Согласно нотации Уайта для классификации паровозов , 4-8-4 представляет собой колесную формулу из четырех ведущих колес на двух осях, восьми приводных и сцепленных ведущих колес на четырех осях и четырех задних колес на двух осях. Этот тип впервые был использован на Northern Pacific Railway и изначально назывался Northern Pacific, но поклонники железных дорог и железнодорожные служащие сократили название с момента его появления. Он наиболее известен как Northern .
.jpg/1280px-Union_Pacific_844,_Painted_Rocks,_NV,_2009_(crop).jpg)
Колесная формула 4-8-4 была развитием типа 4-8-2 Mountain и, как и типы 2-8-4 Berkshire и 4-6-4 Hudson , примером концепции «Super Power» в конструкции паровоза, которая использовала большую топку , которая могла поддерживаться четырехколесной прицепной тележкой, что позволяло производить больше пара. Четырехколесная ведущая тележка обеспечивала устойчивость на скорости, а восемь ведущих колес — большее сцепление. Тип 4-8-4 появился в Соединенных Штатах вскоре после того, как Lima Locomotive Works представила концепцию «Lima Super Power» в 1925 году, производя тяжелые локомотивы 2-8-2 и 2-8-4 . Прототип был построен American Locomotive Company (ALCO) для Northern Pacific Railway (NP) в 1926 году с очень большой топкой с решеткой площадью 100 квадратных футов (9,3 м 2 ), предназначенной для сжигания низкокачественного лигнитового угля. Четырехколесный прицепной грузовик весил примерно на 15 000 фунтов (6,8 т) больше, чем двухколесные грузовики того времени, и мог перевозить дополнительно 55 000 фунтов (25 т) веса двигателя; разница в 40 000 фунтов (18 т) была доступна для увеличения мощности котла. [1]
Тип 4-8-4 появился, когда почти все важные усовершенствования конструкции паровоза уже были проверены, включая пароперегреватели , механические кочегарки , внешний клапанный механизм и прицепную тележку Delta. Цельные литые стальные рамы с цельнолитыми цилиндрами обеспечивали прочность и жесткость для использования роликовых подшипников . В 1930 году компания Timken использовала Timken 1111 , 4-8-4, построенный ALCO с роликовыми подшипниками на всех осях, чтобы продемонстрировать ценность своих герметичных роликовых подшипников. Timken 1111 впоследствии был продан NP, где он стал NP № 2626, их единственным локомотивом класса A-1. [1]
Стабильность колесной формулы 4-8-4 означала, что ведущие колеса диаметром до 80 дюймов (2,0 м) могли использоваться для высокоскоростных пассажирских и быстрых грузовых перевозок. Устройства бокового управления позволяли этим локомотивам проходить относительно крутые повороты, несмотря на восемь пар водителей. Увеличенный размер котла, возможный для этого типа, вместе с высокими осевыми нагрузками, разрешенными на магистральных линиях в Северной Америке, привели к проектированию некоторых массивных локомотивов, некоторые из которых весили до 450 тонн, включая тендер. 4-8-4 подходил как для экспресс-пассажирских, так и для быстрых грузовых перевозок, хотя он не подходил для тяжелых грузовых поездов. [1]
Хотя локомотивы с колесной формулой 4-8-4 использовались в ряде стран, те, которые были разработаны за пределами Северной Америки, включали различные конструктивные особенности, которые отличали их от североамериканской практики. Уменьшенные образцы этого типа экспортировались двумя американскими производителями, ALCO и Baldwin Locomotive Works , для 1000 мм ( 3 фута 3+ Линии колеи 3 ⁄ 8 дюйма ) метра вБразилии. Большинство из них были двухцилиндровыми локомотивами, нобыло построено4-8-4
Поскольку 4-8-4 впервые был использован на Northern Pacific Railway , тип был назван "Northern". Большинство североамериканских железных дорог использовали это название, но некоторые приняли другие названия.
Железная дорога Ричмонда , Фредериксберга и Потомака (RFP) дала каждому из трех классов 4-8-4 отдельное название: «Генерал» в 1937 году, «Губернатор» в 1938 году и «Стейтсмен» в 1944 году.
Большие колеса 4-8-4 были дома на тяжелых пассажирских поездах и вполне могли развивать скорость более 100 миль в час (160 километров в час), но грузоперевозки были основным источником дохода железных дорог; в этой сфере у Northern были ограничения. Сцепной вес на 4-8-4 был ограничен примерно 60% от веса двигателя, не включая собственный вес тендера. Генри Боуэн, главный инженер-механик Канадской Тихоокеанской железной дороги (CPR) с 1928 по 1949 год, испытал первые два CPR K-1a Northern, представленные его предшественником, затем он спроектировал тип 2-10-4 Selkirk , используя тот же котел. Получившийся локомотив T-1a Selkirk имел то же количество осей, что и Northern, но ведущие колеса были уменьшены с 75 до 63 дюймов (1,9–1,6 м) в диаметре, в то время как дополнительная пара ведущих колес увеличила тяговое усилие на 27%. В более поздней версии Боуэн добавил усилитель к прицепной тележке, что позволило Selkirk развивать почти на 50% больше тягового усилия, чем K-1a Northern аналогичного размера.
Когда было продемонстрировано, что трехсекционный дизель-электрический состав EMD F3 , вес которого немного меньше общей массы двигателя и тендера CPR K-1a Northern, может развивать почти в три раза большую тяговую силу, мощные паровозы были сняты с производства так быстро, как только позволило финансирование.
