4-2-2
_%E2%80%93_edited.jpg)
Under Whyte-notationen för klassificeringen av ånglok representerar 4-2-2 hjularrangemanget av fyra ledande hjul på två axlar, två drivna drivhjul på en axel och två bakhjul på en axel .
Andra likvärdiga klassificeringar är:
- UIC klassificering : 2A1
- Fransk klassificering : 211
- Turkisk klassificering : 14
- schweizisk klassificering : 1/4
Liksom andra ånglokstyper med enstaka par drivande hjul, var de också kända som singlar .
Historia
4-2-2-konfigurationen erbjöd designers åtta hjul för att sprida vikten av ett större lok, men innan boggierna ( uppfanns på 1830-talet) blev populära skapade de en lång styv hjulbas med begränsad vidhäftning . Som ett resultat var typen relativt sällsynt fram till 1870-talet. Det första ångloket tillverkat av Borsig från Berlin 1841, Borsig No 1, var ett 4-2-2, men företaget återgick snabbt till den vanligare 2-2-2 -konfigurationen.
utvecklingen i Storbritannien
London och North Western Railway nr. 3020 Cornwall byggdes som 4-2-2 vid Crewe Works 1847, men byggdes om omfattande och omvandlades till en 2-2-2 1858.
Det ena området där typen visade sig vara användbar var på bredspåriga lok, där skarpa kurvor var mindre problem. Daniel Gooch byggde 29 exemplar av sin Iron Duke expresslokomotivklass för Great Western Railway mellan 1847 och 1855. De hade ett drivhjul med en diameter på 8 fot . Tjugo exempel på en liknande design byggdes för Bristol och Exeter Railway efter 1849, av Stothert & Slaughter i Bristol . Eftersom båda uppsättningarna av framhjul är monterade oberoende av varandra i ramarna i dessa klasser, beskrivs de ibland som (2-2)-2-2 snarare än 4-2-2.
Den första 4-2-2 som hade en boggi byggdes av Archibald Sturrock från Great Northern Railway (GNR) 1853. Denna hade 7 fot 0 tum (2.134 m) flänslösa drivhjul och var endast måttligt framgångsrik, med en tendens att spåra ur. På 1870-talet möjliggjorde förbättrad design av boggier som gav mer flexibilitet designers att skapa snabba passagerarlok med standardspår av denna typ. På GNR byggde Patrick Stirling 53 exemplar med yttre cylindrar på Doncaster Works mellan 1870 och 1895, för användning på East Coast Main Line mellan London King's Cross och York . De sprang med en medelhastighet på mer än 60 mph under loppet mot norr , och kallades åttafotare på grund av drivhjulet , som var mer än 8 fot i diameter. Stirlings efterträdare Henry Ivatt byggde ytterligare tolv singlar mellan 1898-1901 innan han gick vidare till större 4-4-2 -designer.
Attraktionen med "singeln" (4-2-2 eller annat) var att, tack vare "gearing"-effekten av de stora enkla drivhjulen, kunde ett lok få höga hastigheter samtidigt som motorns kolvar och ventilväxeln var i drift . förblev relativt låg. Detta var viktigt på grund av de relativt osofistikerade smörjsystemen som fanns tillgängliga vid den tiden, med många av delarna av motorns rörelse som krävde att "oljas runt" med loket stillastående före och efter en körning, eller på längre turer av en i besättningen ta sig till rullbrädan för att olja de nödvändiga delarna när du är på resande fot. Låg kolvhastighet innebar också att ångbehovet på pannan skulle vara relativt lågt, vilket möjliggjorde en mindre, lättare panna.
Innan utvecklingen av designen för den "stora pannan" på 1890-talet kunde många pannor inte upprätthålla den ångtillförsel som krävdes av ett småhjuligt lokomotiv som körde i hastighet, vilket krävde de stora drivande hjulen från en singel. Vid 70 mph, skulle en "åtta fotare" singels drivande hjul rotera med 245 varv per minut, i motsats till 327 varv för drivhjulen på en "sexfotare". Ett lok med kopplade hjul drabbades också av extra rullmotstånd på grund av närvaron av kopplingsstänger mellan drivhjulen som ådrog sig ett litet men mätbart motstånd till följd av de små varianserna i diametern på drivhjulen som var nominellt av samma storlek. Detta innebar att utan kopplingsstängerna, för en given lokomotivhastighet, skulle drivhjulen snurra i mycket lite olika hastighet, men kopplingsstängerna och axlarna tvingade drivhjulen att svänga med samma hastighet, med det extra arbetet som en bindkraft i kopplingsstångens lager. Bortsett från denna kraft var själva kopplingsstångslagren en källa till rullmotstånd. Dessutom var varje drivaxel på ett lok tvungen att stödjas på stora glidlager , med nödvändig ytterligare smörjning, vilket introducerade en potentiell punkt för mekaniskt fel genom överhettning och en betydande friktionskälla. Med bara en drivande axel hade en "singel" mycket mindre rullmotstånd än en fyrkopplad motor, vilket krävde mindre ånga för att uppnå en given hastighet och var dessutom mer frigående vid utrullning nedför.
