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机车设计图汽缸内装有活塞 。过热蒸汽进入汽缸后推动活塞移动 。活塞位于气缸前端时，汽阀操纵蒸汽从前端汽口进入汽缸，推动活塞向后运动;活塞到达后端时，蒸汽从后端汽口进入，推动活塞向前运动，通过前后两个汽口不断地交替进汽，使活塞持续地作往复运动 。在实际运用中，活塞从一端向另一端移动还没有到头时，汽阀就停止给汽，这样可以充分利用蒸汽的热能，节约使用蒸汽 。活塞上连着活塞桿，这是传动机构的一部分 。传动机构的其他部分还有十字头，摇桿、连桿、曲拐销，通过这些机构，把活塞桿的往复运动变成车轮的滚动 。配汽机构由汽阀、偏心桿、月牙板、滑块、半径桿、回动手把、回动机等零部件组成 。通过一连串的机械动作，最后带动汽阀来回往复运动，控制向汽缸给汽的时机 。机车前进通过回动手把和回动机来实现 。
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汽室机车启动时，司机操纵调整阀手把，打开 调整阀，让锅炉里的蒸汽经过汽室进入汽缸，推动活塞移动，活塞带动活塞桿，再带动十字头、摇桿和机车主动轮上的主曲拐销，推动主动轮滚动 。主动轮一滚动，通过连桿带动其他动轮同时滚动 。要停午时，司机操纵调整阀手把，关闭阀门，锅炉内蒸汽不再进入汽室、汽缸，驱动机车运行的动力也就消除了 。车架走行部分车架走行部由车架、弹簧装置、动轮轮对、导轮转向架、从轮转向架和牵引装置等构成 。锅炉、汽机等固定在车架上，弹簧吊桿、均衡梁和销套与弹簧相互连线组成弹簧装置，车架悬置在各个弹簧上，弹簧鞍的上部支撑弹簧，中部跨装在动轮轴箱顶部 。弹簧支撑的重量，经过轴箱体、轴瓦、轴颈、传到轮对 。
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车架走行煤水车煤水车主要用来装煤、水、润滑油 。同时存放机车其他备品 。有的蒸汽机车带有加煤机，也装在煤水车上 。煤水车一般是四轴车，少量大容量煤水车也有6根轴的 。
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煤水车蒸汽机车分客运、货运、调车机车三种类型Q客运机车要求运行速度高、通过曲线时平稳，因此机车车轮较大，而且在动轮的前面有一个两轴导轮转向架 。货运机车牵引的货物要比客运机车牵引重量大，所以动轮比客运机车多，但直径比客运机车小，汽缸的直径较大，这样才能产生较人的牵引力和粘着重量 。动轮前面设有单轴导轮转向架 。调车机车专门用于调车作业，需要经常通过道岔和小半径曲线，因此这种机车车身短，动轮直径不大 。社会影响蒸汽火车发明后，铁路交通迅速发展，为人们的生产和生活带来了极大的便利 。但是蒸汽机车由于具有笨重(庞大的锅炉)，速度慢，效率低，噪音大(“况且况且”声)，工作环境差(高温，烟和粉尘)等缺点，在铁路上逐步被内燃机车(柴油机车)和电力机车淘汰 。现在我国和世界上许多国家，都不再生产蒸汽机了 。