Всего в Австралии эксплуатировалось двадцать три локомотива 4-8-4 , построенных по трем различным конструкциям.
В 1929 году десять 5 футов 3 дюйма ( 1600 мм ) колеи South Australian Railways 500 класса 4-8-2 Mountain типов 1926 года были оснащены паровыми усилителями в виде небольших вспомогательных паровых двигателей для увеличения их мощности. Это потребовало замены их двухколесных прицепных тележек на четырехколесные тележки . Усилитель добавил дополнительные 8000 фунтов силы (36 килоньютонов) к тяговому усилию и позволил увеличить нагрузку локомотива через хребты Маунт-Лофти до 540 тонн. В своей новой конфигурации 4-8-4 они были переклассифицированы в класс 500B. [2]
В 1943 году первый из двенадцати обтекаемых локомотивов класса 520 компании South Australian Railways был доставлен из мастерских Islington в Аделаиде . Хотя это были большие локомотивы, они были спроектированы для работы на облегченном пути 60 фунтов на ярд (30 кг/м), при этом вес двигателя распределялся по восьми осям. Их спаренные колеса диаметром 66 дюймов (1676 мм) были специально сбалансированы для движения со скоростью 70 миль в час (110 км/ч). [3]
Трёхцилиндровый локомотив 4-8-4 класса H железных дорог Виктории , построенный в 1941 году, был разработан для тяжёлых пассажирских перевозок на линии Мельбурн — Аделаида. Прозванный Тяжёлым Гарри , он был самым большим паровозом, построенным в Австралии, и, после NSWGR D57 4-8-2 и класса 500/500B железных дорог Южной Австралии , третьим по мощности несочленённым локомотивом. Он был одним из пяти австралийских классов трёхцилиндровых локомотивов 4-8-4 .
Строительство трех локомотивов началось в мастерских Ньюпорта в 1939 году, и было изготовлено три комплекта рам. Хотя работа была остановлена из-за начала Второй мировой войны , нехватка движущей силы, вызванная возросшим военным трафиком, привела к разрешению на завершение лидера класса H220. Локомотив был введен в эксплуатацию 7 февраля 1941 года, но остался единственным представителем класса, поскольку два других частично построенных локомотива так и не были завершены. Поскольку необходимые обновления линии Аделаиды были отложены, H220 работал только на линии между Мельбурном и Олбери в Новом Южном Уэльсе . [4] [5]
Чтобы восполнить острую нехватку локомотивов в Бразилии после Второй мировой войны, в 1946 году бразильский Departamento Nacional de Estradas de Ferro (DNEF) заказал у ALCO 27 уменьшенных американских локомотивов Niágara 4-8-4. Эти локомотивы были поставлены Viação Férrea do Rio Grande do Sul (VFRGS), которая затем в 1947 году напрямую у ALCO приобрела еще пятнадцать. Они были обозначены как класс 1001. В 1956 и 1957 годах некоторые из них были проданы в Боливию . Baldwin Locomotive Works поставила аналогичные 1000-мм ( 3 фута 3+Локомотивы 4-8-4 колеи 3 ⁄ 8 дюймадо Rede Mineira de Viação (номер RMV от 601 до 604), Rede de Viação Paraná-Santa Catarina (номер RVPSC от 801 до 806) и Noroeste do Brasil ( НОБ № 621–623).[6]
После выхода на пенсию из Национального общества французских химиков ( SNCF ) во Франции французский инженер Андре Шапелон был назначен главным конструктором станков диаметром 1000 мм ( 3 фута 3 дюйма).+Локомотивы 4-8-4 с шириной колеи 3 ⁄ 8 дюйма)на французском государственном консорциуме по сбыту Groupement d'exportation de locomotives en Sud-Amérique (GELSA). В 1949 году между DNEF и GELSA был подписан контракт на строительство 244-8-4с осевой нагрузкой 13 тонн (12,8 длинных тонн; 14,3 коротких тонн). Заказ также включал 662-8-4Berkshire. Все девяносто локомотивов были поставлены к январю 1953 года.
Локомотивы класса 242F Niágara 24 были построены компанией Société de Construction des Batignolles ( Batignolles-Châtillon ). Это были двухцилиндровые локомотивы простого расширения, предназначенные для сжигания местного угля низкого качества с низкой теплотворной способностью, с сопряженными колесами диаметром 60 дюймов (1524 миллиметра) и площадью решетки 58 квадратных футов (5,4 квадратных метра). Они были сопряжены с большими тендерами, вместимостью угля 18 тонн (17,7 длинных тонн; 19,8 коротких тонн). Топка Belpaire включала камеру сгорания, а давление в котле было высоким — 18 стандартных атмосфер (1800 килопаскалей; 260 фунтов на квадратный дюйм). Один из представителей класса был испытан на 1000 мм ( 3 фута 3+Линия Reseau Breton шириной 3 ⁄ 8 дюймаво Франции перед отправкой в Бразилию.[7]
DNEF выделила локомотивы четырем государственным железным дорогам Бразилии. В условиях бразильских железных дорог эти современные локомотивы не пользовались популярностью у местных железнодорожников и использовались не так часто, как ожидалось. Их максимальная нагрузка на ось в 13 тонн (12,8 длинных тонн; 14,3 коротких тонн) ограничивала их полезность, как и их длинные тендеры. В некоторых местах поворотные круги были слишком короткими для поворота локомотивов, и их приходилось поворачивать на треугольниках . Кроме того, строительные спецификации требовали, чтобы локомотив мог развивать максимальную скорость 80 километров в час (50 миль в час) и преодолевать кривые с минимальным радиусом 80 метров (260 футов). Этот последний пункт оказался источником разногласий, когда позже выяснилось, что кривые в некоторых местах имели радиус менее 50 метров (160 футов). В результате локомотивы были вовлечены в ряд сходов с рельсов.
