火车从古至今的变迁
60年代初，各个发达国家开始批量生产4000 ~ 6000马力的内燃机车。到70年代初，内燃机车的功率已经成为一个系列，数量满足要求。许多国家停止使用蒸汽机车。1981年，英国制造了时速270公里的高速内燃机车。
继内燃机车之后，电力机车也逐渐发展起来。1879柏林世博会展出第一台实用电力机车，在德国使用。电机转速可随负载在一定范围内变化，运行安全，设备简单，无污染，操作和制动方便，还可在短时间内接受电站的强大动力产生必要的启动动力，便于高速行驶。
1955年法国制造出时速332公里的高速电力机车，1981年提高到380公里。电力机车最大的难点是架空线和变电设备成本高。在美国，单相交流电远距离输电的成本比直流线路低三分之二，因此得到广泛应用，迎来了电力机车大发展的新时期。
“长辫子”列车
诞生于1879年的世界上第一台电力机车，利用两轨之间的第三轨将电力引入机车。这种供电方式适用于低电压、低功率。
随着电力机车的发展，为了使其运行速度快、载流量大，需要提高电力机车供电系统的电压和功率，因此需要使用高压输电线路和变电设备。在这种情况下，地面上的第三根铁轨就不能再用来供电了，因为不安全，不方便使用。
1881年，德国成功试验了一种适用于高压输电线路电力机车的新型供电系统，称为“架空接触导线”供电系统，即电力机车供电线路由地面转向空中。这种供电系统其实和现在城市里的有轨电车差不多，车顶有个“长辫子”。它与以前使用蓄电池的电力机车的主要区别在于，它没有电源，由动力装置供电，所以机车的结构相对简单，但需要一套供电设备。
这种“长辫子”的列车，依靠安装在车顶的受电弓，把电从空中的电线引到机车上。高压输电线路送出的电是高达110 kV的三相交流电，必须通过牵引变电所转换成25 kV的单相交流电，才能供机车使用。因此，在电力机车行驶的铁路沿线，每隔50公里设置一个牵引变电所。变电站的电力送到沿线相邻的接触网，交流电通过机车上的受电弓引到机车的整流器，整流器把交流电变成直流电，使DC电机转动，再通过一套传动装置带动车轮转动，机车就行驶了。
电力机车虽然问世较早，但直到20世纪60年代才开始受到人们的重视，并得到广泛应用，已经成为铁路机车家族中的佼佼者。
人们称电力机车为具有神奇动力的“火车头”，因为它比蒸汽机车有以下独特的优点:
第一，它马力大，拉得多，跑得快，爬坡有足够的能量。比如我国50年代末建成的第一条电气化铁路——宝鸡至成都铁路，就充分发挥了电力机车的优势。从宝鸡到成都，第一关就是翻越雄伟的秦岭。以前用三辆蒸汽机车拉一辆950吨的货车上秦岭，也就像老牛拉车一样，时速只有18公里。蒸汽机车下坡时，由闸瓦制动，闸瓦会因摩擦而变热。如果不及时冷却，机车很难制动。为了保证行车安全，蒸汽机车下坡速度比爬坡慢，有时甚至会停下来，让受热的闸瓦有足够的时间降温。后来用3台电力机车代替同等数量的蒸汽机车，可以50公里的时速拉2400吨货物上山，无论是货运量还是速度都比蒸汽机车高出近一倍。电力机车下坡时，利用阻力制动，使列车以每小时40公里的速度下坡，既快又安全。
第二，电力机车使用的是“清洁”的电能，不排放黑烟和灰烬，所以不会污染环境。即使穿过几公里长的隧道，乘客也不用担心烟雾和废气，不会被恼人的煤灰迷住，也不会弄脏自己的衣服。机车司机也可以在宽敞明亮的驾驶室里操作。
第三，电力机车操作简单，出发前准备时间短。不像蒸汽机车需要加煤加水，不像内燃机车需要加油。无论是在缺水的沙漠地区，还是在冰天雪地的寒冷地区，只要有电源，电力机车就能全天候驱动列车。
第四，电力机车使用的电能，可以是煤炭、石油产生的电能，也可以是水电、核能、天然气、地热能、太阳能等。能源比蒸汽机车和内燃机车丰富，效率高。蒸汽机车的热效率只有7%；内燃机车热效率高，只有28%；火力发电的电力机车效率可达30%，水力发电的话热效率可达60% ~ 70%。
20世纪50年代，由于石油的大量开采和低廉的价格，世界各国都开发和使用内燃机车，电力机车被置于次要地位。但在产油国提高油价，发生世界性石油危机后，人们将目光转向电力机车，从而推动了电力机车的快速发展。
当时欧洲国家的电力机车发展很快，如瑞士、荷兰等国研制的电力机车和用于城市交通的有轨电车。日本制造了交流/DC电力机车，使用起来更方便。
我国非常重视电力机车的使用，除宝成路外还修建了多条电气化线路，大大提高了机车的运载能力。同时，中国还研制出了韶山电力机车并投入使用。
