苗栗火車頭園區中文導覽手冊
各位觀展者！進入火車頭園區後，閱讀此份文件可以幫助你們快速了解展覽內容，祝你們旅途順安！
展覽引言
火車穿越的不只是行政地圖的距離，也是串連起我們的生活、文化與記憶的時空膠囊。
火車，這個曾是台灣人離家闖蕩、回家探親的遠程移動工具，幾乎每個人都有屬於自己 「在火車上」的故事。而鐵道火車，不只是交通工具，更是社會、人文的記憶載體。
節錄自《南方，寂寞鐵道：我們在時光列車上相遇》
1. 蒸汽串流
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此展區帶領參觀者回到火車交通的黃金年代。在這裡，您可以了解到蒸汽機車的發展歷史和工作原理。此展區除了展出臺灣經典蒸汽機車CT152及相關歷史之外，並詳細介紹如何利用高壓蒸汽驅動活塞運作，進而推動車輪前進。同時也展出了臺灣歷史上非常重要的蒸汽機車模型及介紹，期望透過相關展覽內容，展現蒸汽機車曾對於臺灣的貢獻，傳遞鐵道歷史的文化價值。
CT152的歲月故事
在1919年至1928年間，臺灣總督府引進了日本製的8620型蒸汽機車，被視為大正時期日本製蒸汽機車中最成功的過熱式客運用機車。
被廣泛應用於南北縱貫線的客運和貨運任務，其優異的設計使其當時能夠在支線上進行客貨兩用的運輸，這是其他大型機車所無法比擬的。
隨著時代的變遷，1945年臺灣光復後，這些機車被重新編為CT150型，並成為主力客運機車，但牽引力僅有九千三百公斤，限制了其在縱貫線上的運用。
其中，CT152是1919年首批引進臺灣的其中一輛機車，最初編號為501，隸屬於臺北機關庫。後來被轉移到嘉義機關庫，在1935年之後仍然在該地使用。在第二次世界大戰期間，雖然有19輛同型機車因戰火而受損，所幸CT152並未受到損害。
1949年國民政府遷臺後，CT150型機車被廣泛修復並重新使用，成為光復後臺鐵的主力之一。然而，隨著鐵路電氣化的推進，CT150型機車於1979年停用，其中CT152作為鐵道文物保存下來。
1997年送至臺北機廠做復活的檢測，可惜由於汽缸龜裂的問題難以修復，未能使其復活。1999年CT152正式於「苗栗鐵道文物館」靜態保存供民眾參觀。
2. 蒸汽機車歷史風華
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蒸汽機車歷史發展概覽
蒸汽機車的歷史可以追溯到古代，人類早期就意識到利用輪子在軌道上運輸物品的潛力。隨著時間的推移，軌道運輸逐漸演變，從最早的木軌到後來的鐵軌，馬匹作為動力逐漸被蒸汽取代。
工業革命的開端
18世紀中葉的工業革命是蒸汽機車發展的重要起點。該時期英國的瓦特改良了蒸汽機，開啟了利用蒸汽能量的先河。這種巨大的能量不僅取代了馬匹，還實現了以前難以想像的運輸方式。
第一輛蒸汽機車問世
1804年，英國人崔維希克組裝了一輛蒸汽機車，這是人類歷史上第一輛蒸汽機車。然而，由於當時的鐵軌品質不佳，導致鐵軌斷裂使這輛機車無法運行。
蒸汽機車的形成時期
1814年，英國人特里維西克創造了一輛鐵路蒸汽機車，標誌著蒸汽機車時代的開端。直到1829年喬治·史蒂芬生設計了著名的火箭號蒸汽機車，改良並發揮蒸汽機車效能，開啟蒸汽機車的發展之路。
蒸汽機車的發展與應用
蒸汽機車的基本構造形式經過多年的發展，至今仍在廣泛應用。它的出現不僅改變了人們的交通方式，還推動了工業和經濟的發展。蒸汽機車的歷史見證了人類科技的進步和社會的變遷，對現代交通產生了深遠的影響。
臺灣蒸汽機車的歷史發展
臺灣鐵路的起源可以追溯到1887年清朝劉銘傳巡撫時代，於臺北設立「全臺鐵路商務總局」，開始修建基隆至臺北的鐵路。這段鐵路於1891年完工，並於1894年通車，成為臺灣鐵路的第一段通車路線。
當時的臺灣鐵路使用八輛蒸汽機車，一號「騰雲」、二號「御風」皆是同一型式德國所製的蒸汽機車頭，編為一號型蒸汽機車。其他六部是英國製造的「馬鞍型」車頭。儘管一號型「騰雲」於1924年停用後被保存，但二號「御風」及其他六部馬鞍型車頭均已拆除報廢。