В конце 1960-х годов они были переведены из состава пассажирских поездов первого класса. Некоторые локомотивы, выделенные для Южной Бразилии , также были опробованы в Боливии .
Поскольку канадские магистральные линии обычно прокладывались с использованием рельсов плотностью 115 фунтов на ярд (57 кг/м), канадские локомотивы 4-8-4 были тяжелыми и имели нагрузку на ось до 31,3 коротких тонн (28,4 т).
Когда Канадская национальная железная дорога (CN) представила свой первый 4-8-4 в 1927 году, она использовала название « Конфедерация » для типа, чтобы отпраздновать 60-ю годовщину Канадской конфедерации. CN использовала в общей сложности 160 локомотивов Конфедерации.
Канадская тихоокеанская железная дорога (CPR) экспериментировала с колесной формулой 4-8-4 в 1928 году, когда в ее цехах Angus в Монреале были построены два локомотива класса K-1a , первые локомотивы, построенные с цельной литой стальной рамой в Канаде. Однако, поскольку основные линии CPR строились по высоким стандартам, железная дорога предпочла разработать тип 4-6-4 Hudson для пассажирских перевозок, поскольку он обеспечивал достаточную мощность и был дешевле в обслуживании, в то время как десятисцепной тип 2-10-4 Selkirk был принят для тяжелых работ. Тем не менее, хотя два CPR Northerns остались сиротами, они непрерывно доказывали свою ценность в течение 25 лет на ночных пассажирских поездах между Монреалем и Торонто . До выхода на пенсию в 1960 году они были переоборудованы в нефтяные горелки и работали на грузовых поездах в прериях. [9] [10]
В 1936 году немецкий строитель Henschel & Son поставил десять локомотивов 5 футов 6 дюймов ( 1676 мм ) колеи 4-8-4 для Ferrocarriles del Estado (государственные железные дороги или FdE) Чили , обозначенных Tipo 100. Их называли Super Montañas (супергоры), так как они следовали за Tipo 80 4-8-2 Mountain, который был представлен шестью годами ранее. Они были оснащены механическими кочегарами и тендерами Вандербильта и весили 185 тонн в рабочем состоянии. На испытаниях они выдавали 2355 лошадиных сил (1756 киловатт) при расходе угля 34 килограмма на километр (120 фунтов на милю) и расходе воды 274 литра (60 имперских галлонов; 72 галлона США) на километр. Однако конструкция не была повторена, и FdE вернулась к колесной формуле 4-8-2 с последующими приобретениями. Tipo 100 использовался на линии от Альмеды до Тальки , пока его не заменили дизели в 1969 году. Один из них, № 1009, сохранился в Железнодорожном музее Сантьяго. [11]
В 1933 году железной дороге Пекин-Ханькоу в Китае потребовались новые локомотивы для линии Гуанчжоу - Шаогуань , где уклоны составляли около двух процентов, кривые с радиусом менее 250 метров (820 футов) и мосты с низкой пропускной способностью. Поэтому требовался локомотив с высоким тяговым усилием и низкой осевой нагрузкой. В 1935 и 1936 годах на железную дорогу было поставлено 24 локомотива 4-8-4 серии 600 , спроектированных и построенных в Великобритании компанией Vulcan Foundry . Локомотивы представляли собой значительное улучшение по сравнению с предыдущими конструкциями и включали более эффективный пароперегреватель типа E и дуплексный паровой клапан, что позволяло улучшить парообразование без увеличения котла, в то время как колесная формула 4-8-4 обеспечивала лучшее распределение веса.
После завершения строительства железной дороги Чанша -Гуанчжоу в октябре 1936 года локомотивы были переведены для работы на северном участке между Ханькоу и Чаншей на этой новой магистрали, которая соединяла Гуанчжоу с Тяньцзинем и Пекином .
После создания Китайской Народной Республики локомотивы получили обозначение класса KF China Railways . Некоторые из локомотивов просуществовали до начала 1970-х годов. Один из них, № 607, хранится в Национальном железнодорожном музее в Великобритании [12], а другой находится в Китае в Пекинском железнодорожном музее . [13]
60 паровозов-цистерн 4-8-4 T класса 477 Чехословацких государственных железных дорог представляют собой окончательное развитие тендерного локомотива CKD 4-8-2, но с добавлением четырехколесной прицепной тележки в рамках преобразования в локомотив-цистерну. Один из пяти известных классов трехцилиндровых локомотивов 4-8-4 , они были последними паровозами, поставленными Чехословацким государственным железным дорогам, последняя группа была построена в 1955 году. Используемые в основном для местных пассажирских перевозок, они тянули регулярные поезда по расписанию вплоть до 1981 года.
