4-4-0 в системе обозначений Уайта обозначает паровоз с колесной формулой из четырех ведущих колес на двух осях (обычно в ведущей тележке ), четырех приводных и спаренных ведущих колес на двух осях и без задних колес .
Впервые построенные в 1830-х годах, локомотивы с таким расположением колес были известны как « стандартный » или « восьмиколесный » тип. В первой половине 19-го века почти каждая крупная железная дорога в Северной Америке владела и эксплуатировала локомотивы этого типа, и многие перестраивали свои локомотивы 4-2-0 и 2-4-0 в локомотивы 4-4-0. [1] [2]
В апреле 1872 года Railroad Gazette использовала название типа « American ». Впоследствии этот тип также стал популярен в Соединенном Королевстве, где его производили в больших количествах. [1]
Подавляющее большинство локомотивов 4-4-0 имели тендеры , хотя было построено несколько танковых локомотивов (обозначенных 4-4-0T).
Спустя пять лет после начала строительства нового локомотива на литейном заводе West Point Foundry в США с 0-4-0 Best Friend of Charleston в 1831 году, первый локомотив 4-4-0 был спроектирован Генри Р. Кэмпбеллом , в то время главным инженером железной дороги Филадельфия, Джермантаун и Норристаун. Кэмпбелл получил патент на конструкцию в феврале 1836 года и вскоре приступил к работе по созданию первого 4-4-0. [1]
В то время локомотив Кэмпбелла 4-4-0 был гигантом среди локомотивов. Его цилиндры имели 14-дюймовый (360 мм) диаметр с 16-дюймовым (410 мм) ходом поршня , он мог похвастаться ведущими колесами диаметром 54 дюйма (1400 мм), мог выдерживать давление пара 90 фунтов на квадратный дюйм (620 кПа) и весил 12 коротких тонн (11 т). Локомотив Кэмпбелла, как предполагалось, мог тянуть поезд весом 450 коротких тонн (410 т) со скоростью 15 миль в час (24 км/ч) по ровному пути, превосходя по тяговому усилию самый сильный из локомотивов Болдуина 4-2-0 примерно на 63%. Однако рама и привод его локомотива оказались слишком жесткими для железных дорог того времени, из-за чего прототип Кэмпбелла был склонен к сходу с рельсов . Наиболее очевидной причиной было отсутствие системы выравнивания веса для машинистов. [1]
Примерно в то же время, когда Кэмпбелл строил свой 4-4-0, компания Eastwick and Harrison строила свою собственную версию 4-4-0. Этот локомотив, названный Hercules , был закончен в 1837 году для железной дороги Beaver Meadow . Он был построен с ведущей тележкой, которая была отделена от рамы локомотива, что делало его гораздо более подходящим для крутых поворотов и быстрой смены уклонов ранних железных дорог. Hercules изначально страдал от плохой колеи, что было исправлено путем установки эффективной системы рессор, когда он был возвращен своему производителю для модернизации. [1]
Несмотря на то, что Hercules и его последователи из Eastwick и Harrison доказали жизнеспособность новой колесной формулы, компания оставалась единственным производителем этого типа локомотива еще два года. Norris Locomotive Works построила первый 4-4-0 этой компании в 1839 году, за ней последовали Rogers Locomotive & Machine Works , Locks & Canals Machine Shop и Newcastle Manufacturing Company в 1840 году. После того, как Генри Кэмпбелл подал в суд на других производителей и железные дороги за нарушение его патента, Болдуин заключил с ним мировое соглашение в 1845 году, купив лицензию на строительство 4-4-0 . [1]
В течение 1840-х годов конструкция 4-4-0 мало изменилась, но размеры типичного образца этого типа увеличились. Котел был удлинен, приводы выросли в диаметре, а площадь колосниковой решетки увеличилась. Ранние 4-4-0 были достаточно короткими, чтобы было практичнее всего соединять поршни с задними приводами, но по мере удлинения котла шатуны чаще соединяли с передними приводами. [1]