1895年，隨著日本統治臺灣，全面修築鐵路。除了西部的基隆至高雄交通大動脈外，還修建了許多支線，如淡水線和宜蘭線等，因運輸需要開始大量進口蒸汽機車，成為當時陸上運輸的主力。直到光復初期臺鐵所擁有的蒸汽機車頭，從文獻資料上統計約略在二百二十輛左右，若加入各地支線的蒸汽車頭，則總數不止於此。然而，隨著時代變遷，1960年四輛R20型柴油電氣機車加入縱貫線運轉，開啟臺灣鐵路正式由蒸汽動力進入到柴油動力時代。1979年，臺鐵的蒸汽機車開始政策性停用，直到1984年最後保存的蒸汽機車宣告除役，蒸汽機車時代正式結束。
然而，從1998年起，臺灣開始重拾蒸汽機車的歷史，臺鐵的CK101號蒸汽機車復駛開啟了新的時代。隨後，CK124、DT668和CT273等蒸汽機車相繼復駛，成為臺灣鐵道觀光的亮點。此外，臺灣林鐵也開始修復Shay式蒸汽機車，建立了自己的動態保存車隊，並與日本等國家的姐妹鐵路進行友好交流。臺灣的蒸汽機車復駛活動不僅帶動了鐵道觀光產業，也成為臺日之間友好合作的象徵。
3. 編號方式
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在1945年臺灣光復後，臺灣鐵路管理局(現為臺鐵公司)為了更有效管理蒸汽機車，制定了一套編號規則，
這套編號系統有助於臺灣鐵路管理局(現為臺鐵公司)有效管理各種型號的蒸汽機車，確保了運輸工作的順利進行。
1
動輪（軸）數的表示： 第一個英文字母代表著機車的動輪數。雙動輪的機車以B開頭，三動輪以C開頭，四動輪以D開頭，而五動輪則以E開頭。這個規則反映了蒸汽機車技術的演進，動輪數越多，輪徑越小，適合於貨運或者山區路段的運輸。例如，臺鐵的DT650型機車主要用於貨運，以D開頭表示四動輪，輪徑為1250公厘。相對地，動輪數較少的機車，例如臺鐵的CT250型，以C開頭表示三動輪，且輪徑為1750公厘，更適合客運列車。
2
蒸汽機車類型的區分：第二個英文字母代表了機車的類型。水櫃式機車以K（tank steam locomotive）開頭，而煤水車式機車以T（tender steam locomotive）開頭。水櫃式機車自身搭載水箱和煤櫃，便於逆向行駛，但容量有限，不適合長途運輸。例如，臺鐵的CK100型即為水櫃式機車。相反地，煤水車式機車則需要附加煤水車，容量較大，適合長途運輸。例如，臺鐵的DT560型即為煤水車式機車。
3
機車型號的流水號：
第三至第五位數字則代表了車輛型號的流水號。例如 CK101 蒸汽機車即是 CK100型第1號，CT259 即是 CT250 型第9號。不過，由於臺鐵有不少機車同一型式超過十輛以上，要注意車型不盲目瞎猜。 例如CT272 即是 CT270型第2號機車。 同理 DT669 即是 DT650型第19號機車，DT609即是 DT580 型第29 號機車，這是一般民眾容易混淆的地方。
4. 臺灣的蒸汽機車先驅-騰雲號
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臺灣鐵路的1號型蒸汽機車是首輛的火車頭，於1888年由清朝巡撫劉銘傳向德國HOHENZOLLERN公司購置。這兩部機車分別命名為「騰雲號」和「御風號」，並於1887年製造，最高時速約為35公里，這兩輛蒸汽機車在19世紀末被視為優秀之作。
歷史背景
· 建設起源：劉銘傳響應清廷新政，於1887年開始興建臺灣鐵路，這是大清帝國第一條官辦鐵路。該鐵路自臺北大稻埕起始，經過多個地點，最終到達基隆，全長28.6公里，軌距1067mm。
· 運行時期：騰雲號和御風號於1891年開始運行，主要用於基隆至臺北間的貨物運輸及工程用車。隨著日本在1895年統治臺灣後，這些機車繼續在縱貫線上服務，直到1924年正式退役。
退役與保存
· 退役：騰雲號於1924年退役後被安置於臺北新公園（今二二八和平紀念公園），而御風號則被解體。
· 修復：1945年臺灣光復後，修復計畫遭遇困難。直至1999年，在蒸汽機車復興風潮的推動下，騰雲號得以修復並重新展示。
