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1763年，法国的技术军官古诺希望将蒸汽动力用于拉动兵工厂生产一种炮身由生铁铸成的沉重的大炮，1769年，古诺制成了他设想中的蒸汽动力车。不过它的速度才有每小时四千米，并且由于锅炉里的蒸汽用完了，蒸汽动力车走了大约15分钟就停了下来，但是这个伟大的尝试揭开了人类探索蒸汽机车的序幕。1804年英国的特里维西克制造出了在轨道上行驶的蒸汽机车。1814年斯蒂芬森制作的名为“布鲁克”号的机车开始运行，这台机车有两个汽缸、一只2.5米长的锅炉，有凸缘车轮防止打滑，它可以拉着8节矿车，载重30吨，以每小时6.4千米的速度前进，这是被认为成功的机车。运行时，煤矿上居民看到蒸汽机车的烟囱直往外喷火，就给它取了一个名字叫“火车”。1829年斯蒂芬森父子设计建造的，并在英国的蒸汽机车比赛中获奖的“火箭”号蒸汽机车，已经具有了现代蒸汽机车的基本构造特征。
蒸汽机车发展时期
1830年以后,美国以及其他一些国家先后开始制造蒸汽机车。这个时期机车动轮由二对或三对发展至四、五、六对。早使用二轴引导转向架是美国于1832年制造的 2-1-0式“乔纳森兄弟”号机车，大型机车还在动轮后面装有较小的从轮。借助于从轮，机车可装载一个较宽大、较重的火箱。
1884年瑞士人A.马利特发明关节式机车，牵引力大，并能顺利通过曲线。1888年建成。大的关节式机车是2-4 4-2式“大人物”号(图2)，整备重量为543吨,锅炉压力为2.068兆帕（21.1千克力/厘米2），在时速120公里条件下，发挥出功率6000马力以上。
1875～1900年广泛地应用蒸汽两次膨胀原理，创造了复胀式机车，提高了机车热效率。1900～1920年由于采用蒸汽过热和给水加热等装置，机车的热效率、牵引力和功率又有提高。
蒸汽机车由于热效率低,已大部分被热的柴油机车和电力机车所代替。蒸汽机车在美国、西欧国家、日本和苏联等国已于1960～1977年期间相继停止使用。在印度和一些不发达国家，蒸汽机车仍占铁路机车一半以上。在中国，蒸汽机车还是铁路的主要的牵引动力。
2005年12月9日，在内蒙古大板附近的铁道边上，后一列蒸汽机车执行完任务后，见证了蒸汽机车退出历史舞台的左后一刻。 蒸汽机车的退出,让很多人有一种怀旧心理,深圳福顺通科技发公司制作的仿蒸汽式的旅游观光小火车,填补了很多人这种怀旧情怀,让蒸汽机车再次出现在人们的视野中。
1872年，英商为推销近代交通工具，在天津原法租界“紫竹林”码头一带，沿海河岸边的土路上铺设了一条环行1.5公里的“广告铁路”，将一台总重量为1020kg的小“火轮车”安装在轻便的窄轨上，经试运转后，是年9月14日，开始免费载客运行。此消息传开后，轰动天津城。据天津《申报》报道：“此次火车之来中国，可谓创观，其制作也可谓精美之至，均甚便捷，甚为适用之物……”由于这一“广告火轮车”的出现，在一定程度上，给国人留下了一些新式运输工具的形象。