В 1850-х годах производители локомотивов начали увеличивать колесную базу ведущей тележки и машинистов, а также тендерных тележек. Разместив оси дальше друг от друга, производители смогли установить более широкий котел полностью над колесами, который выступал за пределы боковин колес. Это дало новым локомотивам повышенную теплопроизводительность и паропроизводительность, что привело к более высокому тяговому усилию. Аналогичным образом, разместив оси ведущей тележки дальше друг от друга, можно было разместить цилиндры между ними в более горизонтальной ориентации, тем самым распределив вес двигателя более равномерно при движении по кривым и неровным путям. Эти достижения в сочетании с все более распространенной адаптацией скотосбрасывателей, колоколов и фар придали локомотивам 4-4-0 внешний вид, за который они наиболее узнаваемы. [1]
Конструкция и последующие усовершенствования конфигурации 4-4-0 оказались настолько успешными, что к 1872 году 60% локомотивов Болдуина были построены именно по этому типу, и, по оценкам, 85% всех локомотивов, эксплуатируемых в Соединенных Штатах, были 4-4-0 . Однако вскоре 4-4-0 были вытеснены более крупными конструкциями, такими как 2-6-0 и 2-8-0 , хотя колесная формула 4-4-0 по-прежнему предпочиталась для экспресс-услуг. Широкое распространение локомотивов 4-6-0 и более крупных в конечном итоге помогло определить его судьбу как продукта прошлого. [1]
Хотя к началу XX века они были в значительной степени вытеснены из североамериканской службы, в начале 1946 года компания Baldwin Locomotive Works изготовила два образца для узкоколейной железной дороги Ferrocarriles Unidos de Yucatán , вероятно, последние локомотивы с такой колесной формулой, предназначенные для общего использования. [3] В последние годы было изготовлено несколько отдельных локомотивов по индивидуальному заказу для тематических парков , внешне напоминающих ранние образцы.
Первыми британскими локомотивами , использовавшими эту колесную формулу, были танковые паровозы 4-4-0 с широкой колеей 7 футов 1⁄4 дюйма ( 2140 мм ) , которые появились в 1849 году. Первым британским тендерным локомотивом , хотя и имевшим ограниченный успех, был ширококолейный класс Waverley компании Great Western Railway , спроектированный Дэниелом Гучем и построенный компанией Robert Stephenson & Company в 1855 году. [4]
Первый британский тендерный локомотив 4-4-0 американского образца на высоте 4 фута 8 дюймов+Стандартная колея шириной 1 ⁄ 2 дюйма (1435 мм), разработаннаяУильямом Боучемдляжелезной дороги Стоктон и Дарлингтонв 1860 году, следовала американской практике с двумявнешними цилиндрами.[5]
Главным вкладом Британии в развитие колесной формулы 4-4-0 стала версия с внутренним цилиндром , которая привела к более устойчивому локомотиву, менее склонному к колебаниям на скорости. Этот тип был представлен в Шотландии в 1871 году Томасом Уитли из North British Railway . [6]
Первые локомотивы 4-4-0 в Австралии были введены в эксплуатацию Южно-Австралийскими железными дорогами в 1859 году. С того первоначального заказа на два локомотива количество таких колесных пар увеличилось и в конечном итоге появилось в большинстве австралийских колоний. Версии тендера, цистерны и седельной цистерны, различающиеся по размеру от небольших локомотивов до экспресс-пассажирских гоночных поездов с ведущими колесами 6 футов 6 дюймов (1981 миллиметров), работали в Виктории , Новом Южном Уэльсе , Западной Австралии и Тасмании на 1067 мм ( 3 фута 6 дюймов ), 1435 мм ( 4 фута 8+1 ⁄ 2 дюйма) и колея1600 мм(5 футов 3 дюйма[7]
Первоначально локомотивы поставлялись британскими производителями, такими как Dübs & Company и Beyer, Peacock & Company ; однако с конца 1870-х по 1880-е годы железные дороги также покупали локомотивы у американских производителей, в основном у Baldwin и несколько у Rogers Locomotive & Machine Works в Нью-Джерси . С 1880-х годов местные фирмы, такие как James Martin & Co. в Гоулере, Южная Австралия , и Phoenix Foundry в Балларате , Виктория, также строили их. В Новом Южном Уэльсе и Виктории 4-4-0 были преобладающими для магистральных пассажирских перевозок до начала 1900-х годов. В Западной Австралии некоторые из них позже были преобразованы в колесную формулу 4-4-2 . [8] [9]
В Финляндии 4-4-0 была представлена классами A1, A2, A3, A4, A5, A6 и A7.
