火车发展的4个阶段蒸汽、内燃是什么?
一、蒸汽时期：
蒸汽机车是一种火车机车，它的优点是结构简单，成本低，缺点是热效率太低，体型笨重，英国人乔治斯蒂芬森研制了第一部蒸汽机车，1814年，他研制的第一辆蒸汽机车布拉策号试运行成功。
1825年9月27日，斯蒂芬森亲自驾驶他同别人合作设计制造的旅行者号蒸汽机车在新铺设的铁路上试车，并获得成功，蒸汽机在交通运输业中的应用，使人类迈入了火车时代。
中国制造的第一辆简易蒸汽机车中国火箭号，1881 年唐胥铁路通车时，唐山开平矿务局工程处中国工人凭借时任工程师的英国人金达的几份设计图纸，采用矿场起重锅炉和竖井架的槽铁等旧材料试制而成。
二、内燃时期：
内燃机车是以内燃机作为原动力，通过传动装置驱动车轮的机车，在我国铁路上采用的内燃机绝大多数是柴油机，内燃机车优点是启动迅速马力大，热效率较高，缺点是构造复杂，制造、维修费用大，同时造成的污染大，20世纪初，国外开始探索试制内燃机车。
1924年，苏联制成一台电力传动内燃机车，并交付铁路使用，同年，德国用柴油机和空压缩机配接，利用柴油机排气余热加热压缩空气代替蒸汽，将蒸汽机车改装成为空气传动内燃机车，1925年，美国将一台220 kW电传动内燃机车投入运用，从事调车作业。
1958年9月9日，中国第一台内燃机车是巨龙号于北京长辛店机车车辆厂研制成功，自重60吨，机车牵引力为600马力，最高时速是85公里，机车的3万多配件全部是中国制造。
三、电力时期：
电力机车是一种非自带能源的机车，电力机车的优点是热效率比蒸汽机车高一倍，功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及节约能量，而且不会造成空气污染，噪音小。
1890年英国伦敦首先用电力机车在5.6公里长的一段地下铁道上牵引车辆，这是世界上第一辆电力机车，英国作为第一次工业革命的主要发生地，在蒸汽机车和电力机车的研发过程中都有着至关重要的地位。
四、高速时期：
高速列车又称高速火车，是指能以高速度持续运行的列车，高速列车的优点是快捷舒适、平稳安全、节能环保，世界最为领先的高速列车技术掌握在日本、德国以及法国中，20世纪50年代初，日本首先提出了高速铁路的设想，并最早开始试验工作。
1964年10月1日、东京奥运会前夕，联结东京与新大阪之间的东海道新干线正式运营，列车最高速度210km/h，从此开启了高速铁路的时代，中国高速列车的研究从上世纪90年代开始，初期以国外引进为主、自主研发为辅。
中国最初引进的高速列车为日本和德国，以吸收，消化，再生产的理念，通过日本、德国的技术支持，进行学习再创造。在高速列车的形态上就可看出，中国初期的和谐号形似日系和德系的高速列车，尤其是CRH3型就具有许多德国高速列车的特征。
火车的历史：
人类历史上最重要的机具，早期称为蒸汽机车，有独立的轨道行驶，铁路列车按载荷物，可分为运货的货车和载客的客车，亦有两者一起的客货混运车，但会产生大量二氧化碳，污染环境。
火车是人类利用化石能源运输的典例，1804年，由英国的矿山技师德里维斯克利用瓦特的蒸汽机造出了世界上第一台蒸汽机车，时速为5至6公里。
因为当时使用煤炭或木柴做燃料，所以人们都叫它火车，于是一直沿用，1840年2月22日，由康瓦耳的工程师查理礠里维西克所设计了世界上第一列真正在轨上行驶的火车。
1879年，德国西门子电气公司研制了第一台电力机车，随着火车的普及，改变了人们骑马的出行方式，中国早期的火车车厢是绿色的，因此叫绿皮火车。
欧州班列主要用汽油和材油，也有油电合一的车子（30英里以下用电，30英里以上自动用汽油），还有煤气和汽油合一的车子。
可再生或低碳能源有许多可能的来源：核能、水电、风能、太阳能、地热、生物质（燃烧植物以获取能源）和生物燃料（从植物中提取液体或气体燃料）。
燃料的来源：
石燃料的开采、提炼和运输占所有能源使用量的 12%。其次，化石燃料通常以非常低效的方式燃烧，例如在汽车的内燃机中。一个以可再生能源为基础的世界首先需要一半的能源。
潜在的太阳能和风能资源巨大，成本迅速下降。一些人认为，到 2050 年，我们可以过渡到完全可再生能源，包括输电线路和储能以及全合成液体燃料。
1．提高铁路运输效率