Три из них сохранились, по состоянию на 2018 год два из них все еще функционировали (013 и 043). [14] [15] [16]
Единственный прототип под номером 242A1 компании Société Nationale des Chemins de fer Français (SNCF) был одним из пяти известных классов трехцилиндровых локомотивов 4-8-4 . Он также отличался, наряду с экспериментальным локомотивом высокого давления Нью-Йоркской центральной железной дороги в Соединенных Штатах, тем, что был одним из двух составных 4-8-4 . Он был перестроен Андре Шапелоном из неудачного трехцилиндрового локомотива 4-8-2 простого расширения 1932 года № 241.101 компании Chemins de Fer de l'État в составной локомотив 4-8-4 . Этот замечательный локомотив достиг необычайной выходной мощности и эффективности в потреблении угля и воды, но больше никаких примеров не было построено, поскольку SNCF сосредоточилась на электрической тяге для своего будущего развития движущей силы. [17]
№ 242A1 прошел испытания во многих испытательных пробегах, которые показали, что этот локомотив по выходной мощности равен существующим в то время электровозам SNCF. Здесь впервые в Европе был представлен паровоз с осевой нагрузкой 20 тонн (19,7 длинных тонн; 22,0 коротких тонн), который был не только по крайней мере таким же мощным, как самый мощный существующий высокоскоростной электровоз, но и мог многократно достигать своей максимальной мощности без каких-либо механических проблем. Развивая 5300 указанной лошадиной силы (4000 киловатт) и с 65 679 фунт-силами (292 килоньютонами) пикового тягового усилия и 46 225 фунт-силами (206 килоньютонов) среднего тягового усилия; ничто в Европе не могло сравниться с ним.
Пока № 242A1 проходил испытания, инженеры-электрики проектировали локомотивы для линии длиной 512 километров (318 миль) между Парижем и Лионом , которую должны были электрифицировать. Рассматривался электровоз, который должен был быть немного мощнее успешного электровоза типа 2-D-2 Париж- Орлеан . Однако, когда стали известны результаты испытаний № 242A1, проект был спешно изменен, чтобы включить максимально возможную грузоподъемность с осевой нагрузкой 23 тонны (22,6 длинных тонны; 25,4 коротких тонны), в результате чего получился класс 9100 грузоподъемностью 144 тонны (141,7 длинных тонны; 158,7 коротких тонны) с выходной мощностью более чем на 1000 лошадиных сил (750 киловатт) больше, чем у оригинальной конструкции.
Поэтому характеристики Mistral и других тяжелых пассажирских экспрессов не были бы столь выдающимися, если бы не существовало № 242A1, и Андре Шапелон, таким образом, косвенно повлиял на конструкцию французских электровозов. Кроме того, № 242A1 продемонстрировал пригодность системы компаундирования Sauvage-Smith для французских условий, а проекты будущих французских паровозов, которые были подготовлены, но так и не были произведены, должны были использовать систему компаундирования Sauvage-Smith.
В эксплуатации № 242A1 был выделен в депо Ле-Мана и в период с 1950 по 1960 год он перевозил экспресс-поезда на расстояние 411 километров (255 миль) между Ле-Маном и Брестом . Однако он недолго оставался в эксплуатации и был снят с эксплуатации и списан в 1960 году.
В 1939 году Deutsche Reichsbahn ввела в эксплуатацию два прототипа трехцилиндровых тяжелых экспресс-локомотивов DRB Class 06 2D2-h3, построенных Krupp в 1938 году. Наряду с единственным 242A1 Société Nationale des Chemins de fer Français (SNCF) и единственным классом H Victorian Railways в Австралии, это был один из пяти известных классов трехцилиндровых локомотивов 4-8-4 . Из-за начала Второй мировой войны и проблем со строительством было произведено только два локомотива.
С тремя цилиндрами 520 на 720 миллиметров (20,47 на 28,35 дюйма), большими спаренными колесами диаметром 2000 миллиметров (78,74 дюйма), высоким давлением в котле 280 фунтов на квадратный дюйм (1900 килопаскалей) и тяговым усилием 55 800 фунтов силы (248 килоньютонов), они были способны развивать максимальную скорость 140 километров в час (87 миль в час) и могли тянуть 650-тонный поезд со скоростью 120 километров в час (75 миль в час). Многие детали, такие как котел, были стандартизированы с тяжелым грузовым локомотивом DRG Class 45. Обтекаемый Class 06, единственный немецкий 4-8-4 , был самым большим паровозом, когда-либо построенным в Германии. Оба локомотива были списаны во Франкфурте и введены в эксплуатацию на линии до Эрфурта . № 06.002 был разбомблен и уничтожен во время боевых действий, а № 06.001 просуществовал до 1951 года, когда его списали и отправили на слом. [18]
Котлы как 06, так и 45 были спроектированы по образцу Роберта Гарбе и Ричарда Пауля «Кунибальда» Вагнера , которые считали, что камера сгорания или паровые двигатели с двойным расширением не нужны при использовании перегретого пара . В то время как железные дороги DB в ФРГ спасли конструкцию Class 45, оснастив ее крайне необходимым механическим кочегаром , не было необходимости в мощных экспресс-локомотивах Class 06; когда экспресс-сообщение возобновилось, дизель-гидравлические и электрические двигатели переменного тока DB Class V 200 и DB Class E 10 сделали любые инвестиции в паровые двигатели до Второй мировой войны неприемлемыми для руководства DB, хотя Фридрих Витте или Адольф Гисль-Гислинген предложили множество усовершенствований.