Двухцилиндровые составные тендерные локомотивы 4-4-0 начали появляться на Яве в 1900-х годах. Staatsspoorwegen (SS) заказала 44 таких локомотива у 3 разных производителей: Hanomag , Sächsische Maschinenfabrik (Hartmann) и Werkspoor , и они были импортированы в 1900–1910 годах.
После того, как они уже прибыли на Яву, они были классифицированы как SS Class 600 с ведущими колесами 1503 мм, что намного больше, чем любые эксплуатируемые локомотивы SS в то время, и использовались в качестве основной рабочей лошадки для экспресс-поездов. SS 600 можно было найти, тянущими местные поезда на линиях Танах-Абанг –Рангкасбитунг– Мерак /Лабуан, Мадиун – Кертосоно – Блитар и Бабат – Джомбанг . Некоторые из них также были найдены на линиях Маос– Кройя – Кутоарджо и Сурабая – Пасуруан . Затем SS отправили свои пять SS 600 в Южную Суматру из-за растущих потребностей в железнодорожном транспорте там. Эти локомотивы были временно выведены из активной эксплуатации в 1929–1934 годах во время Великой депрессии из-за их технологии цилиндрового компаунда, которая имела сложную систему механизмов, поэтому SS пришлось экономить свой бюджет, сохраняя эти локомотивы, но они получили обширное техническое обслуживание, поэтому их все еще можно было использовать в обычном режиме.
Во время японской оккупации в 1942 году все частные/государственные железнодорожные компании Голландской Ост-Индии (ныне Индонезия ) были перенумерованы на основе японской нумерации , без исключения SS Class 600 были перенумерованы в B51, и он все еще используется после обретения Индонезией независимости их Djawatan Kereta Api (DKA) или Департаментом железных дорог Республики Индонезия до сих пор. Один блок B51 был снова отправлен в Западную Суматру для обслуживания угольных поездов на линии Муаро– Пеканбару , пока она не закрылась в сентябре 1945 года. Из 44 локомотивов сохранился только B51 12 (бывший SS 612) компании Hanomag . Ранее B51 12 был сортировочным маневровым локомотивом железнодорожной станции Боджонегоро . [10] B51 12 когда-то был статической экспозицией в течение более 30 лет в Железнодорожном музее Амбаравы , прежде чем был окончательно полностью восстановлен в 2012 году для перевозки экскурсионного поезда Амбарава на линии Амбарава–Тунтанг рядом с Эсслингенскими локомотивами 0-4-2 T B25 02 и 03, которые использовались на зубчатой линии между Джамбу и Бедоно.
Между 1895 и 1898 годами компания Pauling & Company поставила 42 тендерных локомотива Falcon F2 и F4 4-4-0 на узкоколейную железную дорогу шириной 2 фута ( 610 мм ) , которая строилась для железной дороги Бейра в Мозамбике . Они были поставлены шестью партиями компанией Falcon Engine & Car Works в Англии и компанией Glasgow Railway Engineering Company в Шотландии. [11] [12] [13]
В эксплуатации эти локомотивы получили прозвище Lawleys в честь субподрядчика по строительству железной дороги Beira. Строительство последней партии из десяти локомотивов F4 было передано Falcon в субподряд Glasgow Railway Engineering Company в Шотландии, и впоследствии их часто называли Drummond F4 . [11] [12] [13] [14]
Falcon F4 был больше и тяжелее, чем более ранний F2, с тяговым усилием, которое было увеличено с 3000 фунтов-сил (13,3 килоньютонов) F2 до 3987 фунтов-сил (17,7 килоньютонов) при давлении в котле 75%. Он мог тянуть 180 длинных тонн (182,9 тонны) вверх по основным уклонам, по сравнению с 160 длинными тоннами (162,6 тонны), которые мог тянуть F2. [12]
Танковые паровозы класса NZR L A 1887 года были построены в Великобритании компанией Nasmyth, Wilson & Company в 1887 году для New Zealand Midland Railway Company . Они были переданы Департаменту железных дорог Новой Зеландии в 1900 году, когда правительство приобрело незавершенную линию Midland .
