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

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閱讀前之提示

• 4-6-4-4及4-4-6-4蒸汽機(jī)車輪式，傳動(dòng)形式為兩套運(yùn)動(dòng)副共用一組車架的“復(fù)式”傳動(dòng)。本文提及的美國(guó)賓夕法尼亞鐵路Q1型和Q2型蒸汽機(jī)車為“復(fù)式”傳動(dòng)。

• 2-10-4蒸汽機(jī)車輪式，即“德克薩斯”輪式。本文提及的美國(guó)賓夕法尼亞鐵路J1型蒸汽機(jī)車為“德克薩斯”輪式。

• 美國(guó)賓夕法尼亞鐵路公司在本文簡(jiǎn)稱“PRR”⑴，諾?？四戏借F路公司簡(jiǎn)稱“NSR”⑵。

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資料參考來(lái)源

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

• 《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型蒸汽機(jī)車，是PRR于20世紀(jì)40年代后期至50年代初使用的兩款“復(fù)式”輪式貨運(yùn)蒸汽機(jī)車。

背景

在Q1型蒸汽機(jī)車之前，PRR投入運(yùn)用的最后一款量產(chǎn)快速客運(yùn)蒸汽機(jī)車車型是1914年到1928年間制造的K4型蒸汽機(jī)車。1929年，阿爾圖納工廠和BLW生產(chǎn)了共計(jì)2臺(tái)的實(shí)驗(yàn)性K5型蒸汽機(jī)車，但它們被認(rèn)為不足以值得改進(jìn)。此后，PRR的注意力轉(zhuǎn)向了鐵路電氣化和FF1型、GG1型等型電力機(jī)車。

20世紀(jì)30年代中后期，PRR開(kāi)始再次開(kāi)發(fā)蒸汽機(jī)車，但與以前的保守式設(shè)計(jì)有所不同，PRR采用了激進(jìn)式設(shè)計(jì)。PRR的長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)合作伙伴——BLW的設(shè)計(jì)師渴望在面對(duì)內(nèi)燃機(jī)車的新競(jìng)爭(zhēng)時(shí)證明蒸汽機(jī)車的可行性，說(shuō)服PRR采用BLW的最新想法：“復(fù)式”傳動(dòng)機(jī)車。

PRR第一臺(tái)“復(fù)驅(qū)”傳動(dòng)機(jī)車是1939年的6-4-4-6輪式S1-6100號(hào)機(jī)車。它功能強(qiáng)大，在平道上達(dá)到了100 mile/h（162.50 km/h）的速度。盡管它的實(shí)用性受限，但其性能鼓勵(lì)了PRR繼續(xù)開(kāi)發(fā)“復(fù)驅(qū)”傳動(dòng)機(jī)車。

Q1型

PRR董事會(huì)于1940年10月9日劃撥595000美元，用于建造這臺(tái)實(shí)驗(yàn)性的Q1-6130號(hào)機(jī)車。這臺(tái)機(jī)車由工業(yè)設(shè)計(jì)師雷蒙·洛伊⑶設(shè)計(jì)外觀，于1942年3月在阿爾圖納工廠⑷制造出廠，但是由于正逢第二次世界大戰(zhàn)，PRR沒(méi)有關(guān)于它的宣傳。

作為設(shè)定為客貨兩用的蒸汽機(jī)車，Q1-6130號(hào)機(jī)車的流線設(shè)計(jì)體現(xiàn)在煙箱正面的“鈍頭錐”、覆蓋機(jī)車管道的側(cè)裙，以及反向傾斜的司機(jī)室；煤水車盡管安裝了供后部瞭望的“小屋”，但在其他部分也采用流線設(shè)計(jì)。然而，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性證據(jù)表明它被用于牽引旅客列車。

與采用兩個(gè)剛性車架的“關(guān)節(jié)”式機(jī)車不同，Q1-6130號(hào)機(jī)車的全部動(dòng)輪均安裝于同一個(gè)剛性車架上，只是由不同的汽缸分組驅(qū)動(dòng)。機(jī)車共有兩組汽缸，華氏輪式為4-6-4-4，即自前至后依次為4根導(dǎo)軸、5根安裝于同一車架的動(dòng)軸和4根從軸；其中，第一組3對(duì)動(dòng)輪由安裝在機(jī)車前方的第一組汽缸驅(qū)動(dòng)，而第二組2對(duì)動(dòng)輪由安裝在機(jī)車后方火箱兩側(cè)的第二組汽缸驅(qū)動(dòng)。

