【科普】第一款4-6-4轮式的煤水车式蒸汽机车——法国北方铁路3.1101号和3.1102号机车

本文作者:西瓜昌真湿基(哔哩哔哩和百度昵称:宁柳跨越)
提示
“波罗的海”⑴或“哈德森”⑵者,蒸汽机车轮式也,其为两导轮轴四导轮、三动轮轴六动轮,以及两从轮轴四从轮而成。在法国,4-6-4轮式被昵称为“波罗的海”;而在北美则被昵称为“哈德森”。
法国北方铁路公司在本文简称“Nord”⑶,法国东方铁路公司简称“Est”⑷,法国南方铁路公司简称“Midi”⑸,巴黎-奥尔良铁路公司简称“PO”⑹,巴黎-里昂-地中海铁路公司简称“PLM”⑺,法国国家铁路公司简称“SNCF”⑻。
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概述
3.1101号和3.1102号蒸汽机车是Nord于1911年在位于巴黎十八区的拉夏贝尔机务段制造的两台煤水车式蒸汽机车。这两台机车同时也是第一款采用“波罗的海”轮式的煤水车式蒸汽机车。

背景
1900年,Nord从阿尔萨斯机械制造公司订购了2台采用“大西洋”4-4-2轮式的煤水车式蒸汽机车——2.641号和2.642号机车。鉴于其出色的性能,决定订购另外33台机车——2.643号~2.675号机车。

然而随着旅客列车编组的增加,这些未来的SNCF 2-221 A型蒸汽机车已难以应对。Nord设计师加斯顿·杜·布斯凯奉命设计新型蒸汽机车——3.1101号和3.1102号。
制造及运用
按照加斯顿·杜·布斯凯设计,新型蒸汽机车为煤水车式机车,且走行部采用“波罗的海”轮式。两台机车的外观有所不同——3.1101号机车采用传统的火管锅炉,在火箱燃烧产生的热量通过大小烟管,将水加热并最终产生蒸汽;而3.1102号机车则采用水管锅炉,煤在火箱燃烧,将水管中的水加热产生蒸汽,而水和蒸汽在管内流动。

尽管加斯顿·杜·布斯凯在1910年机车研制期间因病去世,但拉夏贝尔机务段于1911年制造了这两台机车。两台机车制造完成后配属于拉夏贝尔机务段,但对这些机车的改进就此中止。1913年,3.1102号机车的水管锅炉被传统的火管锅炉取代。第一次世界大战期间,两台机车被改造为燃油机车,但仍然很少运用。
1936年11月,3.1102号机车退役,此后机车的锅炉被剖开,在1937年巴黎现代艺术与技术博览会上展出。公众可以欣赏到机车内部的真实尺寸以及各部件如何布置,并了解它们的价值。

1938年后的命运
1937年8月31日,法国政府与Nord、Est、PO、Midi、PLM达成了关于成立SNCF的协议。1938年1月1日,SNCF正式成立,并接收上述私营铁路公司所经营的铁路。当是时也,SNCF是以混合经济公司的形式成立,期限为45年,其中法国政府拥有51%的股份,其余49%的股份属于上述私营铁路公司的财务继承人⑼。

在这样的情况下,3.1101号机车被SNCF接收,但未被正式定型⑽⑾⑿,后于1939年在加来机务段退役,并于同年12月报废。
至于那台锅炉被剖开的3.1102号机车,则于1972年根据SNCF指示,由图阿尔机务段花费12000 h的时间修复一新,送至当时名为法国铁路博物馆的米卢斯火车城博物馆静态展示。火车城博物馆把发光纤维装在锅炉内部的不同部分,一如在1937年巴黎现代艺术与技术博览会展出时那样。

设计
总体
3.1101号和3.1102号机车是第一种采用“波罗的海”轮式、适用于1435 mm轨距的煤水车式蒸汽机车。机车的黏着重量为54 t,空重为92 t,整备时重量为102 t。走行部动轮直径为2040 mm,导轮、从轮以及煤水车车轮的直径为1040 mm,全长为15380 mm。