推广高速铁路，因为与其他运输方式相比，高速铁路在节能方面具有明显优势。从燃油的能源转换效率看，普通电气化铁路约为30%，而汽车仅为14%。高速铁路是唯一可以使用电力的运输方式，并且它可以利用可再生的能源，如核电、太阳能，而其他运输方式对石油资源的依赖和消耗将进一步加剧能源供给的结构性矛盾。
日本新干线表明，对于每亿千米的能源消耗量，汽车与飞机分别是高速铁路的4.6倍和5.3倍。一个人消耗1kW·h乘高速列车可旅行的距离是5km，乘小汽车可旅行1.7km，而乘飞机仅可旅行1.1km。图4.18为高速动车组。
图4.18 高速动车组
2．改进机车技术
行车消耗能源的直接阻力有机械阻力和空气阻力两种。对于高速列车，当速度超过300km/h时，列车运行阻力的80%以上均为空气动力学阻力；到400km/h以上时，空气动力学阻力将达到90%，由此带来的能耗和噪声等问题是非常严重的。因此，改变列车结构尤为重要。
（1）采用节能型车辆设计。在车辆设计中，高速列车需要减轻列车自身的重量，避开或减少空气动力的影响。通过减轻车体结构、转向架乃至车内设备的质量来减轻列车自重。
（2）采用适当的制动方式。在车辆制动中动力制动和摩擦制动相结合，采用电动断路器、位相控制磁断路器及VVVF交流异步电动机变换器等方式都可减少运行的耗能，尤其是采用VVVF交流异步电动机变换器制动车辆效果最好，可节能30%左右。
（3）优先使用电动车组。电动车组可以根据运输需要编组多种不同单元的列车。电动车组的加减速度能顺畅地适应短站距间的运输，而且由于其最大轴重小，轨道及其相应构件的负担就轻。
3．其他方面节能
铁路部门在沿线推广恢复和再造植被、林带新技术，广泛采用轨道结构减振和声屏障新材料及新措施，对客车废弃物统一收集处理，在新型动车组上全面采用集便设施，实现零排放。
为大力推进数字铁路建设，最大限度发挥铁路信息化效能，铁路广泛采用现代信息技术，在客运专线上实现调度指挥的实时追踪、集中控制和智能决策，同时还积极发展铁路电子商务和现代物流信息平台，使客票联网异地售票逐步向电子客票、多功能一卡通发展。
作为国民经济大动脉、国家重要基础设施和大众化交通工具，铁路历来十分重视节能减排工作。2011年是“十二五”承上启下的重要一年，也是实现铁路“十二五”节能目标的关键一年。为贯彻落实国家关于加快建设资源节约型、环境友好型社会的要求，铁路多措并举不断加大节能环保力度。
回首“十一五”，按照低碳发展、构建绿色交通的要求，铁路广泛采用节能减排新技术，铁路单位能耗及污染物排放量大幅下降，提前两年完成单位运输收入能耗下降20%、化学需氧量排放量下降10%的目标，提前一年完成二氧化硫排放量下降10%的目标。
自2011年以来，铁路对节能减排这一重大战略问题的探索和思考日益深化，从《铁路 “十二五”发展规划》的编制到《铁路 “十二五”节能规划》和《铁路 “十二五”环保规划》的出台，对铁路“十二五”期间坚持绿色发展、提高资源利用效率作出部署。通过强化对铁路单位用能、污染物排放的监管和指标考核，铁路实现了单位运输工作量综合能耗、化学需氧量、二氧化硫排放量进一步降低的目标。
数据显示，2011年，国家铁路单位运输工作量综合能耗4.76吨标准煤/百万换算吨公里，比上年降低5%。化学需氧量排放量为2195.9吨，降低3.7%；二氧化硫排放量为4.01万吨，降低0.5%。2012年上半年，国家铁路单位运输工作量综合能耗4.92吨标准煤/百万换算吨公里，同比减少1%；化学需氧量排放量992.3吨，同比减少0.2吨，下降0.02%；二氧化硫排放量20836.4吨，同比减少1405.2吨，下降6.3%。
为更好地节能、节电，高速列车普遍采用再生制动技术，电气化铁路推行直供馈电技术，电力机车全面推进交直交技术。
在推广利用新能源和再生能源方面，铁路客货枢纽和综合车站建设大量采用地源热泵、三联供热泵、太阳能等新能源技术。此外，铁路还大力推广中水利用和节能光源，实现节能减排目标。
铁路部门在沿线推广恢复和再造植被、林带新技术，广泛采用轨道结构减振和声屏障新材料、新措施，对客车废弃物统一收集处理，在新型动车组上全面采用集便设施，实现零排放。 国家铁路绿化里程已达4.26万公里，比上年增加0.25万公里、增长6.1%。
