Les locomotives à vapeur utilisent des pistons à vapeur , pas des turbines à vapeur .
Les engrenages / rouages seraient inutiles car il n'y a pas de source d'énergie rotative sur les locomotives à vapeur. Ils utilisent des pistons à vapeur, qui vont et viennent.
Au fur et à mesure que la physique a fonctionné, l'entraînement direct a très bien fonctionné avec des valeurs réalisables de diamètre de piston, de course / excentrique et de taille de roue. Jusqu'à ce que ce ne soit pas le cas. Et ce qui les a obtenus, ce sont les courbes.
Extracteurs de canalisation principale bloqués avec des tiges: beaucoup trop gros pour les engrenages
Comme les chaudières entièrement surchauffées sont devenues très puissantes, les locomotives de passagers rapides ont utilisé cette puissance à des vitesses plus élevées. Pour eux, la conception de la tige latérale était parfaite. Mais les locomotives à marchandises lentes à transporter nécessitaient plus de poids sur le rail pour transférer la puissance à basse vitesse. Cela a nécessité plus d'essieux moteurs pour répartir le poids. Cela a rendu un seul groupe rigide d'essieux moteurs trop long pour les virages. Ils se sont donc divisés en deux (rarement, trois) groupes d'essieux moteurs. Le transfert de puissance se faisait avec un moteur sur chaque groupe, généralement simple, parfois composé. Le Big Boy d'Union Pacific avait 8 essieux moteurs en deux groupes (chacun avec un moteur simple, en évitant toujours les engrenages), gérant les courbes comme une locomotive à 4 essieux.
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Pris à l'absurdité. Le Virginian Railway a finalement abandonné et s'est électrifié.
À ces niveaux de puissance, de 4000 à 6000 chevaux, la transmission par engrenages était hors de question: c'était un ordre de grandeur trop puissant pour les engrenages. Même le GG1 électrique de l'époque utilisait douze pignons massifs pour transférer une quantité similaire de puissance à six essieux.
Des moteurs beaucoup plus petits pourraient être équipés
Les chemins de fer de montagne utilisaient des locomotives de faible puissance et légères qui devaient gravir des courbes assez serrées. Même une machine à vapeur à barre latérale très modeste était trop rigide pour les courbes. Ils ont également perdu beaucoup de poids précieux sur des roues non motrices, par exemple le camion pilote et le tender. Ephraim Shay a résolu ce problème avec, en effet, des locomotives à engrenages. Gardez à l'esprit que ce sont de petites locomotives: la plus grande, Western Maryland # 6, a une pression de chaudière de 200 psi et une vitesse de pointe de 23 mph.
Ephraim Shay a mis un arbre de transmission le long d'un côté de la locomotive, engrenant à chaque roue. Les pistons ont directement lancé l'arbre d'entraînement. Notez les arbres d'entraînement télescopiques élaborés, particulièrement importants en raison de son emplacement décentré.
Notez les engrenages. sources
Charles Heisler a placé l'arbre de transmission le long de la ligne médiane de la locomotive et a utilisé un arrangement de pistons "en V". Remarquez les tiges latérales: cela signifie qu'un seul des deux essieux est adapté à l'arbre de transmission, les tiges latérales transfèrent la puissance à l'autre essieu. Des tiges latérales comme celle-ci impliquent peut-être 100 chevaux par essieu.
La Climax Manufacturing Co.a pris la disposition de l'axe central de Heisler et a ajouté un arbre transversal et plus d'engrenages pour placer les pistons à vapeur dans un emplacement presque conventionnel.
Après avoir vu ces arrangements de locomotives à engrenages, vous pouvez voir où ils ne pourraient pas "évoluer" jusqu'à des puissances en chevaux de plusieurs milliers de chevaux.
