箱遵循扭矩轉換器，該變速箱自動開關比率，類似於汽車中的自動變速器。另一種方法是提供多個扭矩轉換器，每個轉換器各有一系列可變性範圍覆蓋了所需總數的一部分；所有的扭矩轉換器始終是機械連接的，並且通過將油填充並排出其他扭矩範圍的速度範圍是所需的速度範圍。填充和排水是通過負載下的變速箱進行的，導致範圍非常平穩的變化，而發射功率沒有破裂。

• 
  英國鐵路級52柴油機機車的柴油機（左）和液壓變速器（左）
• 
  南非61-000級柴油 - 摩托車正在建設

機車

柴油機 - 濕氣機車的效率不如柴油 - 電動物質。第一代BR柴油液壓藥的效率明顯低於柴油電氣（c。80％）的效率（c。65％），此外，在許多國家 /地區發現初始版本在機械上更為複雜，更可能破裂。機車的液壓傳播是在德國開發的。關於液壓與電氣傳輸系統的相對優點仍然存在爭議：液壓系統所聲稱的優勢包括較低的重量，高可靠性和較低的資本成本。

到21世紀，對於全球柴油機機車牽引力，大多數國家都使用柴油 - 電動設計，在德國和日本以外的柴油機式設計中，在德國和日本境外以及一些鄰近的州都沒有使用柴油 - 摩托車設計。

在德國和芬蘭，柴油 - 水力發電系統的運營可靠性很高。在英國，由於Maybach Mekydro液壓傳播的耐用性和可靠性較差，柴油 - 水合原理的聲譽較差。關於液壓系統的相對可靠性，論點仍在繼續，對是否已操縱數據以使本地供應商偏愛非政府供應商的問題。

柴油 - 水力發電機車的市場份額比具有柴油機傳輸的柴油機份額較小 - 主線液壓傳輸的主要用戶是德國聯邦共和國，包括1950年代DB Class V 200 ，以及1960年代和1970年代DB DB的設計V級160家庭。英國鐵路在其1955年的現代化計劃中引入了許多柴油機設計，最初是德國設計的許可版本（請參閱類別：大不列顛的柴油機 - 野蠻機車）。在西班牙，雷夫（Renfe）使用高功率與重量比雙引擎德國設計，從1960年代到1990年代進行高速列車。 （請參閱Renfe類340、350、352、353、354 ）

戰後時期的其他主線機車包括1950年代GMD GMDH-1實驗機車； Henschel＆Son建造了南非61-000級；在1960年代，南太平洋購買了18克勞斯·馬菲（Krauss-Maffei）公里-4000柴油機 - 氫氣機車。丹佛和里奧格蘭德西部鐵路公司還購買了三張，後來又賣給了SP。

在芬蘭，自1960年代初以來，已連續使用了200多個芬蘭建造的VR VR類DV12和帶有Voith Transmissions的DR14柴油 - 氫氣。 DR14類的所有單元和DV12類的大多數單元仍在使用。 VR放棄了2700系列DV12的一些弱條件單元。

在21世紀的生產中，標準儀表型柴油機設計包括Deutsche Bahn訂購的Voith Gravita ，以及Vossloh G2000 BB ， G1206和G1700設計，所有這些設計都在德國生產，用於貨運。

• 
  JNR DD51 1柴油 - 摩托克
• 
  DB級V 200柴油機 - 液壓機車
• 
  英國鐵路柴油機 - 水力發電機車： 52級“西方” ， 42級“軍艦”和35級“ hymek”
• 
  TA VR類DV12柴油機 - 液壓機車
• 
  GMD GMDH-1柴油機 - 液壓機車
• 
  蘇聯柴油機 - 摩托車TGM23

多個單元

柴油 - 氫驅動器在多個單元中很常見，其中使用了各種傳輸設計，包括VOITH扭矩轉換器，以及與機械齒輪結合使用的流體耦合。

英國鐵路第二代乘客DMU股票的大多數使用液壓傳輸。在21世紀，使用液壓變速箱的設計包括龐巴迪的顛簸，人才， Regioswinger家族；西門子Desiro平台的柴油發動機和Stadler Regio-Shuttle 。