Когда к 1900 году железная дорога Бейра в Мозамбике была переделана на 3 фута 6 дюймов ( 1067 мм ) и весь парк локомотивов 4-4-0 Lawley был размещен, шесть мозамбикских локомотивов F4 были приобретены железной дорогой Эйршир, которая тогда строилась в Южной Родезии. Они оставались там в эксплуатации до 1914 года, когда эта линия также была переведена на колею Капской колеи и стала веткой Синоя железной дороги Бейры, Машоналенда и Родезии. [11] [12] [14]
В 1907 и 1910 годах компания Tongaat Sugar Estates в Натале приобрела два паровоза-цистерны 4-4-0 у WG Bagnall для своей линии колеи 2 фута ( 610 мм ). Эти паровозы имели цилиндры размером 9 на 14 дюймов (229 мм × 356 мм). Еще одиннадцать подобных паровозов, но с цилиндрами размером 10 на 15 дюймов (254 мм × 381 мм), были поставлены тем же производителем между 1926 и 1946 годами. [ необходима цитата ]
В 1915 году тринадцать списанных узкоколейных локомотивов Falcon F2 и F4 железной дороги Бейра были приобретены у Мозамбика силами обороны Союза для использования в Южной Африке , где они заменили локомотивы, которые были реквизированы для военных нужд в Германской Юго-Западной Африке во время Первой мировой войны . По окончании войны Южноафриканские железные дороги сохранили их, прежде чем вернуть в эксплуатацию в 1921 году. Когда между 1928 и 1930 годами была введена система группировки узкоколейных локомотивов по классам, они были классифицированы как класс NG6 . [11] [14]
В 1936 году Бэгнолл построил один танковый локомотив 4-4-0, названный Burnside , с 11+Цилиндры размером 1 ⁄ 2 на 15 дюймов (292 на 381 миллиметр) для 2 футов 0+Линия колеи 1 ⁄ 2 дюйма (622 мм) сахарной плантации Natal Estates в Маунт-Эджкомб в Натале. [ необходима ссылка ]
Третий локомотив 4 футов 8 дюймов+1 ⁄ 2 дюйма(1435 мм) стандартной колеи Natal Railway Company был доставлен в январе 1876 года, через шестнадцать лет после открытия железной дороги. Это был боковой танк-паровоз 4-4-0, построенныйKitson & Companyи названный Perseverance . Это был последний локомотив стандартной колеи, который был получен Natal Railway Company до созданияNatal Government Railwaysв 1877 году и перехода со стандартной колеи на3 фута 6 дюймов(1067 мм) Cape gauge .[15][16]
Семь локомотивов с боковыми цистернами были построены для Cape Government Railways (CGR) компанией Robert Stephenson & Company в 1875 году. Поскольку они оказались быстрыми и надежными двигателями, в 1880 году были поставлены еще четыре, построенные Neilson & Company и практически идентичные предыдущим семи, но оснащенные небольшими дополнительными четырехколесными водными тендерами. Все они были обозначены как 1-й класс , когда CGR ввела систему классификации локомотивов. [15] [17]
В 1879 году Cape Government Railways ввели в эксплуатацию четыре тендерных локомотива 1-го класса , построенных Avonside Engine Company . Они предназначались для скоростного обслуживания пассажиров в системах Cape Western и Eastern, а в 1880 году за ними последовало еще одиннадцать от Neilson & Company. [15] [17]
В 1881 году CGR ввела в эксплуатацию еще шесть локомотивов-танкеров 1-го класса на своей системе Cape Midland. Они были построены Neilson & Company как локомотивы-тендеры без бортовых угольных бункеров и с постоянно прикрепленными угольными и водяными тендерами. Два из них стали классом 01 Южноафриканских железных дорог в 1912 году. [15] [17]
Между 1882 и 1891 годами одиннадцать танковых локомотивов 4-4-0T для пригородной линии Винберг в Кейптауне были доставлены в CGR от Neilson and Dübs & Company . Обозначенные как 2-й класс и известные как танки Винберга , десять из них стали классом 02 Южноафриканских железных дорог в 1912 году. [11] [15]
В 1882 году два паровоза-цистерны под названием Грэхэмстаун и Батерст начали обслуживать пассажиров на частной железной дороге Коуи между Грэхэмстауном и Порт-Альфредом, которая в то время еще строилась. [15]