5.跨越時光的文化史者-CK101
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臺鐵CK100型蒸汽機車是臺灣鐵路歷史上重要的交通工具，其中的第一部為CK101，原名400號。這款蒸汽機車的歷史可追溯至1916年，當時正值日治時期，過熱式蒸汽機車的技術尚在發展初期。
歷史背景
· 起源：CK100型蒸汽機車的設計源於日治時期，當時臺灣總督府大量使用日本汽車製造株式會社製造的50型蒸汽機車（即後來的CK50型）。為了替換這些老舊機車，CK100型作為CK50型的改良版被引進臺灣。
· 引進時間：1917年和1919年，共有八部CK100型蒸汽機車抵達臺灣，其中第一部即為400號，後來更名為CK101。
技術特點
· 設計與性能：CK100型屬於過熱式蒸汽機車，具有較高的蒸汽壓力和較好的機械效能。其軸配置為1-C-1（2-6-2），動輪直徑為1250mm，整備重48.99噸。
· 維護與運行：此型機車相對容易維修，並具備良好的往返運行特性，因此在戰後被廣泛應用於支線運行。
退役與修復
· 退役情況：CK100型在日本國內未大量生產，因此在日本國鐵中找不到同型號成為臺灣唯一的車型。CK101於1978年退役，並在隨後的幾十年間逐漸被淘汰。
· 復修計劃：1997年，因應蒸汽機車復駛計畫，CK101經過長時間的修復工作後於1998年重新啟用，成為臺灣鐵路文化的重要象徵。
現狀與文化意義
· 環島之旅：自從復駛以來，CK101展開了環島之旅，受到民眾熱烈歡迎。1998年，它正式進駐彰化機務段，成為臺灣鐵路的重要鐵道文物。
持續參與活動：至今，CK101作為臺灣蒸汽機車的代表之一，是許多人心中的火車偶像。
6.穿梭山線的動力巨獸-EK900
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1908年，臺灣縱貫線基隆至高雄通車後，為了克服臺中線（今山線）陡坡超過千分之二十五的挑戰，臺灣總督府於1915年至1918年間引進了300型蒸汽機車作為主要牽引機。即便在1922年縱貫線海線完工後，300型仍是行駛臺中線的必要機車。這款機車擁有五對動輪，具備強大的動力，即使在百年後，300型依然是臺鐵所有蒸汽機車中動輪數量最多的一型。
引進與使用歷史
  • 引進數量：共引進11輛，與日本國鐵4110型同型，由日本汽車製造株式會社製造。
  • 技術背景：由於早期過熱式機車技術尚不成熟，300型經過多次改裝，包括1929年至1931年間加裝ET6空氣軔機，以適應臺灣熱帶氣候，駕駛室窗戶也被擴大。
最初的11輛300型機車全數配置於苗栗機關庫，作為山線的本務機。然而隨著後期蒸汽機車技術的進步及補機功能的減弱，1935年時已有兩部改為調車機使用，不再擔任本務機，也因動輪數過多使其不易過彎，而加快了於正線上退役的速度。
戰後變遷
光復後，300型蒸汽機車改編為EK900型。初期仍用於貨運及山線運輸，但隨著1960年柴電機車的引進，使EK900逐轉為調車機使用。。至1968年2月，全數報廢並解體。
7. 時光串流-苗栗的鐵道人文故事
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苗栗的鐵道人文故事就像是一部時光機，帶領我們穿越歲月，感受著臺灣鐵路發展的脈動。這裡曾經是蒸汽機車時代的重要據點，承載了許多動人的故事與回憶。
故事的起點是苗栗車站，這座建於日治時期的具豐富歷史的建築見證了臺灣鐵路的發展。月台上來來往往的人群，承載著各自的夢想和故事。在這裡，曾經有著蒸汽機車穿梭在山川之間，為這片土地帶來了生機和活力。
而苗栗車站旁鐵路一村則是另一段故事的開始。員工宿舍組成建構了這特殊的社區，聚集了許多與鐵路相關的人們，從火車司機到養護人員，每個人都在這片土地上留下了自己的足跡。他們的生活與工作緊密相連，彼此之間有著深厚的情感和羈絆。