柴油機 - 步驟

蒸汽柴油混合動力機車可以使用鍋爐或柴油產生的蒸汽為活塞發動機供電。 Cristiani壓縮蒸汽系統使用柴油發動機為壓縮機驅動壓縮機，以驅動和再循環鍋爐產生的蒸汽。有效使用Steam作為電力傳輸介質，柴油發動機是主要的推動力

柴油機 - 毒氣

柴油機的機車在1930年代引起了人們的關注，因為它提供了將現有的蒸汽機車轉換為柴油機操作的可能性。將保留蒸汽機車的框架和圓柱體，並將鍋爐用駕駛空氣壓縮機的柴油發動機代替。問題是低熱效率，因為在空氣壓縮機中浪費了大量能量。嘗試通過使用柴油排氣來重新加熱壓縮空氣來彌補這一點，但成功的成功有限。 1929年的德國提議確實產生了原型，但1932年的英國提議使用LNER級R1機車，從未超出設計階段。

多單元操作

大多數柴油機機車都能夠進行多單元操作（MU），以便在拖運重型火車時增加馬力和拖流力量。包括出口模型在內的所有北美機車都使用標準化的AAR電氣控制系統，該系統通過單元之間的27針MU電纜互連。對於英國製造的機車，使用了許多不兼容的控制系統，但最常見的是藍星系統，該系統具有電動性，並適合大多數早期柴油機。少數類型的類型（通常是用於僅用於乘客工作的較高功率的機車，都沒有多個控制系統。在所有情況下，與一個組合中所有單元共有的電氣控制連接都稱為火車線。結果是，對於發動機駕駛員的控制運動，所有機車的表現都可以作為響應。

1937年的EMC EA/EB首次引入了以MU方式搭配柴油 - 電動機車的能力。進行了電氣連接，因此一個發動機驅動程序可以通過頭端單元組成。

在山區，通常在火車中間插入助手機車，這既可以提供上升成績所需的額外功率，並限制適用於車輛耦合到頭端的壓力的壓力量力量。此類分佈式功率配置中的助手單元通過編碼的無線電信號從鉛單元的駕駛室控制。儘管從技術上講，這不是MU配置，但行為與物理互連的單元相同。

出租車安排

駕駛室安排因建造商和操作員而異。傳統上，如果機車未向前操作機車，則在美國的駕駛員在機車的一端乘坐出租車，可見度有限。這通常不是一個問題，因為美國的機車通常成對或三分，並排列，以便每組的兩端都有駕駛室。歐洲的練習通常是在機車的兩端用於駕駛室的，因為火車通常足夠輕到可以用一種機車運行。美國早期的練習是在沒有出租車（助推器或B單元）的情況下添加電力單元，並且該安排通常是AB，AA，ABA，ABB或ABBA，那裡A是帶出租車的單位。中心駕駛室有時用於開關機車。

牛群

在北美鐵路中，一套牛床是一對開關類型的機車：一個配備駕駛駕駛的牛，另一個（小牛）沒有駕駛室，並通過電纜從牛控制。 Cow-calf套件用於重型開關和駝峰場服務。有些是無線電控制的，沒有駕駛室中存在的操作工程師。這種安排也稱為大師 - 奴隸。在兩個連接的單元中， EMD稱這些TR-2S（約2,000 hp或1,500 kW）；其中三個單位TR-3（約3,000 hp或2200 kW）。

由於這些發動機組合超過了許多年前的經濟壽命，因此牛群已經很大程度上消失了。

目前的北美實踐是配對23,000   HP GP40-2或SD40-2道路切換器，通常幾乎磨損，很快就可以重建或報廢，並將其用於所謂的“轉移”用途，TR-2，TR-3和TR -4個發動機最初是針對“轉移”的指定tr的。

有時，第二個單元可能會將其質量和牽引交流發電機卸下，並由混凝土或鋼鎮流器以及從主機獲得的牽引力取代。作為16缸的原始生產商通常在36,000磅（16,000千克）的範圍內重和3,000磅  HP牽引交流發電機通常在18,000磅（8,200千克）的範圍內重，這意味著鎮流器需要54,000磅（24,000公斤）。

一對完全有能力的“ DASH 2”單元的額定值為6,000 hp（4,500 kW）。一對“ Dash 2”對，其中只有一個Prime-Moder/交流發電機將被評為3,000  惠普（HP  惠普少6,000  惠普連續。

