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

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在夜色里

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——谚语

阅读前之提示

• 4-6-4-4及4-4-6-4蒸汽机车轮式，传动形式为两套运动副共用一组车架的“复式”传动。本文提及的美国宾夕法尼亚铁路Q1型和Q2型蒸汽机车为“复式”传动。

• 2-10-4蒸汽机车轮式，即“德克萨斯”轮式。本文提及的美国宾夕法尼亚铁路J1型蒸汽机车为“德克萨斯”轮式。

• 美国宾夕法尼亚铁路公司在本文简称“PRR”⑴，诺福克南方铁路公司简称“NSR”⑵。

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资料参考来源

• 《4-Cylinder Engine Has 78% More Power》，《Popular Mechanics》1944年12月期，第13页

• 《Pennsylvania Railroad Class Q1 | Locomotive Wiki | Fandom》：https://locomotive.fandom.com/wiki/Pennsylvania_Railroad_Class_Q1

• 《Pennsylvania Railroad Class Q2 | Locomotive Wiki | Fandom》：https://locomotive.fandom.com/wiki/Pennsylvania_Railroad_Class_Q2

• 《PRR Steam Locomotive diagrams》：http://prr.railfan.net/diagrams/PRRdiagrams.html?sel=ste&sz=sm&fr=

• 《Pennsylvania 4-4-4-4, 6-4-4-6, etc. "Duplex Drive" Locomotives in the USA》：https://www.steamlocomotive.com/locobase.php?country=USA&wheel=Duplex&railroad=prr

• 《AltoonaWorks.info》：http://www.altoonaworks.info/

概述

Q1型和Q2型蒸汽机车，是PRR于20世纪40年代后期至50年代初使用的两款“复式”轮式货运蒸汽机车。

背景

在Q1型蒸汽机车之前，PRR投入运用的最后一款量产快速客运蒸汽机车车型是1914年到1928年间制造的K4型蒸汽机车。1929年，阿尔图纳工厂和BLW生产了共计2台的实验性K5型蒸汽机车，但它们被认为不足以值得改进。此后，PRR的注意力转向了铁路电气化和FF1型、GG1型等型电力机车。

20世纪30年代中后期，PRR开始再次开发蒸汽机车，但与以前的保守式设计有所不同，PRR采用了激进式设计。PRR的长期开发合作伙伴——BLW的设计师渴望在面对内燃机车的新竞争时证明蒸汽机车的可行性，说服PRR采用BLW的最新想法：“复式”传动机车。

PRR第一台“复驱”传动机车是1939年的6-4-4-6轮式S1-6100号机车。它功能强大，在平道上达到了100 mile/h（162.50 km/h）的速度。尽管它的实用性受限，但其性能鼓励了PRR继续开发“复驱”传动机车。

Q1型

PRR董事会于1940年10月9日划拨595000美元，用于建造这台实验性的Q1-6130号机车。这台机车由工业设计师雷蒙·洛伊⑶设计外观，于1942年3月在阿尔图纳工厂⑷制造出厂，但是由于正逢第二次世界大战，PRR没有关于它的宣传。

作为设定为客货两用的蒸汽机车，Q1-6130号机车的流线设计体现在烟箱正面的“钝头锥”、覆盖机车管道的侧裙，以及反向倾斜的司机室；煤水车尽管安装了供后部瞭望的“小屋”，但在其他部分也采用流线设计。然而，没有实质性证据表明它被用于牵引旅客列车。

与采用两个刚性车架的“关节”式机车不同，Q1-6130号机车的全部动轮均安装于同一个刚性车架上，只是由不同的汽缸分组驱动。机车共有两组汽缸，华氏轮式为4-6-4-4，即自前至后依次为4根导轴、5根安装于同一车架的动轴和4根从轴；其中，第一组3对动轮由安装在机车前方的第一组汽缸驱动，而第二组2对动轮由安装在机车后方火箱两侧的第二组汽缸驱动。

从1942年3月制造出厂到1949年7月退役，Q1-6130号机车仅运行了约265541.76 km，原因有以下几点：

• 火箱内外高温且尘土飞扬的状况，增加了后组气缸的磨损；

• 蒸汽管过长，也意味着相当程度的功率损耗；

• 按照旅客机车尺寸设计的司机室，对于货运机车而言并非一个好选择。

Q2型

吸取Q1-6130号机车的经验教训，阿尔图纳工厂于1944年到1945年间制造了第一台Q2型蒸汽机车——Q2-6131号机车，以及25台量产版Q2型蒸汽机车——Q2-6175号~Q2-6199号机车。

与采用两个刚性车架的“关节”式机车不同，Q2型机车的全部动轮均安装于同一个刚性车架上，只是由不同的汽缸分组驱动。机车共有两组汽缸，华氏轮式为4-4-6-4，即自前至后依次为4根导轴、5根安装于同一车架的动轴和4根从轴；其中，第一组2对动轮由安装在机车前方的第一组汽缸驱动，而第二组3对动轮由安装在机车中部的第二组汽缸驱动。

Q2型机车是唯一一种采用4-4-6-4“复式”轮式的机车；与之类似，Q1型机车则是唯一一种采用4-6-4-4“复式”轮式的机车。

Q2型机车也是在静态测试中功率最大的蒸汽机车。在PRR的静态测试中，本型机车的最后一台——Q2-6199号机车的汽缸输出功率达到了7987 hp（5956 kW）。同时，本型机车也是迄今为止设计最成功的复式机车，通过安装自动防滑系统，在一组动轮发生打滑时减小对应汽缸的功率而成功改善了复驱式机车易于打滑的缺点。

根据PRR官方的说法，Q2型机车比当时PRR所拥有的其他型号机车功率高出78%，并可以牵引125节货车以80 km/h的速度运行。尽管从总体上讲设计相当成功，

但由于在性能上并未比同时期同由阿尔图纳工厂制造的“德克萨斯”轮式J1型机车高出太多，运行和维护费用却增加不少，使Q2型机车在50年代的内燃化浪潮中成为被淘汰的优先目标。全部的26台Q2型机车在1951年退役后均已报废拆解，没有任何一台被保留下来。

技术数据表

扩展阅读：阿尔图纳工厂概况

位于美国宾夕法尼亚州布莱尔县阿尔图纳市的阿尔图纳工厂，由PRR在1850年至1925年间兴建，负责养护机车、车辆和相关设备。

1875年，阿尔图纳工厂往阿尔图纳市朱尼亚塔区扩展，并成立了设备测试部门。在随后的几年中，PRR在开发对铁路行业具有实用价值的研究和测试程序方面居全美领先。1905年，PRR在阿尔图纳工厂安装了静态测试设备，并将其用于机车测试。

20世纪20年代，阿尔图纳工厂由总面积为0.88 km²的125座建筑物组成，雇用了16000多名工人。

1946年，阿尔图纳工厂累计制造了6783台蒸汽机车、内燃机车和电力机车，并发展成为世界上最大的机车车辆制造维修基地之一。1968年，阿尔图纳工厂停止使用测试设施。

阿尔图纳工厂自1982年至今由NSR运营，又名“朱尼亚塔机车车间”，并于1996年10月5日被宾夕法尼亚州历史博物馆委员会列入历史标志物名单。

注释

⑴英语：Pennsylvania Railroad。

⑵英语：Norfolk Southern Railway。

⑶法语：Raymond Loewy（1893年11月5日－1986年7月14日），法译汉为“雷蒙·洛伊”，英译汉则为“雷蒙德·洛威”；生于法国巴黎的美国工业设计师。

⑷英语：Altoona Works。