В 1946 году Ferrocarriles Nacionales de México (N de M) разместила заказы у American Locomotive Company и Baldwin Locomotive Works на шестьдесят локомотивов Niágara для использования на своих основных экспресс-пассажирских перевозках на модернизированных линиях, но заказ был сокращен до 32 в пользу дизель-электрических локомотивов. Эти локомотивы класса QR-1 использовались в основном на линиях к северу от Мехико и получили прозвище La Maquina . Все они были выведены из эксплуатации в конце 1960-х годов. Большинство из них сохранились, а № 3028, хотя и не в рабочем состоянии, хранился до крайнего срока на железной дороге New Hope and Ivyland в Нью-Хоупе, штат Пенсильвания . [ необходима цитата ]
Новая Зеландия приняла узкую колею 3 фута 6 дюймов ( 1067 мм ) для минимизации затрат на строительство железной дороги, и из-за горной местности габарит погрузки был ограничен максимальной высотой 11 футов 6 дюймов (3,51 метра) и шириной 8 футов 6 дюймов (2,59 метра), что сделало его одним из самых ограничивающих габаритов погрузки в мире. Хотя это, несомненно, снизило стоимость строительства двухсот с лишним туннелей на железнодорожной системе, это создало серьезные проблемы для проектировщиков локомотивов, которые усугублялись ограничением нагрузки на ось в 14 длинных тонн (15,7 коротких тонн; 14,2 тонны). [19]
После Советского Союза и Южной Африки , Новозеландское управление железных дорог ( NZR ) имело самый большой парк локомотивов 4-8-4 за пределами Северной Америки, с 71 аналогичным локомотивом в классах K , K A и K B. [19 ]
Класс K был разработан RJ Gard в соответствии с требованиями локомотивного суперинтенданта PR Angus и был построен на месте в мастерских Hutt Workshops Новой Зеландии. Первые локомотивы были доставлены в разгар Великой депрессии в 1932 году. Колосниковая решетка площадью 47 квадратных футов (4,4 квадратных метра) и сравнительно большой котел были подвешены низко на узкой раме, чтобы соответствовать ограничениям по высоте, а ограничения по ширине были соблюдены с помощью наклонных боковин кабины и установки двух одноступенчатых воздушных компрессоров перед дымовой коробкой. [19] [20]
После постройки тридцати локомотивов класса K, NZR разработали конструкцию для усиления рамы и ввели другие усовершенствования, такие как роликовые подшипники на всех осях и подогреватели питательной воды ACFI ( Accessoires pour les Chemins de Fer et l'Industrie ). Представленные с 1939 года, они также строились в мастерских NZR, большинство из них имели обтекаемый кожух для покрытия внешних трубопроводов их систем подогревателей питательной воды. Первые 35 локомотивов были обозначены как класс K A и работали на главных линиях Северного острова со старыми локомотивами класса K. [19]
Еще шесть были построены, обозначены как класс K B , для работы на крутой линии Мидленд на Южном острове. Эти локомотивы были оснащены усилителями прицепной тележки, которые увеличивали их тяговое усилие на 6000 фунтов силы (27000 ньютонов). [19]
Иногда эти 4-8-4 развивали скорость до 75 миль в час (121 километр в час). Обтекаемые кожухи классов K A и K B были сняты в конце 1940-х годов, когда подогреватели питательной воды ACFI были заменены паровыми инжекторами. Последний из этих локомотивов был снят в 1968 году из-за дизелизации . Семь из них были сохранены, номера класса K 900, 911 и 917, номера класса K A 935, 942 и 945 и номер класса K B 968. [21] [22]
В период с 1953 по 1955 год Южноафриканские железные дороги (SAR) ввели в эксплуатацию пятьдесят локомотивов класса 25NC 4-8-4 Northern. Разработанные под руководством главного инженера-механика LC Grubb, одиннадцать из этих локомотивов были построены North British Locomotive Company (NBL), а 39 — Henschel & Son. Их обслуживали тендеры типа EW1 , которые ездили на шестиколесных тележках. Было построено две версии одного и того же локомотива, причем Class 25NC был версией без конденсации, отсюда и суффикс «NC» к номеру класса. [23] [24]
Девяносто конденсационных локомотивов класса 25 были введены в эксплуатацию одновременно, приобретенные в качестве средства для решения проблемы нехватки адекватных запасов подходящей локомотивной воды в засушливом Кару . Проектирование конденсационного аппарата двигателя и огромного конденсационного тендера было выполнено компанией Henschel, которая построила один локомотив в комплекте с тендером, а также шестьдесят конденсационных тендеров, на которые у них был патент. Остальные 89 конденсационных локомотивов и тридцать тендеров были построены компанией NBL. [23] [24]
_Tender.JPG/1280px-SAR_Class_25_3511_(4-8-4)_Tender.JPG)
Конденсационные тендеры типа CZ были немного длиннее своих двигателей. Треть общей длины тендера занимали водяной бак и угольный бункер, а остальное занимали восемь больших радиаторов с каждой стороны, охлаждаемых пятью паровыми вентиляторами, установленными на крыше. Роликовые подшипники использовались во всех этих локомотивах, включая соединительные и шатуны, поршневые пальцы крейцкопфа, а также трехосные тележки как стандартных, так и конденсационных тендеров. Ведущие тележки и сцепленные колеса имели буксы типа Cannon. Цилиндры и рамы были отлиты как единое целое, в то время как стальные цилиндры и паровые ящики были снабжены чугунными вкладышами. Рамы тендеров обоих типов локомотивов также были цельными стальными отливками с водяным дном. Поскольку они были полностью установлены на роликовых подшипниках, для перемещения этих больших локомотивов требовалось очень мало усилий. [23] [24]