配件和設備

防火

標準的柴油機機車呈現出非常低的火災風險，但“防火”可以進一步降低風險。這涉及將水盒安裝到排氣管上，以淬滅任何可能發出的紅熱碳顆粒。其他預防措施可能包括完全絕緣的電氣系統（既不是接地到框架的側面）​​和封閉在導管中的所有電線。

防火柴油機機車已取代了高火風險（例如煉油廠和彈藥垃圾場）的無火車機車。防火柴油機機車的保存示例包括：

• 索爾查姆（Ex- Raf welford ）的弗朗西斯·貝利（Francis Baily）
• 納沃思（Ex- National Coal Board ）位於南泰尼爾鐵路

“防火柴油車輛應用新的排氣乾燥型處理系統”的最新開發不需要供水。

燈

柴油機機車上安裝的燈因各個國家而異。北美機車裝有兩個大燈（如果有一個故障，為了安全起見）和一對溝渠。後者在前面的低位安裝，旨在使機車接近坡道時易於可見。較舊的機車可以裝有陀螺或火星光而不是溝渠。

對環境造成的影響

儘管柴油機機車通常會發出二氧化硫，這是環境的主要污染物，而溫室氣體比蒸汽機體少，但在這方面，它們並不完全清潔。此外，與其他柴油動力車一樣，它們會發出氮氧化物和細顆粒，這是公共衛生的風險。實際上，在這最後的這一方面，柴油機機車的性能可能比蒸汽機車差。

多年來，美國政府科學家認為，測量空氣污染的機車發動機相對乾淨，發射的發動機比柴油卡車或其他車輛的排放量要少得多。但是，科學家發現，由於他們使用了柴油機機車消耗的燃料量的錯誤估計，因此他們每年都大致低估了每年產生的污染量。在修改計算後，他們得出結論，氮氧化物的年度排放，煙霧和酸雨中的主要成分，煙灰將在2030年幾乎是他們最初假設的兩倍。在歐洲，大多數主要的鐵路都被電氣化了，關注點較少。

這意味著在美國，柴油機機車將發布超過80萬 大量的氮氧化物和25,000  與EPA之前的480,000個預測相比 大量二氧化氮和12,000  大量的煙灰。由於發現了這一點，為了減少柴油機機車對人類的影響（呼吸有害排放）以及對動植物的影響，在柴油發動機中安裝陷阱以降低污染水平和其他污染控制方法被認為是可行的。 （例如，生物柴油的使用）。

在芝加哥市，柴油機車污染尤其引起關注。芝加哥論壇報（Chicago Tribune）報告了機車內部的柴油煙灰水平，使芝加哥的水平高出幾百倍，通常在外面的街道上發現。幾個社區的居民最有可能暴露於柴油排放的水平，其水平是城市地區平均水平的幾倍。

減輕

2008年，美國環境保護局（EPA）要求所有新的或翻新的柴油機車，以滿足II級污染標準，以將允許的煙灰減少90％，並要求減少氮氧化物排放量80％。請參閱低排放機車的列表。

用於減少機車排放和燃料消耗的其他技術包括“發電機”切換機車和混合綠山羊設計。發電機的機車使用多個較小的高速柴油發動機和發電機（發電機組），而不是單個中速柴油發動機和單個發電機。由於開髮乾淨發動機的成本，這些較小的高速發動機基於已經開發的卡車發動機。綠色山羊是一種使用小型柴油發動機和大量可充電電池的混合動力機車。切換機車特別關注，因為它們通常在有限的區域（通常在城市中心或附近）運行，並花費大部分時間閒逛。兩種設計都將污染降低到EPA II級標準以下，並在閒置時削減或消除排放。

優於蒸汽的優勢

隨著柴油機機車的發展，製造和運營的成本下降了，與蒸汽機車相比，它們的擁有和操作變得更便宜。在北美，蒸汽機車是針對特定鐵路路線的定制製造的，因此很難實現規模經濟。儘管更複雜的是用嚴格的製造公差（ 1⁄10000英寸或0.0025毫米的柴油機生產），而蒸汽的1⁄100英寸（0.25毫米），但柴油機運動部件更容易大量生產。鮑德溫（Baldwin）機車作品在其鼎盛時期提供了近500款蒸汽型號，而EMD提供的柴油品種少於十種。在英國，英國鐵路公司從1951年開始為標准設計建造了蒸汽機車。其中包括標準的可互換零件，使其比然後可用的柴油機便宜。每輛拉欄馬力的資本成本為13英鎊（蒸汽），65英鎊（柴油），69英鎊7s（渦輪機）和17英鎊13s（電動）。