锅炉
在锅炉方面,火箱面积为4.28 ㎡,总加热面积为315.74 ㎡(3.1101号机车)⒀,压力为16 kgf/cm2;气缸为复合式四气缸设计——两个高压气缸的直径为440 mm,最大行程为640 mm;两个低压气缸的直径为620 mm,最大行程为730 mm。机车最高运行速度为120 km/h,输出功率为2160 hp。

煤水车
3.1101号和3.1102号蒸汽机车采用26 R型煤水车。其水箱容量为26 m³,燃料箱可装7 t煤。煤水车的总长度为9265 mm,空重为23.5 t,整备时重量为56.5 t。
后记
尽管Nord对3.1101号和3.1102号蒸汽机车的后续改进,由于加斯顿·杜·布斯凯的去世被迫中止,但这两台机车的诞生,也标志着“波罗的海”轮式第一次应用于煤水车式蒸汽机车。而SNCF在1938年成立后推出的232 P型、232 Q型、232 R型、232 S型以及232 U型等型蒸汽机车,亦是根据Nord遗留下来的设计图纸研制而成的“波罗的海”轮式机车。
注释
⑴英语:Baltic。
⑵英语:Hudson。
⑶法语:Compagnie des chemins de fer du Nord。
⑷法语:Compagnie des chemins de fer de l'Est。
⑸法语:Compagnie des chemins de fer du Midi et du Canal latéral à la Garonne。
⑹法语:Compagnie du chemin de fer de Paris à Orléans。
⑺法语:Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée。
⑻法语:Société Nationale des Chemins de fer Français。
⑼1983年1月1日,SNCF的法律地位由混合经济公司改为公立工商业机构。而从2020年1月1日起,SNCF的法律地位由公立工商业机构改为股份有限公司。
⑽按SNCF的蒸汽机车定型规则,字母“A”表示最旧的车型,并且按照字母的升序排列,机车车型的历史则越来越短。但应当注意的是,字母“I”、“O””、“V”和“W”从未被SNCF用于对蒸汽机车的定型,而“T”用于定型水柜式蒸汽机车,“P”、“Q”、“R””、“S”和“U”则用于定型SNCF成立后购置的蒸汽机车,“X”、“Y”和“Z”用于定型第二次世界大战期间德国制造的蒸汽机车。
⑾根据SNCF成立后陆续推出的232 P型、232 Q型、232 R型、232 S型以及232 U型蒸汽机车事实,可以推导出3.1101号和3.1102号机车可定型为232 A型机车。
⑿除了原Nord 3.1101号机车外,原Est购置的“六轮”轮式水柜式0.203号机车被SNCF接收后,原计划编为1-030 TB 203号机车,但未正式执行。
⒀3.1102号机车的总加热面积则为362.29 ㎡。
参考
《Le plan du mois : 232 n° 3.1101 et 3.1102》,J·吉洛特 著,《Loco-Revue》1975年12月第367期
《Le depôt de Paris la Chapelle..un peu de son histoire.. - Page 3 - Des histoires de trains... - Le Web des Cheminots》:https://www.cheminots.net/forum/topic/34735-le-dep%C3%B4t-de-paris-la-chapelleun-peu-de-son-histoire/page/3/
《Untitled Document》:http://www.thouars.fr/vah/decouverte/mercredisdelhistoire/depotdelagare2.htm
《LES QUAIS DE L'HISTOIRE | Cité du Train - Patrimoine SNCF》:https://www.citedutrain.com/quais-de-l-histoire
《The French National Railway Museum, Mulhouse》:
http://www.martynbane.co.uk/2003Trips/Brienzetc/museum3a.htm
《Locomotives et trains du Nord - CPArama.com》:https://www.cparama.com/forum/viewtopic.php?f=113&t=21238&sid=0962896d4cac18a3b9697e331b690b28
《Nord vapeur 232 3.1102 - Patrimoine Ferroviaire Français》:http://www.tvnp.fr/?p=9719
《La locomotive Baltic Nord, conquête de la vitesse, trains de légende.》:http://www.antiqbrocdelatour.com/les-anciens-trains-de-legende/conquete-de-la-vitesse-locomotive-Baltic-Nord-1911.php
《Gallerie - Locomotives du Bousquet》:http://thierry.stora.free.fr/pgalgdub_f.htm