4-2-2

Informacje na temat wykorzystania w produkcji wideo można znaleźć w części Podpróbkowanie Chroma .

Midland Railway 115 klasa 4-2-2

Zgodnie z notacją Whyte'a dla klasyfikacji lokomotyw parowych , 4-2-2 oznacza układ kół z czterema kołami prowadzącymi na dwóch osiach, dwoma napędzanymi kołami napędowymi na jednej osi i dwoma kołami wleczonymi na jednej osi.

Inne równoważne klasyfikacje to:

Klasyfikacja UIC : 2A1

Klasyfikacja francuska : 211

Klasyfikacja turecka : 14

Klasyfikacja szwajcarska : 1/4

Podobnie jak inne typy lokomotyw parowych z pojedynczymi parami kół napędowych, były one również znane jako pojedyncze .

Historia

Rysunek techniczny pierwszej lokomotywy Borsig

Konfiguracja 4-2-2 oferowała projektantom osiem kół do rozłożenia ciężaru większej lokomotywy, ale zanim wózki ( wynalezione w latach trzydziestych XIX wieku) stały się popularne, stworzyły długi, sztywny rozstaw osi o ograniczonej przyczepności . W rezultacie typ ten był stosunkowo rzadki aż do lat siedemdziesiątych XIX wieku. Pierwsza lokomotywa parowa wyprodukowana przez Borsig z Berlina w 1841 roku, Borsig nr 1, była 4-2-2, ale firma szybko powróciła do bardziej powszechnej konfiguracji 2-2-2 .

wydarzenia w Wielkiej Brytanii

London and North Western Railway nr 3020 Cornwall została zbudowana jako 4-2-2 w Crewe Works w 1847 r., Ale została gruntownie przebudowana i przekształcona w 2-2-2 w 1858 r.

Iron Duke czekają na złom

Jedynym obszarem, w którym ten typ okazał się przydatny, były lokomotywy szerokotorowe , gdzie ostre zakręty były mniejszym problemem. Daniel Gooch zbudował 29 egzemplarzy swojej klasy lokomotyw ekspresowych Iron Duke dla Great Western Railway w latach 1847-1855. Miały one koło napędowe o średnicy 8 stóp . Dwadzieścia przykładów podobnego projektu zostało zbudowanych dla Bristol and Exeter Railway po 1849 roku przez Stothert & Slaughter w Bristolu . Ponieważ oba zestawy kół prowadzących są montowane niezależnie w ramach w tych klasach, są one czasami opisywane jako (2-2)-2-2, a nie 4-2-2.

Pierwszy 4-2-2 z wózkiem został zbudowany przez Archibalda Sturrocka z Great Northern Railway (GNR) w 1853 r. Miał on 7 stóp 0 cali (2,134 m) bezkołnierzowych kół napędowych i odniósł tylko umiarkowany sukces, mając tendencję wykoleić się W latach siedemdziesiątych XIX wieku ulepszona konstrukcja wózków zapewniająca większą elastyczność umożliwiła projektantom tworzenie szybkich ekspresowych lokomotyw pasażerskich tego typu o standardowym rozstawie. Na GNR Patrick Stirling zbudował 53 egzemplarze z zewnętrznymi cylindrami w Doncaster Works w latach 1870-1895 do użytku na głównej linii East Coast między London King's Cross i York . Biegały ze średnią prędkością ponad 60 mil na godzinę podczas wyścigu na północ i nazywano je ośmiostopowymi ze względu na koło napędowe , które miało ponad 8 stóp średnicy. Następca Stirlinga, Henry Ivatt, zbudował kolejnych dwanaście singli w latach 1898-1901, zanim przeszedł do większych projektów 4-4-2 .