與蒸汽機車相比，柴油機機車具有顯著的運營優勢。它們可以安全地由一個人操作，使其非常適合在院子裡進行轉換/分流職責（儘管出於安全原因，許多主線柴油機機車繼續擁有兩人的船員：工程師和指揮/交換機）和操作環境更具吸引力，更安靜，防風雨，沒有污垢和熱量，這是操作蒸汽機車的必然部分。柴油機機車可以在多個船員中進行多個船員，可以在單列火車中控制多個機車 - 這是蒸汽機車的實用性。這給操作員帶來了更大的效率，因為單個機車可能相對較低，以用作輕型職責的單個單元，但批准了一起以提供重型火車上所需的功率。憑藉蒸汽牽引，最重的火車需要一種非常強大且昂貴的機車，或者訴諸於多個機車和機組人員的操作員，這種方法也很昂貴，並帶來了自己的操作困難。

柴油發動機幾乎可以立即啟動並停止，這意味著柴油機機車在不使用時可能會產生任何燃料成本。但是，在柴油發動機中使用直水作為冷卻劑而不是富含反凍結特性的冷卻液，這仍然是大型北美鐵路的做法。這導致柴油機機車停在寒冷的氣候中時會空轉，而不是完全關閉。柴油發動機可以保持無人看管幾個小時甚至幾天，尤其是因為機車中使用的每個柴油發動機的系統都具有自動關閉發動機的系統，如果諸如油壓損失或冷卻液損失等問題，則可以自動關閉發動機。有自動啟動/停止系統可監視冷卻液和發動機溫度。當設備接近冷卻液凍結時，系統會重新啟動柴油發動機以加熱冷卻液和其他系統。

使用蒸汽機車需要進行大量的維護，潤滑和清潔。準備和發射蒸汽機車供寒冷使用可能需要數小時。它們可以保持在低火之間的使用之間準備就緒，但這需要定期刺激和頻繁注意以維持鍋爐中的水水平。只要沒有冷凍供水，這可能是防止在寒冷氣候中凍結鍋爐中的水的必要條件。使用後，蒸汽機車需要長時間的處置操作來進行清潔，檢查，維護和用水和燃料進行重新裝修，然後才能準備好下一項職責。相比之下，早在1939年，EMD就促進了其FT系列機車，因為除了加油和基本的液體水平和安全檢查之間不需要維護，並且可以在主要的搬運工中進行，但仍可以進行。鐵路在1940年代和1950年代從蒸汽轉變為柴油運營，發現在給定的時期，柴油機機車的收入平均比等效的蒸汽機車多三到四倍，從而使機車車隊的大小可大大切割同時保持運營能力。

蒸汽機車的維護和運營成本遠高於柴油。蒸汽機車的年度維護成本佔初始購買價格的25％。備件是從木製大師身上鑄造的，用於特定的機車。龐大的獨特蒸汽機車意味著沒有可行的方法可以維持備用零件的庫存。使用柴油機機車可以大量生產和儲存備件準備使用，並且可以使用來自同一構建器的不同機車模型在操作員的車隊中進行許多零件和子組件進行標準化。現代柴油機機車發動機旨在允許更換動力組件（工作部件及其塊界面系統），同時將主塊保持在機車中，從而大大減少了機車在稅收時不超出稅收的時間的時間需要維護。

蒸汽機需要大量的煤炭和水，這是昂貴的可變運營成本。此外，蒸汽的熱效率大大低於柴油發動機的熱效率。柴油的理論研究表明，壓縮點火發動機的潛在熱效率為36％（蒸汽的6-10％）和1897年的一缸原型，以顯著的26％效率運行。

但是，1959年發表的一項研究表明，柴油機和蒸汽機車之間的許多比較都是不公平的，主要是因為柴油是一種新技術。在對財務記錄和技術進步的分析進行了艱苦的分析之後，作者發現，如果研究繼續對蒸汽技術而不是柴油進行研究，那麼轉換為柴油機運動的經濟利益將微不足道。

到1960年代中期，柴油機機車已有效地取代了不使用電牽引力的蒸汽機車。嘗試開發先進蒸汽技術的嘗試在21世紀仍在繼續，但沒有產生重大影響。

也可以看看