Восемнадцать тендерных пассажирских локомотивов были доставлены CGR компанией Neilson & Company в 1883 году, обозначены как 3-й класс . Они были заказаны для пассажирских перевозок из Кейптауна , Ист-Лондона и Порт-Элизабет соответственно и были оснащены шестиколесными тендерами. [11] [15]
В 1884 году CGR ввела в эксплуатацию два экспериментальных тендерных локомотива 3-го класса , разработанных Cape Eastern System для использования местного низкосортного угля с высоким содержанием негорючих веществ. [15]
В 1889 году CGR ввела в эксплуатацию 24 тендерных локомотива 3-го класса . Они были первыми локомотивами, которые были построены в большом количестве по детальным чертежам, подготовленным на мысе Доброй Надежды . [15]
В 1898 году CGR разместила шесть локомотивов Wynberg Tender 3-го класса для обслуживания пассажиров на пригородных линиях Кейптауна. [11] [15]
В 1901 году CGR разместила еще шесть локомотивов 3-го класса Wynberg Tender на пригородных линиях в Кейптауне. Они были более тяжелой и мощной версией локомотивов 1898 года и были построены для скорости, с самыми большими сцепленными колесами среди всех локомотивов CGR на тот момент — диаметром 60 дюймов (1520 миллиметров). [11] [15]
В 1903 году CGR разместила последние восемь тендеров 3-го класса Wynberg на пригородных линиях в Кейптауне. Хотя на первый взгляд они казались практически идентичными локомотивам 1901 года, они были тяжелее и мощнее. [11] [15]
Классы 4-4-0T начали появляться на линиях с широкой колеей 7 футов 1 ⁄ дюймов ( 2140 мм ) в Соединенном Королевстве с 1849 года. Great Western Railway построила свои седельные цистерны класса Bogie для South Devon Railway в 1849 году, а другие для собственного использования в 1854 и 1855 годах. Между 1851 и 1876 годами South Devon Railway приобрела еще шесть классов седельных цистерн , а Vale of Neath Railway — еще девять. Bristol and Exeter Railway ввела несколько классов 4-4-0ST после 1855 года. [18]
Уильям Адамс построил серию стандартных классов 4-4-0T для железной дороги North London Railway между 1863 и 1876 годами. Затем он построил класс LSWR 46 для железной дороги London and South Western Railway в 1879 году. Другие британские типы 4-4-0T включали класс A для Metropolitan Railway , построенный Beyer, Peacock & Company с 1864 года, и класс O для Highland Railway 1878 года и класс P в 1893–94 годах. Также в 1864 году Джон Лэмби из Caledonian Railway построил двенадцать локомотивов класса 1 4-4-0T.
Между 1876 и 1903 годами Сэмюэл Джонсон из Midland Railway построил 350 внутренних цилиндрических тендерных локомотивов различных конструкций, в частности, Midland Railway 483 Class . Этот тип был особенно усовершенствован Джоном Ф. Макинтошем из Caledonian Railway с его классами Dunalastair и Breadalbane 1896–1898 годов. Кроме того, Уилсон Уорсделл из North Eastern Railway спроектировал шесть классов между 1896 и 1909 годами. Другие известные классы включали класс T9 London & South Western Railway 1899 года и класс Precursor 1904 года London & North Western Railway. [ 6]
С середины 1890-х годов и до окончания Первой мировой войны внутренний цилиндр 4-4-0 был стандартным типом для пассажирских поездов British Express , хотя в более поздние годы несколько классов также использовались в смешанном сообщении . [6]
Great Western Railway (GWR) предпочла сохранить внешние рамы на своих внутренних цилиндрах 4-4-0. Один из представителей класса City , City of Truro , спроектированный Джорджем Джексоном Чёрчвордом и построенный на заводе GWR в Суиндоне в 1903 году, по общему мнению, был первым паровозом в Европе, который развивал скорость свыше 100 миль в час (160 километров в час), достигнув скорости 102,3 мили в час (164,6 километра в час) 9 мая 1904 года во время перевозки специального почтового сообщения Ocean Mails из Плимута в лондонский Паддингтон .