隨著時代的變遷，蒸汽機車逐漸被柴油機車所取代，鐵路一村的風貌也逐漸改變。然而，這段鐵道人文故事的精神卻永遠流傳下來。在苗栗的鐵路風情裡，我們可以感受到那份對鐵路的熱愛和對生活的真摯，這就是時光串場中最動人的一幕。
8.重要的鐵道基地-苗栗機務分駐所
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因苗栗南端有較長的爬坡路線，使列車難以運用自身的牽引力完成爬坡，過去需要輔助機車支援，故日治時期臺灣總督府交通局鐵道部於苗栗車站設置苗栗機關庫，作為輔助機車停放與維修用，後來苗栗機關庫於1935年關刀山地震中受損而不堪使用，並決定新建機關庫。
1937年4月24日新式苗栗機關庫落成，此機關庫成為當時苗栗最大且最新之建築，甚至舉辦落成慶祝會。
此新式機關庫是基於未來鐵路電氣化後，供電力機車使用而設計，所以外觀不同於當時的其他車庫，但是最後從未有電力機車進駐這座機關庫，而是成為臺鐵工程車輛停放、維修之工廠使用至今，目前此車庫仍為工廠重地，故不開放參觀。
9.讓時間一致的方法-標準鐘
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在鐵路運輸中，準確的時間對於列車的運行至關重要。為了確保所有列車都能準時抵達目的地，鐵路系統需要可靠的時間測量工具。
這就是標準鐘的作用所在。標準鐘是一種專門設計用於鐵路系統的時鐘，其特點是高度精確和可靠性。
這些鐘通常安裝在車站的行車室或值班站長室中，並與鐵路運行的控制系統相連接。
標準鐘的設計十分精密，它們能夠以秒為單位準確地顯示時間，以確保持續的準確性。標準鐘在鐵路運輸中扮演著關鍵的角色，它們確保了整個系統的運行順暢和準時。無論是在繁忙的大都市還是偏遠的鄉村，標準鐘都是鐵路系統中不可或缺的重要組件。
10.安全的顏色指示-手提三色號誌燈
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手提三色號誌燈是號誌工或調車司事在夜間使用的重要工具。
這種號誌燈配有紅、白、綠三種顏色，用於指示和引導火車的行駛。
紅燈表示停止，白燈用於照明或燈號指示，綠燈表示前進或通行無阻。
在車庫或站場內，號誌工使用三色號誌燈引導機車進出車庫，而調車司事則在列車編組或調車作業時使用，以便讓機車司機清晰確認是否可以行駛。這種「手提三色」的號誌燈確保了在光線不足的環境中，司機員和調車司事之間的有效溝通，從而提高了調車作業的安全性和效率。
11.過往的通訊方式-手搖式電話
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手搖式電話是早期常見的通訊工具。使用手搖式搖式電話時需要轉動手搖桿發出信號，然後由接線員連接到目標電話，實現通話。當時，臺灣的電話和電報業務由交通局遞信部管理。
1919年，全臺灣已有7,146支電話和6條電報線。隨著時間推移，電話逐漸普及。1920年後，各地開始設立電話局專門管理接線業務。到日治時期末期，全臺電話用戶數量已超過2萬5千戶，幾乎遍及臺灣的每個角落。
12.驗票的重要工具-剪票鉗
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剪票鉗是車站剪收員或列車乘務員常用的工具之一，用於剪取乘客的車票，以示已使用或無效。
這些鉗子通常由金屬製成，具有強大的「註記」制，能夠輕鬆地剪斷票紙。
在使用剪票鉗時，售票員或乘務員將車票放置在剪口中，然後用力按動手柄，即可完成剪取。這個過程通常非常迅速，使得車票可以快速而準確地被註記。
13.串動工學-與鐵道有關的科學教育
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鐵道中包含許多科學的應用，例如氣壓、齒輪、電磁感應、車輪設計等，這些都蘊含著豐富的物理科學知識，每一個應用都對鐵道系統的運行至關重要。
例如，火車是如何利用氣壓來進行煞車?火車又是如何透過馬達結合齒輪機械來建構傳動系統?
