【科普】“圣达菲”美国艾奇逊-托皮卡和圣达菲铁路900型、1600型和3800型蒸汽机车

2021-02-03 18:01 作者:宁柳跨越 0人读过 | 我要投稿

文章作者：Forever Changzhensky（AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵称：宁柳跨越）

LA NUIT

TOUS LES CHATS SONT GRIS

——DICTON

在夜色里

猫皆灰色

——谚语

阅读前之提示

2-10-2轮式，即“圣达菲”轮式。本文提及的美国艾奇逊-托皮卡和圣达菲铁路900型、1600型和3800型蒸汽机车为“圣达菲”轮式。
2-10-4轮式，即“德克萨斯”轮式。本文提及的美国艾奇逊-托皮卡和圣达菲铁路5000型蒸汽机车为“德克萨斯”轮式。
美国艾奇逊-托皮卡和圣达菲铁路在本文简称“T&P”⑴，德克萨斯和太平洋铁路简称“T&P”⑵；利马机车厂简称“LLW”⑶，鲍尔温机车厂简称“BLW”⑷。
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资料参考来源

《Atchison, Topeka & Santa Fe / Kansas City, Mexico, & Orient 2-10-0 "Decapod" Locomotives in the USA》：https://www.steamlocomotive.com/locobase.php?country=USA&wheel=2-10-0&railroad=atsf
《Atchison, Topeka & Santa Fe 2-10-2 "Santafe" Locomotives in the USA》：https://www.steamlocomotive.com/locobase.php?country=USA&wheel=2-10-2&railroad=atsf
《Texas & Pacific 2-10-4 "Texas" Locomotives in the USA》：https://www.steamlocomotive.com/locobase.php?country=USA&wheel=2-10-4&railroad=tp#99
《Atchison, Topeka & Santa Fe 2-10-4 "Texas" Locomotives in the USA》：https://www.steamlocomotive.com/locobase.php?country=USA&wheel=2-10-4&railroad=atsf#91
《AT&SF Locomotive No. 940 | AT&SF No. 94》：http://bartlesvillelocomotive.org/atsf-locomotive-no-940/
《ATSF 900 #940 - www.rgusrail.com》：http://www.rgusrail.com/okatsf940.html

概述

2-10-2轮式本质上是在2-10-0“十足目”轮式基础上增加1对从轮而成。ATSF在3台“十足目”机车的基础上，于1903年~1913年间从BLW相继购置了使用2-10-2轮式的“圣达菲”900型和1600型蒸汽机车；后于1919年~1927年间，从BLW购置了世界历史上第一款使用全新设计的“圣达菲”3800型蒸汽机车。

背景

连接美国西部新墨西哥州与科罗拉多州的拉顿山口，在19世纪后期被ATSF用作穿越山区的主要路线，最高坡度为35‰，最高海拔为2312 m。1901年~1902年间，ATSF买了3台使用串联复合式汽缸设计的2-10-0“十足目”蒸汽机车——987号~989号，以补机机车的形式部署于拉顿山口。

然而，由于机车走行部没有足够的转向装置，且其硕长而刚性的轴距意味着他们难以承受半径曲线，因此它们在下坡时必须非常缓慢地行驶以避免出轨。

900型

为了提高这段山口线路的运行速度，ATSF于1903年~1904年间从BLW购置了86台车号号段为900号~985号的900型蒸汽机车。

这些蒸汽机车事实上仅仅是在第5动轮后部的空间增加1对从轮，使得从轮本身与第5动轮一同支撑火箱，继而让机车反向运行时帮助引导动轮。尽管如此，900型蒸汽机车成为世界历史上第一款使用2-10-2轮式设计的蒸汽机车，也因此获得昵称“圣达菲”。

与“十足目”987号~989号机车一样，这些“圣达菲”同样使用串联复合式汽缸，高压缸和低压缸共在一条线上，且位置更靠近导轮。高压缸尺寸为483 mm×813 mm，低压缸尺寸为813 mm×813 mm。串联复合式汽缸的主要优点是降低了燃料和水的消耗，但是其复杂设计增加了维护成本，并在很大程度上抵消了任何燃料经济性。

1600型

ATSF于1905年~1913年间从BLW购置了106台车号号段为1600号~1705号的1600型蒸汽机车。与900型机车不同的是，1600型机车为燃油机车设计；而后32台1600型机车则直接使用尺寸为711 mm×813 mm的饱和式汽缸。

然而，ATSF于1916年起将900型和1600型机车进行锅炉过热化改造的同时，将串联复合式汽缸一并改造为饱和式汽缸，改造后的尺寸为711 mm×813 mm。此外，原本装在900型和1600型机车上的Robert Stephenson式汽门，亦被改造为Egide Walschaerts式汽门；但985号机车则改用Robert Stephenson式汽门的改进型——Baker式汽门。