Хотя к 1920 году внутренние цилиндры 4-4-0 были в значительной степени заменены более крупными локомотивами для магистральных экспресс-поездов, этот тип продолжал использоваться в Шотландии и Восточной Англии, где линии, которые не могли поддерживать более тяжелые или большие локомотивы, были обычным явлением. Таким образом, как классы Claud Hamilton Great Eastern Railway с 1900 по 1911 год, так и классы Director Great Central Railway с 1920 года были увековечены London & North Eastern Railway в 1923 году. До 1932 года London, Midland & Scottish Railway также продолжала строить свой класс 2P традиционных внутренних цилиндров 4-4-0 для второстепенных пассажирских перевозок.
Эксперименты с трехцилиндровыми составными локомотивами проводили Уилсон Уорсделл из Северо-Восточной железной дороги в 1898 году, Сэмюэл Джонсон из Мидлендской железной дороги в 1901 году и Фрэнсис Уэбб из Лондонской и Северо-Западной железной дороги . Из них наиболее успешным было развитие конструкции Джонсона Ричардом Дили из Мидлендской железной дороги в класс 1000. Этот класс продолжал строиться Лондонской , Мидлендской и Шотландской железной дорогой (LMS) после 1905 года, до 1932 года с почти идентичным LMS Compound 4-4-0 .
Британские трехцилиндровые простые локомотивы расширения (симплекс) включали LNER Class D49 Hunt and Shire 4-4-0 Найджела Гресли 1927–28 годов. Однако самым мощным и одним из самых успешных проектов 4-4-0, когда-либо построенных, был класс Schools Южной железной дороги , разработанный Ричардом Маунселлом и построенный между 1930 и 1935 годами. Они использовались на второстепенных экспрессах между Лондоном и городами Южного побережья, до их отзыва в 1962 году. [19]
Поскольку первые локомотивы в США были импортированы из Великобритании, британские 4 фута 8 дюймов+Стандартная колея 1 ⁄ 2 дюйма(1435 мм)также была принята первыми железными дорогами США. Когда в 1831 году в США началось строительство новых локомотивов, некоторые новые железные дороги выбрали другую колею, что привело кразрыву колеи, когда железные дороги начали соединяться. Помимо проблем с перегрузкой грузов, другим результатом стало то, что новые локомотивы для некоторых из этих железных дорог приходилось доставлять на платформах.
4-4-0 сыграли важную роль в развитии железнодорожного транспорта в Соединенных Штатах. Некоторые из известных локомотивов 4-4-0, которые служили на железных дорогах Соединенных Штатов:
К 1910 году 4-4-0 считался устаревшим, его заменили Mikados, Pacific и другие более крупные паровозы, хотя они продолжали служить в некоторой степени до 1950-х годов. Последний 4-4-0, который был построен, был миниатюрным продуктом Baldwin для Ferrocarriles Unidos de Yucatán в 1945 году. Менее сорока 4-4-0 сохранились в Соединенных Штатах, не считая репродукций. [1]
Между 1959 и 1989 годами компания Crown Metal Products Company из Уайано, штат Пенсильвания, построила паровые копии классических конструкций 4-4-0 для использования в парках развлечений . Самые большие из них, которых было выпущено 18 штук, ездили по узкоколейной колее шириной 3 фута ( 914 мм ) . Большинство из них были созданы по образцу американских конструкций 19-го века, но те, что были произведены для Busch Gardens, имели европейский стиль. Хотя Crown Metal Products прекратила свою деятельность в 1989 году, многие из их локомотивов продолжают ежедневно работать в таких парках, как Kings Island , Worlds of Fun и Omaha Zoo Railroad в зоопарке и аквариуме Henry Doorly в Омахе .
В США и Канаде до сих пор эксплуатируется несколько полноразмерных паровозов 4-4-0, построенных до 1945 года . [32] [33] Ниже приведен список мест, где есть хотя бы один рабочий образец, а также пути, по которым его можно эксплуатировать.