此外，火車車輪有哪些獨特設計?使得列車能夠平穩行駛，還有充滿科技感的磁浮列車是如何漂浮在空中的?透過互動體驗，在玩樂中學習與鐵道有關的科學知識，深入了解這些科學原理在現代鐵道交通中的應用，並感受鐵道科技的魅力。
什麼是氣壓？
  • 空氣是有重量的，因此會對地球表面產生壓力，這就是所謂的大氣壓。在高海拔地區，比如山頂，大氣層比低處要薄，所以那裡的空氣重量和壓力都比海平面低。這就是為什麼在山頂上氣壓比在海平面低。人們利用氣壓來傳遞能量並進行工作，例如使用壓縮空氣來驅動氣缸或氣動馬達。簡單來說，就是把壓縮的空氣作為動力來源，用來推動各種機械裝置運作。
氣壓是如何讓火車減速呢?
空氣煞車是鐵路機車車輛煞車方式之一，是以壓縮空氣作為煞車原動力，以改變壓縮空氣的壓力來操縱控制列車的煞車，由美國企業家、工程師喬治·威斯汀豪斯於1872年發明。
火車的煞車系統正式名稱為軔機系統，也稱制軔裝置，基礎軔機裝置包括制軔汽缸、連桿、閘瓦等主要設備，軔機系統包括了一台空氣壓縮機，它將空氣加壓並儲存在總風缸內，進行煞車時，司機打開閥門，讓壓縮空氣流通過車輛之間的軔管，進入分別安裝在每節車廂的制軔汽缸，而壓縮空氣將煞車缸內的活塞鞲鞴推出，再通過一系列拉杆和槓桿作用迫使閘瓦壓向車輪，透過緊韌動作實現煞車的目的，鬆軔時則是將軔缸內的壓縮空氣放掉，由軔缸內的彈簧將連桿帶回而鬆開閘瓦。
14.齒輪是甚麼?
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齒輪是最常見的機械零件之一，它被廣泛地用在各種機械中。無論是小小的鐘錶裡，還是大大的船舶渦輪機裡，齒輪都能確實地傳動動力。齒輪可以通過選擇不同齒數的組合，得到想要的轉速，讓機械運轉得更快或更慢。
無論是手錶裡的小齒輪，還是船舶裡的大齒輪，它們都能夠準確地傳遞動力，這讓齒輪成為非常重要的機械零件。齒輪的魔法幫助我們的機械設備更好地運作，使我們的生活更加方便和高效。
鐵道中應用的齒輪種類有哪些?
齒輪的種類有很多，根據它們的軸相對位置，可以分為平行軸、相交軸和交錯軸三種類型。在鐵道中，最常見的是平行軸裡的正齒輪。
正齒輪就像我們看到的齒輪圖片一樣，齒形是直的，平行於齒輪軸線。它們的設計很簡單，但功能卻很強大，能夠傳動很多動力。在火車裡，牽引馬達會連接到正齒輪，然後正齒輪再把動力傳遞到火車的車輪上，這樣火車就可以跑起來了。這樣的設計不僅讓火車能穩定前進，還能調整速度。
即使在高負載和高速運行的情況下，正齒輪依然能保持良好的性能和效率，這對於火車的安全和可靠運行非常重要。除了牽引系統外，正齒輪還用在火車的轉向和煞車系統中。透過精確的齒輪比設計，這些齒輪可以讓火車轉彎和煞車更加精細和準確。
所以，正齒輪在火車裡有著很重要的作用，讓火車能夠安全、穩定地行駛，是鐵道組件中的一個小小英雄！
齒輪還有哪些生活中的應用呢?