На конденсационных локомотивах отработанный пар рециркулировался и конденсировался обратно в воду для повторного использования. Поскольку пар не выбрасывался в дымоход, дымовая камера содержала вентилятор с приводом от паровой турбины под дымоходом, чтобы поддерживать тягу. Наглядным доказательством этой измененной и немного более длинной дымовой камеры является передняя часть дымовой камеры локомотива в виде банджо. Конденсационная система оказалась чрезвычайно эффективной и сократила потребление воды на целых 90%, используя одну и ту же воду до восьми раз, что дало Классу 25 запас хода в 800 километров (500 миль) между заправками водой. Кроме того, горячая конденсатная питательная вода привела к значительному сокращению потребления угля. [23]
_Tender.JPG/1280px-SAR_Class_25NC_3480_(4-8-4)_Tender.JPG)
Однако, локомотив класса 25 был сложным, требующим большого технического обслуживания, особенно для турбинных вентиляторов в дымовой коробке, чьи лопатки приходилось часто менять из-за повреждения твердыми частицами в выхлопе. Столь же сложный конденсационный тендер также требовал частого технического обслуживания. В период с 1973 по 1980 год, отчасти из-за распространения электрической и дизель-электрической тяги, все, кроме трех локомотивов, были переоборудованы в локомотивы со свободным выхлопом и без конденсации и переклассифицированы в класс 25NC. В процессе их конденсационные тендеры также были перестроены в обычные угольно-водяные тендеры путем удаления конденсационных радиаторов и вентиляторов на крыше и замены их массивным круглым водяным баком. Поскольку тендеры были построены на одинарных литых стальных основных рамах, было нецелесообразно пытаться их укоротить. Локомотивы с этими перестроенными тендерами типа EW2 вскоре получили прозвище Worshond (Собака-сосиска или такса). [25]
Class 26 , широко известный как Red Devil , был перестроен из построенного Henschel Class 25NC № 3450 инженером-механиком Дэвидом Уордейлом . Перестройка проводилась в мастерских Salt River SAR в Кейптауне и основывалась на принципах, разработанных аргентинским инженером-механиком Ливио Данте Порта . Основными целями модификаций были улучшение скорости сгорания и пропаривания для снижения выбросов ненужного черного дыма и преодоления проблемы шлакообразования. Это было достигнуто за счет использования системы сжигания газогенератора (GPCS), которая основана на газификации угля на низкотемпературном слое горения, так что газы затем полностью сгорают над слоем горения. GPCS минимизирует количество воздуха, втягиваемого через слой горения, основным источником воздуха, необходимого для горения, являются вспомогательные воздухозаборники по бокам топки над слоем горения. [26] [27] [28]
Модифицированный локомотив стал единственным локомотивом класса 26. По сравнению с немодифицированным локомотивом класса 25NC, Red Devil достиг 28% измеренной экономии угля и 30% измеренной экономии воды, измеренной во время грузовых перевозок, и 43% увеличения тяговой мощности на основе максимальной зарегистрированной тяговой мощности. Его приблизительный максимальный диапазон при полной загрузке грузовых перевозок на 1% к 1+1 ⁄ 4 % уклонов составлял 700 километров (430 миль) на основе его угольной вместимости и 230 километров (140 миль) на основе его водной вместимости. Максимальная зарегистрированная грузовая нагрузка, перевозимая относительно уклона, составляла 900 тонн (890 длинных тонн; 990 коротких тонн) на уклонах 2%, и он мог тянуть 650-тонный (640 длинных тонн; 720 коротких тонн) пассажирский поезд с постоянной скоростью 100 километров в час (62 мили в час) на уклонах 1%. Однако большая мощность Red Devil также оказалась его единственной слабостью. Class 25NC уже показал себя скользким, а гораздо более мощный Class 26, по сути, с теми же размерами, что и Class 25NC, был еще хуже. Он плохо работал при старте или на низких скоростях на крутых уклонах. [25] [26] [27]
За пределами Северной Америки крупнейшим парком локомотивов 4-8-4 был класс P36 Советских железных дорог (СЖД) или советских железных дорог , из которых 251 был построен Коломенским локомотивным заводом в период с 1949 по 1956 год. Как последний советский стандартный класс паровоза, класс P36 имел некоторые общие компоненты и конструктивные особенности с более ранними стандартными советскими конструкциями, такими как L class 2-10-0 Decapod type и LV class 2-10-2 Santa Fe type, а также некоторые общие характеристики с P34 class 2-6-6-2 Mallet и P38 class 2-8-8-4 Yellowstone type Mallet. Например, классы P36 и LV использовали один и тот же подогреватель питательной воды , изготовленный Брянским машиностроительным заводом. Помимо трех полностью обтекаемых локомотивов типа Baltic 4-6-4 , они были единственными полуобтекаемыми паровозами, построенными в России. [ необходима ссылка ]
.jpg/1280px-Passenger_steam_locomotive_P36-001_(01).jpg)
Класс P36 был одним из лучших классов пассажирских паровозов, построенных в Советском Союзе. Они имели котлы с 243,2 квадратных метра (2618 квадратных футов) поверхности нагрева, которые имели рабочее давление котла 1,5 мегапаскаля (220 фунтов на квадратный дюйм). По всему котлу были установлены роликовые подшипники российского производства, а котлы были спроектированы для обеспечения непрерывной производительности пара 57 килограммов (126 фунтов) на один квадратный метр (11 квадратных футов) поверхности нагрева в котле. С его цилиндрами 575 на 800 миллиметров (22,6 на 31,5 дюйма) и спаренными колесами диаметром 1850 миллиметров (72,83 дюйма), он мог легко достигать скорости до 125 километров в час (78 миль в час) с пассажирскими поездами весом до 800 тонн (790 длинных тонн; 880 коротких тонн). [ необходима цитата ]