4-2-2-hjulsarrangemanget hade andra specifika fördelar - den främre boggin stödde vikten av stora cylindrar och en lång panna som kunde överskrida belastningsgränserna på en enda framaxel samtidigt som den gav en överlägsen stabilitet och kurvtagning vid höga hastigheter. Utan begränsning från en bakre drivaxel och hjul kunde en bred och djup eldstad användas, buren av den lilla enkla släpaxeln, vilket gav goda ångframställningsegenskaper och ett stort askfat som gjorde dessa lok lämpliga för att köra långa sträckor i höga hastigheter.
Stirling "åttafotare" var mycket framgångsrika, men passade bäst till den övervägande raka och platta GNR- huvudlinjen i Cambridgeshire och Vale of York . Andra järnvägar ersatte långsamt sina ursprungliga "singlar" med 4-4-0 lokomotiv som erbjöd bättre dragkraft till priset av maximal hastighet. Men 1886 uppfann Francis Holt, chef på Derby Works of the Midland Railway, en praktisk form av ångsliputrustning som gjorde det möjligt för lokomotivpersonal att snabbt och effektivt stoppa hjulspinn. Detta ledde till att Midland återupplivade "singeln" i form av de distinkta invändiga "Spinners"; åttiofem byggdes efter fem mönster av Samuel Waite Johnson mellan 1887 och 1900. En 115-klass , nr 673, överlever på National Railway Museum i York. Parallellt med Holts uppfinning var det så kallade Race to the North , då grupper av järnvägsföretag på östkustens och västkustens rutter mellan London och Edinburgh tävlade med var och en om de snabbaste restiderna. För sin del av västkustrutten Caledonian Railway sin unika 4-2-2, nr 123 . Denna hade byggts 1885 som ett spektakel för 1886 års världsutställning i Edinburgh snarare än för att tillgodose ett trafikbehov för järnvägen, och så hade man använt den nu omoderna 4-2-2 "Single"-layouten. Men när den togs i bruk under Race to the North, fick nr. 123:s höga hastighetsprestanda och tillförlitlighet andra lokomotivingenjörer att ompröva fördelarna med enförarmotorn, särskilt när den förenades med den nya ångsliparen (nr. 123 hade en liknande slipsystem som arbetar med tryckluft).
Dessa faktorer leder till ett återuppvaknande av intresset för "singeln" för snabbt expresspassagerararbete på 1880- och 1890-talen. William Dean från Great Western Railway byggde femtio exempel av standardspåren 3031 Achilles Class från 1893-1899. No. 3065 Duke of Connaught bidrog till den rekordstora körningen av Ocean Mail expresståget från Plymouth till Paddington på 227 minuter den 9 maj 1904, när det tog över tåget i Bristol från No 3440 City of Truro och avslutade resan till Paddington på 99 minuter 46 sekunder. År 1900 hade den genomsnittliga tågbelastningen vuxit utöver kapaciteten för ens en sandmaskinsmonterad "singel" och deras utveckling stoppades. På GNR krävde Stirlings berömda "åttafotare" dubbel kurs med 4-4-0s innan de ersattes av " Klondyke" 4-4-2- motorerna designade av Henry Ivatt , medan Samuel Johnson på Midland Railway utvecklade en kraftfull sammansatt 4-4-0 för att ersätta hans 'Spinners'.
Andra anmärkningsvärda brittiska exempel på 4-2-2 inkluderar GER Class P43 , som var en tidig oljebrännande motor , utvecklad av pionjären inom oljepannor , James Holden . Den sista brittiska "singeln" som designades var Class 13 of the Great Central Railway , designad av Harry Pollitt 1900 för arbete på företagets nya huvudlinje till London. Ivatt Class A5-singlar av GNR, designade före Great Central-motorerna, fortsatte att komma i tjänst under 1901, och var den sista av sin typ som tog sig till rälsen i Storbritannien.
USA:s utveckling
Lokomotivet TD Judah byggdes som en 4-2-4 av Cooke Locomotive and Machine Works 1863. Det köptes för användning på Central Pacific Railroad och byggdes om som en 4-2-2 1872.
År 1900 hade typiska laster på expresståg växt utöver kapaciteten hos 4-2-2 lok och konfigurationen ersattes av 4-4-2 .
Asien
tillverkade den brittiska lokomotivtillverkaren Kerr, Stuart and Company fyra 4-2-2-lok, som vägde 120 ton och med 7 fot drivande hjul, för järnvägen Shanghai–Nanjing . Dessa var de senast inspelade "singlarna" som byggdes och nästan säkert de största.
externa länkar
- Winchester, Clarence, red. (1936), "Some famous singles" , Railway Wonders of the World , s. 1091–1099 illustrerad beskrivning av några kända singlar