齒輪在我們的日常生活中扮演著重要角色，齒輪其實無處不在，來看看它們都在哪些地方發揮作用吧！
1. 玩具：小朋友們喜歡的遙控車、機器人和音樂盒裡面都有齒輪哦！這些齒輪幫助玩具運動和發出聲音，讓玩具變得更有趣。
2. 自行車：當小朋友騎自行車時，變速器所連動的齒輪可以讓小朋友在上坡時輕鬆踩踏，平路上快速前進。齒輪讓小朋友的騎行變得更簡單。
3. 汽車：爸爸媽媽開的車子裡有很多齒輪，特別是在變速箱裡，它們幫助汽車加速、減速和倒車，讓汽車行駛更順暢。
4. 家用電器：家裡的洗衣機、果汁機和電動刮鬍刀裡面也有齒輪。齒輪讓這些機器可以輕鬆運轉，幫助我們完成家務活。
5. 鐘錶：小朋友家裡的鬧鐘或掛鐘裡也有齒輪。這些齒輪幫助時針、分針和秒針準確地走動，讓我們知道時間。
6. 電動工具：家裡的電動鑽和螺絲起子裡有齒輪，它們讓這些工具變得更有力，爸爸媽媽可以更容易地修理東西。
7. 相機：相機裡的齒輪幫助鏡頭對焦和調整光圈，這樣我們拍出來的照片才會清晰好看。
看到這麼多齒輪在我們生活中的應用，是不是覺得它們非常厲害呢？齒輪讓我們的生活變得更加便利和有趣，下次看到這些東西時，不妨想想裡面的小齒輪正在默默地工作哦！
15.火車的輪子長甚麼樣子呢? (配合車輪體驗遊具)
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小朋友們知道火車是怎麼跑的嗎?火車有一個很重要的部分叫做車輪哦。
火車的車輪就像是我們的腳，讓火車可以在鐵軌上行進。這些車輪是圓圓的，邊緣有一個小突起，可以讓火車不會從軌道上跑出去。
車輪通常是用很堅固的鋼鐵做的，這樣才能承受火車的重量。火車的車輪比我們還要高呢！它們轉動的時候,就帶著整個火車向前跑。每次小朋友坐火車的時候,想想腳下那些辛勤工作的大車輪吧,它們正帶著小朋友去冒險呢!
火車是如何轉彎的呢？
火車轉彎主要靠軌道的設計，不是靠車輪轉向。當火車轉彎時，車輪的形狀就派上用場了。火車的車輪是圓錐形的。在彎道上，外側車輪會沿著較長的路徑滾動，內側車輪走較短的路徑。這種設計讓火車能夠平穩地轉彎，不會脫軌。所以，火車轉彎時，其實是軌道和車輪一起合作，讓整個列車能夠順利改變方向。
火車車輪設計成錐形的優點(配合車輪體驗遊具)
  • 自動導向: 當火車稍微偏離軌道中心時,錐形車輪會自動將火車拉回正確位置。
  • 平滑轉彎: 在彎道上,外側車輪接觸軌道的直徑較大,內側較小,這種差異恰好補償了轉彎時內外軌道的長度差。
  • 減少磨損: 錐形設計使得車輪與軌道的接觸面積更均勻,減少了局部磨損。
  • 提高穩定性: 這種設計有助於減少火車在高速行駛時的搖晃。
16.比高鐵更快的磁浮列車是甚麼? (配合磁浮列車體驗遊具)
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磁浮列車是一種利用磁力使列車懸浮在軌道上行駛的高科技列車，無需傳統的車輪和軌道接觸。
磁浮列車主要依靠磁懸浮技術和電磁推進技術實現運行。磁懸浮技術使列車懸浮在軌道上，消除了車輪和軌道之間的摩擦；電磁推進技術則利用電磁力推動列車前進。這些技術使磁浮列車能夠達到高速運行，最高速度可達600公里每小時以上。磁浮列車運行平穩，噪音低，乘坐舒適，且運行過程中不會產生有害廢氣，是一種更為環保的交通工具。
此外，由於沒有摩擦，磁浮列車的維護成本較低，使用壽命更長。總之，磁浮列車代表了現代交通技術的發展方向，具有高速、平穩、環保和低維護成本的優點。