Atrakcyjność „pojedynczych” (4-2-2 lub innych) polegała na tym, że dzięki efektowi „przekładni” dużych pojedynczych kół napędowych lokomotywa mogła osiągać duże prędkości, podczas gdy prędkość robocza tłoków silnika i mechanizmu zaworowego pozostał stosunkowo niski. Było to ważne ze względu na stosunkowo nieskomplikowane układy smarowania dostępne w tamtym czasie, przy czym wiele części ruchu silnika wymagało „naoliwienia” przy nieruchomej lokomotywie przed i po jeździe lub podczas dłuższych podróży przez jedną z załogi zabierając się na platformę do biegania , aby naoliwić wymagane części podczas jazdy. Niska prędkość tłoka oznaczała również, że zapotrzebowanie na parę w kotle byłoby stosunkowo niskie, co pozwoliłoby na mniejszy, lżejszy kocioł.

Przed opracowaniem projektów „dużych kotłów” w latach 90. XIX wieku wiele kotłów nie było w stanie zapewnić dopływu pary wymaganej dla lokomotywy o małych kołach poruszającej się z dużą prędkością, co wymagało dużych kół napędowych pojedynczego. Przy prędkości 70 mil na godzinę koła napędowe „ośmiostopowego” singla obracałyby się z prędkością 245 obrotów na minutę, w przeciwieństwie do 327 obrotów kół napędowych „sześciostopowego”. Lokomotywa ze sprzężonymi kołami również odczuwała dodatkowy opór toczenia z powodu obecności prętów sprzęgających między kołami napędowymi, co powodowało niewielki, ale wymierny opór wynikający z niewielkich różnic w średnicy kół napędowych, które były nominalnie tej samej wielkości. Oznaczało to, że bez drążków sprzęgających przy danej prędkości lokomotywy koła napędowe obracałyby się z bardzo nieznacznie różną prędkością, ale drążki sprzęgające i osie wymuszały obracanie się kół napędowych z tą samą prędkością, przy czym dodatkowa praca była ponoszona jako siła wiązania w łożyskach drążka sprzęgającego. Oprócz tej siły źródłem oporów toczenia były same łożyska drążków sprzęgających. Dodatkowo każda oś napędowa lokomotywy musiała być podparta na dużych łożyskach ślizgowych , z wymaganym dodatkowym smarowaniem, wprowadzając potencjalny punkt uszkodzenia mechanicznego poprzez przegrzanie i znaczne źródło tarcia. Z tylko jedną osią napędową, „pojedynczy” miał znacznie mniejszy opór toczenia niż czterosprzęgłowy silnik, wymagał mniej pary do osiągnięcia danej prędkości, a także był bardziej swobodny podczas zjeżdżania ze wzniesienia.

Układ kół 4-2-2 miał inne szczególne zalety - przedni wózek podtrzymywał ciężar dużych cylindrów i długiego kotła, który mógł przekraczać limity obciążenia na pojedynczą przednią oś, zapewniając jednocześnie doskonałą stabilność i pokonywanie zakrętów przy dużych prędkościach. Bez ograniczeń ze strony tylnego mostu napędowego i kół można było zastosować szeroką i głęboką komorę paleniskową, przenoszoną przez małą pojedynczą oś wleczoną, która zapewniała dobre właściwości parotwórcze oraz duży popielnik, dzięki czemu lokomotywy te nadawały się do pokonywania długich dystansów z dużymi prędkościami .