Класс P36 впервые появился на Октябрьской железной дороге (Октябрьская железная дорога) для перевозки основных экспрессов между Москвой и Ленинградом , но они не остались на этой 650-километровой (400 миль) магистральной линии. Дизели заняли свое место всего через несколько лет, и локомотивы класса P36 были переведены на другие линии и депо, такие как линии Москва– Курск и Москва –Рязань , Калинин , Красноярск , Белорусская железная дорога , Мелитопольское депо, Куйбышевское и Александровское депо. [ требуется ссылка ]
Позже, когда электрификация и дизелизация расширились, многие из локомотивов класса P36 были переведены на работу на Львовскую , Дальневосточную , Восточно- Сибирскую и Забайкальскую железные дороги. Последний был снят с регулярного обслуживания экспресс-пассажирских поездов в 1974 году. Все они были поставлены в полностью рабочем состоянии и хранились в резерве на случай чрезвычайного спроса. В определенные промежутки времени локомотивы снимались со склада, пропаривались и использовались для перевозки поездов, чтобы проверить состояние локомотивов. В конце 1980-х годов эти стратегические резервы локомотивов были расформированы, а локомотивы класса P36 были распределены по музеям и на сохранение. Некоторые из них, которые не использовались регулярно более пятнадцати лет и находились в наихудшем механическом состоянии, были списаны. Было обнаружено, что роликовые подшипники больше всего пострадали от простоя. Когда Министерство путей сообщения России ввело новые компьютеризированные номера классов, класс P36 получил обозначение классов 1000.0001–1000.0251. В 1990-х годах, после распада Советского Союза, некоторое количество поездов было продано частным операторам. [ необходима цитата ]
Пассажирские экспресс-локомотивы класса 242F 4-8-4 были разработаны Red Nacional de los Ferrocarriles Españoles (RENFE) в 1955 году и отличались исключительно хорошими пропорциями. Разработанные на основе предыдущего типа 4-8-2 Mountain, они имели улучшенные паропроводы и развивали на 30–40 процентов больше мощности на средних скоростях и высокой скорости. Десять таких локомотивов были построены La Maquinista Terrestre y Maritima SA в Барселоне для сжигания мазута. Они имели дымовые дефлекторы типа Witte и были оснащены двойной дымовой трубой KylChap (Kylälä-Chapelon), подогревателем питательной воды Worthington и устройством смягчения воды Traitement Integral Armand (TIA). Для повышения комфорта локомотивной бригады в кабинах были деревянные полы, установленные на пружинах, а сиденья машиниста и кочегара также были подпружинены, что было очень полезным улучшением для длительных поездок по плохим путям. Эти локомотивы были окрашены в зеленый цвет, когда их вывезли с завода в Барселоне, и поэтому их прозвали Los Verdes (Зеленые). [ необходима цитата ]
Класс 242F был самым быстрым испанским паровозом. При испытании на линии от Барселоны до Таррагоны на протяжении 10,4 миль (16,7 км) практически ровной и прямой линии между Виланова-и-ла-Желтру и Сан-Висент скорость, превышающая 84 мили в час (135 километров в час), была достигнута дважды, сначала с поездом весом 430 тонн, а затем с поездом весом 480 тонн. Испытания высокой пропускной способности проводились между Мадридом и Авилой , когда поезд весом 426 тонн, включая динамометрический вагон, тянулся с постоянной скоростью 70,3 миль в час (113,1 км/ч) вверх по уклону 0,35% (1 из 286), 57,2 миль в час (92,1 км/ч) вверх по уклону 1,05% (1 из 95) и 39,1 миль в час (62,9 км/ч) вверх по уклону 2+1 ⁄ 4 %(1 из 44,5). Валовые показатели лошадиных сил, зафиксированные с помощью динамометрического вагона, составили 1790, 2350 и 2320 соответственно, расчетная мощность на рельсе составила 2600, 3400 и 3580. Последняя мощность соответствует примерно 4000 указанных лошадиных сил (3000 киловатт).
С этими локомотивами были некоторые опасения по поводу водоснабжения. Вместимость тендера была ограничена всего 6200 имперскими галлонами (28 000 литров), и, поскольку в эксплуатации было мало пунктов водопоя, полная мощность локомотива не всегда использовалась из-за страха нехватки этого важного товара в полузасушливой испанской местности. Например, для 163-километрового (101-мильного) участка между Мединой-дель-Кампо и Бургосом , который поднимается на 131 метр (430 футов) с подъемом на старте, тремя промежуточными остановками, одной остановкой и несколькими маневровыми движениями для присоединения дополнительных вагонов к поезду, количество потребляемой воды составило около 7300 имперских галлонов (33 000 литров). [ необходима цитата ]
Все десять локомотивов были выделены в депо Миранда-де-Эбро для перевозки основных тяжелых экспрессов. В 1960-х годах они были привычным зрелищем во главе главных экспрессов, но в 1971 году их полностью перевели на полускоростные пассажирские поезда и даже на перевозку тяжелых сезонных фруктовых поездов между Кастехоном и Альсасуа с октября по январь. Один локомотив, № 242F.2009, хранится в Мадридском железнодорожном музее . [29]
В 1938 году Уильям Станиер рассматривал конструкцию скоростного пассажирского локомотива 4-6-4 [30] вместе с версией 4-8-4 в качестве большого локомотива для смешанного движения . Война помешала и приостановила разработку скоростных пассажирских локомотивов, но конструкция 4-8-4 была пересмотрена в 1942 году Фэрберном , исполняющим обязанности CME , как возможный послевоенный тип для быстрой установки грузовых поездов. [31]
Хотя паровозов такого типа известно не было, экспериментальный дизель-механический локомотив British Rail 10100 имел такую колесную формулу, но он был списан после того, как поломка коробки передач привела к потере интереса к проекту.