磁浮列車的飄浮魔法！
磁浮列車利用磁力把車身往上吸，使列車本身不與地面接觸，因而完全減掉摩擦力的作用。
磁力的產生可透過使用永久磁鐵、電磁鐵或是兩者混合並用。使用電磁鐵或是混合永久磁鐵者需要精巧的電磁控制技術以控制磁力的大小。想像一下，要一塊磁鐵靠其本身的磁力懸浮於一塊鐵板之下，由於磁鐵的非線性的特徵，在未經控制的情況之下，磁鐵不是往上吸附到鐵板下就是往下掉落。現在人們研究出精巧的控制技術，使這塊磁鐵可以靠磁力懸浮於空中，更進一步地用它來支撐磁浮車輛。
17.磁浮列車種類
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磁浮列車可依照其懸浮方式，分為互斥式磁浮列車和吸引式磁浮列車兩種
相吸型
為EMS（電磁力懸浮或常導型懸浮）技術，藉由磁鐵吸引力使車輛浮起來，路線外表類似單軌鐵路。
車輛的兩側下部向導軌的兩邊環抱，內翻部分裝有磁力強大的電磁鐵，導軌底部設有鋼板。鋼板在上，電磁鐵在下。所謂電磁鐵，就是一個金屬線圈，當電流流經線圈時，能產生磁力吸引鋼板，因而車輛被向上抬舉。當吸引力與車輛重力平衡，車輛就可懸浮在導軌上方的一定高度上。改變電流，也就改變磁感應強度，使懸浮的高度得到調整。德國Transrapid即是屬於此類型，稱做常導體磁浮列車。
相斥型
為EDS（電動力懸浮或超導型懸浮）技術，藉由磁鐵排斥力使車輛浮起來，路線外表類似高速鐵路。
當列車向前進時，車輛下面的電磁鐵就使埋在軌道內的線圈中感應出電流，使軌道內線圈也變成了電磁鐵，而且它與車輛下的磁鐵產生相斥的磁力，把車輛向上推離軌道。一旦發動很快就可以加速到時速50公里，行駛50至60公里的距離後就會在軌道上浮起來。沿著地面越「跑」越快，目前最高時速可達603公里（理論上還可以繼續超越下去）。日本JR即是屬於此類型，稱做超導體磁浮列車。
18.重要的養護工程
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為了確保鐵路運輸的安全和舒適，臺鐵非常重視車輛的預防性維護和檢修保養。
目前，軌道運輸的維修制度主要分為兩大體系：計畫性預防維護保養和可靠性維護保養。
參考計畫性預防維護保養的理念，制定了車輛檢修的週期性計畫，根據各種機件設備的磨損規律來安排檢修。臺鐵組織架構分為廠和段兩個系統，機廠負責三、四級檢修工作，而機務段負責一、二級檢修作業。
一級: 以視覺、聽覺、觸覺、嗅覺，就有關行車主要機件之狀態及作用施行檢修。
二級: 以清洗、注油、測量、調整、校正、試驗，用以保持動力、傳動、行走、軔機、集電設備、儀錶等裝置動作圓滑、運用狀態正常之檢修或局部拆卸檢修。
三級:對動力、傳動、行走（含轉向架）、軔機、儀錶、車身、連結器、控制、電氣、輔助等裝置主要機件之特定部分施行拆卸並作細部分解之檢修。
四級:對一般機件施行全盤檢修，各重要機件施行重整之檢修。
19.軌道的種類及應用
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火車和軌道看起來是維持鐵路運行不可分割的兩大要素，許多人甚至以為軌道是為了適應火車而發明的。事實上，軌道的歷史遠比火車的發明早得多。
鐵路創設初期，使用的是「L」字型斷面的鐵鑄條，這些鐵鑄條被安置在排列好的木枕上，鐵軌的雛形就此產生。隨著冶鐵技術的不斷改進，鐵鑄條逐漸被「工」字型斷面的鋼軌取代，這也成為現代鋼軌系統的主流。