电力机车不仅用于铁路和城市地面交通(即有轨电车)，也用于城市地铁，如意大利的米兰地铁和中国的北京地铁。现在北京地铁电力机车上的“长辫子”不见了。这是怎么回事？原来是它把“长辫子”从屋顶搬到了铁轨旁边的路基上。这样架设和维修都很方便，但轨道附近有触电危险，严禁乘客跳下站台，确保人身安全。
目前，一些国家已经制造了10000马力的电力机车，使火车的时速超过200公里。还有的在研发14000马力的大功率电力机车，将进一步提高列车速度。看来电力机车会有一个光明的未来。
柴油机车
据悉，6月1992日至6月1日，北京铁路分局结束了使用蒸汽机车拉客车的历史，改用内燃机车，提高列车运行速度和正点率。
为什么要把蒸汽机车送进“历史陈列馆”，启用内燃机车？这是因为内燃机车在很多方面都优于蒸汽机车。优胜劣汰完全符合事物发展的规律。让我们来看看他们的发展历程和内燃机的过人之处。
在蒸汽机车的使用过程中，发现这种机车的一个致命弱点就是锅炉大而重，严重影响了它的发展前景。在锅炉里，煤被用来把水加热成蒸汽，然后蒸汽被引入汽缸推动机车前进。有人设想，如果把这个笨重的锅炉去掉，燃料直接在缸内燃烧，产生的气体用来驱动车轮转动，就可以克服蒸汽机车的主要缺点。于是，一些科学家开始进行研究实验。
1866年，德国人奥托首先制造了一种新型的燃气发动机。这种发动机不同于蒸汽机在汽缸外的锅炉里燃烧燃料。它点燃气缸内的气体，然后利用气体的压力推动活塞，从而使曲轴转动。因此，它被赋予了一个形象的名字，叫做“内燃机”。内燃机的出现给火车的进一步发展带来了活力。
后来在1894年，德国制造出了世界上第一台内燃机车。这种没有大锅炉的新型机车既不烧煤也不烧煤气，而是烧柴油作为燃料。它使用的柴油机是德国人鲁道夫·迪塞尔发明的。自此，内燃机车成为火车家族中的重要成员，并得到广泛应用。
内燃机车虽然诞生较晚，但后来居上，能力高于火车家族中的老大哥蒸汽机车，引人注目。它的突出优点是:
1.很快。内燃机车启动快，加速快。通常蒸汽机车最高时速为110 km，而内燃机车最高时速可达180 km，提高铁路运力25%以上。
2.马力大。蒸汽机车的功率一般在3000马力左右，而内燃机车可以达到4000 ~ 5000马力，所以运载能力更多。
3.可以更好地利用燃料的热能。蒸汽机车的热效率一般只有7%左右，而内燃机车可以达到28%左右，高出三倍，节省了大量的燃料。
4.适合缺水地区。蒸汽机车是水之王。火车每行驶10公里，就要消耗3 ~ 4吨水。火车经过干旱缺水地区需要自带水。据统计，缺水地区运行一列火车，如果有10节车厢，其中3节用来装水。而内燃机车冷却只需要几百公斤的水，可以循环使用。内燃机车一次水可以连续行驶1000公里，因此被誉为“铁骆驼”。
5.司机驾驶操作方便。内燃机车司机不需要像蒸汽机车那样加煤加水，驾驶室明亮宽敞，司机操作时视野开阔，方便安全。
可能有人会觉得，内燃机车和汽车都是内燃机，结构原理应该是一样的。事实上，它们并不完全相同。汽车是利用内燃机产生的动力直接带动车轮转动，而内燃机车则是先通过内燃机带动发电机产生电能，再利用电能转动电动机，从而带动机车前进。因此，内燃机车通常被称为“电传动内燃机车”。
内燃机车诞生后，以其明显的优势迅速压倒了蒸汽机车。特别是二战结束后，内燃机车使用的燃料——石油价格低廉，可以大量供应，从而有效地促进了内燃机车的发展。美国、日本、法国、加拿大等一些国家制造了内燃机车，并在10年左右实现了铁路机车的内燃化，使内燃机车得到了广泛应用。
1958年中国研制出第一台内燃机车。到1969，已制造出东风、东方红、北京内燃机车等4000马力大功率内燃机车。目前，我国许多铁路线上都有各种型号的内燃机车牵引长列车，一些主要干线上的直达客车也基本实现了内燃机车牵引。
内燃机车除了常用的电力机车外，还有柴油液力和燃气轮机机车，适用于寒冷缺水地区。
柴油液压利用内燃机产生的动力，通过液压变速箱、万向轴、车轴变速箱等设备使车轮转动，从而驱动车辆前进。在早期的柴油液压中，类似蒸汽机车的连杆用于驱动。
燃气轮机机车是一种现代内燃机车。这种机车的内燃机与喷气式飞机的原理相同。它比普通内燃机车马力大，振动小，结构简单，行驶安全可靠，制造容易。世界上第一台燃气轮机机车是1941年瑞士制造的。由于特别适合寒冷缺水地区，近年来发展迅速。法国人研制并投入使用了第二代和第三代燃气轮机机车，其中第二代燃气轮机机车的最高时速达到了260公里。目前，燃气轮机机车已经成为现代机车的一支有生力量。
高速列车
自从世界上第一辆火车问世以来，已经有100多年了。和火车一起
随着“年龄”的增长，变得越来越现代。目前世界各地虽然主要使用电力机车和内燃机车(包括燃气轮机车)(有些国家还在使用蒸汽机车？