„Ośmiostopowe” Stirlinga odniosły duży sukces, ale najlepiej nadawały się do przeważnie prostej i płaskiej głównej linii GNR w Cambridgeshire i Vale of York . Inne koleje powoli zastępowały swoje oryginalne „single” 4-4-0 , które oferowały lepszą trakcję kosztem maksymalnej prędkości. Jednak w 1886 roku Francis Holt, kierownik Derby Works of the Midland Railway , wynalazł praktyczną formę szlifierki parowej , która umożliwiła załogom lokomotyw szybkie i skuteczne zatrzymanie buksowania kół. Doprowadziło to do ożywienia przez Midland „singla” w postaci charakterystycznych „Spinners” z wewnętrznym cylindrem ; osiemdziesiąt pięć zostało zbudowanych według pięciu projektów Samuela Waite'a Johnsona w latach 1887-1900. Jedna klasa 115 , nr 673, przetrwała w National Railway Museum w Yorku. Równolegle z wynalazkiem Holta był tak zwany Race to the North , kiedy to grupy firm kolejowych na trasach wschodniego i zachodniego wybrzeża między Londynem a Edynburgiem rywalizowały ze sobą o najkrótszy czas podróży. Na swojej części trasy zachodniego wybrzeża Caledonian Railway wykorzystywała swój unikalny 4-2-2, nr 123 . Został zbudowany w 1885 roku jako wizytówka światowych targów w Edynburgu w 1886 roku, a nie w celu zaspokojenia potrzeb ruchu kolejowego, dlatego wykorzystywał niemodny już układ 4-2-2 „Single”. Ale gdy wprowadzono go do służby podczas Wyścigu na Północ, wysoka prędkość i niezawodność lokomotyw nr 123 skłoniły innych inżynierów lokomotyw do ponownego rozważenia zalet silnika jednokierunkowego, zwłaszcza w połączeniu z nową szlifierką parową (nr 123 miał podobny system piaskowania działający na sprężone powietrze).

Czynniki te doprowadziły do ​​​​odrodzenia zainteresowania „singlem” do szybkiej ekspresowej pracy pasażerskiej w latach osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych XIX wieku. William Dean z Great Western Railway zbudował pięćdziesiąt egzemplarzy standardowego rozstawu 3031 Achilles Class w latach 1893-1899. Nr 3065 Duke of Connaught przyczynił się do rekordowego przebiegu pociągu ekspresowego Ocean Mail z Plymouth do Paddington w 227 minut w dniu 9 maja 1904 r., Kiedy przejął pociąg w Bristolu z nr 3440 City of Truro i zakończył podróż do Paddingtona w 99 minut 46 sekund. Do 1900 roku średnie obciążenia pociągów wzrosły poza możliwości nawet „singla” wyposażonego w piaskarkę i ich rozwój został zatrzymany. Na GNR słynne „ośmiostopowe” Stirlinga wymagały podwójnego kursu z silnikami 4-4-0, zanim zostały zastąpione silnikami „Klondyke” 4-4-2 zaprojektowanymi przez Henry'ego Ivatta , podczas gdy na Midland Railway Samuel Johnson opracował potężny związek 4-4-0, aby zastąpić jego „Błystki”.

Inne godne uwagi brytyjskie przykłady 4-2-2 obejmują GER Class P43 , który był wczesnym silnikiem spalającym olej , opracowanym przez pioniera kotłów olejowych , Jamesa Holdena . Ostatnim zaprojektowanym brytyjskim „singlem” był Class 13 of the Great Central Railway , zaprojektowany przez Harry'ego Pollitta w 1900 roku do pracy na nowej głównej linii firmy do Londynu. Jednostki Ivatt klasy A5 GNR, zaprojektowane przed silnikami Great Central, nadal wchodziły do ​​​​służby w 1901 roku, będąc ostatnimi tego typu, które wyjechały na tory w Wielkiej Brytanii.

rozwój sytuacji w USA

TD Judah , lokomotywa przebudowana na 4-2-2 przez Central Pacific Railroad .

Lokomotywa TD Judah została zbudowana jako 4-2-4 przez Cooke Locomotive and Machine Works w 1863 roku. Została zakupiona do użytku na Central Pacific Railroad i została przebudowana jako 4-2-2 w 1872 roku.

Do 1900 roku typowe obciążenia pociągów ekspresowych przekroczyły możliwości lokomotyw 4-2-2, a konfiguracja została zastąpiona przez 4-4-2 .

Azja

W 1910 roku brytyjski producent lokomotyw Kerr, Stuart and Company wyprodukował cztery lokomotywy 4-2-2 o wadze 120 ton i kołami napędowymi o długości 7 stóp dla kolei Szanghaj – Nanjing . Były to ostatnie zarejestrowane „single” zbudowane i prawie na pewno największe.

Linki zewnętrzne

• Winchester, Clarence, wyd. (1936), „Niektóre znane single” , Railway Wonders of the World , s. 1091–1099 ilustrowany opis niektórych znanych singli