通常，鐵路結構可以分為四大部分：鋼軌、枕木、扣件和道床。
鋼軌：鐵軌與列車車輪直接接觸的部分。
枕木：支撐鋼軌，保持鋼軌間距離的架構。
扣件：固定鋼軌與枕木的零件。
道床：位於鐵軌最下方的基礎，通常由有稜有角的石頭構成。
兩條鋼軌內緣間的最短距離被稱為「軌距」（gauge）。英國在1846年制定鐵路軌距標準法，將4尺8吋半（1,435毫米）定為標準軌距並沿用至今。比標準軌距寬的稱為「寬軌」，比標準軌距窄的稱為「窄軌」。
臺灣高鐵、臺北捷運(除文湖線)、高雄捷運、臺中捷運及桃園機場捷運都採用1,435毫米的標準軌距。而臺鐵則採用1,067毫米的軌距。臺糖鐵路和阿里山森林鐵路使用762毫米的窄軌軌距，烏來臺車則使用545毫米的鐵軌，這些都屬於窄軌系統。
20.火車的換道方式
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當火車需要從主幹線切換到支線，或者從支線切換到主幹線時，需要一個能夠引導車輪進入不同軌道的系統，這個系統稱為「道岔」。道岔由特殊的活動軌道裝置和控制這些裝置的「轉轍器」構成，利用鋼軌的導引，讓列車順利駛入不同的路線。
根據路線分歧的方向和數量，道岔可以分為多種類型，包括左開或右開的單開道岔、連接兩條平行軌道的菱形道岔(剪型道岔)，以及雙開、三開和用於三軌區間的特殊道岔。
轉轍器則分為手動和電動兩種。手動轉轍器可以在現場由工作人員直接操作，或者在號誌樓內進行人工連動控制，適合列車通行頻率較低的路段。電動轉轍器則由車站內的控制盤操作，或由行控中心（CTC）遠程遙控，適合於繁忙路段的列車運行。
21.奇幻串投-探索投煤的技術與挑戰
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在這個充滿創意與互動的展區中，除了傳統的投煤訓練設施外，我們還精心設計了多項互動體驗裝置，讓參觀者能夠親身體驗投煤的技術與挑戰。
您可以透過這些互動裝置，感受投煤過程中的技巧與樂趣，並在繪圖AR互動區域中，釋放您的創意，將投煤的藝術以全新的方式呈現。
這不僅是一次技能的提升，更是一場奇幻的探索之旅，邀請您一起來發現投煤的無限可能！
22.投煤練習場
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為確保蒸汽火車行駛山線平安順暢，苗栗車站自明治39（1906）年設立苗栗機務段（現苗栗機務分駐所），內部有投煤場、堆煤場等設備以因應蒸汽機車的需求。
雖然鐵路電氣化後蒸汽機車逐漸淘汰，但在苗栗機務段仍保留了一座投煤練習場，用來訓練蒸汽機車乘務員體力及焚火技術，以促進在蒸汽機車運行時，能夠節煤並防止黑煙，提升整體服務品質。
訓練規則:

  • 14分鐘要投完360公斤的煤量
  • 每一循環有八個位置投煤順序及位置不可錯誤
  • 投煤時鐵鏟要翻轉90度以上，煤炭要均勻散開投進火箱內
  • 投煤時手部可越過內火箱后鈑
  • 爐門開關不能有太大的聲音
  • 投煤時煤炭不可投撞拱磚
感謝蒞臨
感謝各位鐵道迷參與這趟意義重大的火車頭園區旅程，
未來，期待你我持續看見台灣鐵道的美好，
在山海間放笛鳴聲，讓更多星星，照亮台灣生命浩瀚的鐵道。
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