Американский 4-8-4 был тяжелым локомотивом, почти все образцы в Соединенных Штатах имели осевую нагрузку более 30 коротких тонн (27 тонн). На железных дорогах с рельсами от 130 до 133 фунтов на ярд (от 64 до 66 килограммов на метр) разрешалась осевая нагрузка более 36 коротких тонн (33 тонны). Поэтому исключительно тяжелые 4-8-4 были введены на железных дорогах Атчисон, Топика и Санта-Фе (Санта-Фе), Чикаго и Северо-Западной (CNW), Чесапик и Огайо (C&O), Милуоки-Роуд (MILW), Северный Пасифик (NP), Норфолк и Западная (N&W), Спокан, Портленд и Сиэтл (SP&S) и Западный Мэриленд (WM). У Santa Fe Class 2900 была самая большая нагрузка на ось из всех — 38,75 коротких тонн (35,15 тонн), а также это был самый тяжелый 4-8-4 из когда-либо построенных, весом 974 850 фунтов (442 180 кг). Самыми легкими 4-8-4 в Соединенных Штатах были шесть локомотивов класса H-10 из Toledo, Peoria и Western (TPW) с нагрузкой на ось 23 короткие тонны (21 тонна). [32] [33]
Некоторые 4-8-4 использовались на исключительно длинных дистанциях.
Несколько ранних моделей локомотивов 4-8-4 были модифицированы или перестроены в течение срока службы.
Некоторые локомотивы Northern также были перестроены из старых двигателей. В период с 1945 по 1947 год Reading Railroad перестроила тридцать своих тяжелых локомотивов I-10 класса 2-8-0 Consolidations в локомотивы Northern 4-8-4 с усилителями и ведущими колесами диаметром 70 дюймов (1778 миллиметров). На конце дымовой коробки котла было добавлено дополнительное кольцо, что увеличило длину труб котла с 13 футов 6 дюймов (4,11 метра) до 20 футов (6,1 метра), а также была установлена большая дымовая коробка, что увеличило расстояние между трубной пластиной и осевой линией дымохода с 34 дюймов (0,86 метра) до 111 дюймов (2,8 метра). Давление пара было увеличено с 220 до 240 фунтов на квадратный дюйм (от 1500 до 1700 килопаскалей). Было установлено четыре сифона, три в самой топке и один в камере сгорания. Был прикреплен двенадцатиколесный тендер весом 167 тонн в рабочем состоянии, вместимостью 23,5 тонн угля и 19 000 галлонов США (72 000 литров) воды. Была использована новая литая стальная рама с отлитыми заодно цилиндрами и роликовыми подшипниками на всех осях. Они были переклассифицированы в T1 и пронумерованы с 2100 по 2129. Два из этих локомотивов, сохраненных для перевозки специальных поездов, все еще использовались в 1963 году. [41]
Northerns были рабочими лошадками, которые не получили особого общественного признания, за несколькими исключениями. Локомотивы класса GS-4 Golden State компании Southern Pacific (SP), 36 из которых были построены Lima Locomotive Works в 1941 и 1942 годах, были полуобтекаемыми и имели яркую ливрею с широкой оранжевой полосой над колесами под узкой красной полосой, которая доходила до середины окон кабины. Локомотивы возглавляли поезд Coast Daylight на железнодорожной линии Coast Line между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско . Телевизионная программа «Приключения Супермена» была представлена кадром SP GS-4, поскольку диктор объявил, что Супермен «мощнее локомотива». Один из них, Southern Pacific 4449 , был восстановлен и находится в рабочем состоянии. [42]
Даже после исчезновения пара, тип Northern был в центре внимания общественности и, наряду с Union Pacific 844 серии Union Pacific FEF и Norfolk and Western 611 серий Norfolk and Western Class J , среди других Northern, был предпочтительным типом для обеспечения магистральных экскурсий в Соединенных Штатах. Первый является единственным паровозом железной дороги класса I, который никогда не был выведен из эксплуатации. [43]
Большинство североамериканских 4-8-4 были построены ALCO, Lima и Baldwin Locomotive Works, в то время как парк Canadian National Railway был построен Montreal Locomotive Works . Только Canadian Pacific Railway, Norfolk and Western Railway, St. Louis Southwestern Railway (Cotton Belt) и Reading Railroad построили или перестроили свои собственные. [44] Missouri Pacific перестроила один класс своих 4-8-4 из своего класса BK-63 2-8-4.
Тип Northern использовался 37 железными дорогами в Америке, включая 31 железную дорогу в Соединенных Штатах, три в Канаде, одну в Мексике и две в Бразилии. Всего в Северной Америке было менее 1200 локомотивов этого типа, по сравнению с примерно 2500 типами 4-8-2 Mountain и 6800 типами 4-6-2 Pacific . Самый большой парк принадлежал CN и ее дочерней компании Grand Trunk Western Railroad , в общей сложности 203 локомотива. [1] [44]
Во многих странах 4-8-4 был поздним развитием паровоза, близким ко времени упадка пара. Поэтому сохранилось гораздо больше, чем других старых колесных пар, либо на постаментах, либо в музеях, а несколько из них находятся в рабочем состоянии. Некоторые из наиболее известных сохранившихся Northerns по всему миру перечислены здесь по стране происхождения.