從1942年3月制造出廠到1949年7月退役，Q1-6130號(hào)機(jī)車僅運(yùn)行了約265541.76 km，原因有以下幾點(diǎn)：

• 火箱內(nèi)外高溫且塵土飛揚(yáng)的狀況，增加了后組氣缸的磨損；

• 蒸汽管過(guò)長(zhǎng)，也意味著相當(dāng)程度的功率損耗；

• 按照旅客機(jī)車尺寸設(shè)計(jì)的司機(jī)室，對(duì)于貨運(yùn)機(jī)車而言并非一個(gè)好選擇。

Q2型

吸取Q1-6130號(hào)機(jī)車的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，阿爾圖納工廠于1944年到1945年間制造了第一臺(tái)Q2型蒸汽機(jī)車——Q2-6131號(hào)機(jī)車，以及25臺(tái)量產(chǎn)版Q2型蒸汽機(jī)車——Q2-6175號(hào)~Q2-6199號(hào)機(jī)車。

與采用兩個(gè)剛性車架的“關(guān)節(jié)”式機(jī)車不同，Q2型機(jī)車的全部動(dòng)輪均安裝于同一個(gè)剛性車架上，只是由不同的汽缸分組驅(qū)動(dòng)。機(jī)車共有兩組汽缸，華氏輪式為4-4-6-4，即自前至后依次為4根導(dǎo)軸、5根安裝于同一車架的動(dòng)軸和4根從軸；其中，第一組2對(duì)動(dòng)輪由安裝在機(jī)車前方的第一組汽缸驅(qū)動(dòng)，而第二組3對(duì)動(dòng)輪由安裝在機(jī)車中部的第二組汽缸驅(qū)動(dòng)。

Q2型機(jī)車是唯一一種采用4-4-6-4“復(fù)式”輪式的機(jī)車；與之類似，Q1型機(jī)車則是唯一一種采用4-6-4-4“復(fù)式”輪式的機(jī)車。

Q2型機(jī)車也是在靜態(tài)測(cè)試中功率最大的蒸汽機(jī)車。在PRR的靜態(tài)測(cè)試中，本型機(jī)車的最后一臺(tái)——Q2-6199號(hào)機(jī)車的汽缸輸出功率達(dá)到了7987 hp（5956 kW）。同時(shí)，本型機(jī)車也是迄今為止設(shè)計(jì)最成功的復(fù)式機(jī)車，通過(guò)安裝自動(dòng)防滑系統(tǒng)，在一組動(dòng)輪發(fā)生打滑時(shí)減小對(duì)應(yīng)汽缸的功率而成功改善了復(fù)驅(qū)式機(jī)車易于打滑的缺點(diǎn)。

根據(jù)PRR官方的說(shuō)法，Q2型機(jī)車比當(dāng)時(shí)PRR所擁有的其他型號(hào)機(jī)車功率高出78%，并可以牽引125節(jié)貨車以80 km/h的速度運(yùn)行。盡管從總體上講設(shè)計(jì)相當(dāng)成功，

但由于在性能上并未比同時(shí)期同由阿爾圖納工廠制造的“德克薩斯”輪式J1型機(jī)車高出太多，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用卻增加不少，使Q2型機(jī)車在50年代的內(nèi)燃化浪潮中成為被淘汰的優(yōu)先目標(biāo)。全部的26臺(tái)Q2型機(jī)車在1951年退役后均已報(bào)廢拆解，沒(méi)有任何一臺(tái)被保留下來(lái)。

技術(shù)數(shù)據(jù)表

擴(kuò)展閱讀：阿爾圖納工廠概況

位于美國(guó)賓夕法尼亞州布萊爾縣阿爾圖納市的阿爾圖納工廠，由PRR在1850年至1925年間興建，負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)機(jī)車、車輛和相關(guān)設(shè)備。

1875年，阿爾圖納工廠往阿爾圖納市朱尼亞塔區(qū)擴(kuò)展，并成立了設(shè)備測(cè)試部門。在隨后的幾年中，PRR在開(kāi)發(fā)對(duì)鐵路行業(yè)具有實(shí)用價(jià)值的研究和測(cè)試程序方面居全美領(lǐng)先。1905年，PRR在阿爾圖納工廠安裝了靜態(tài)測(cè)試設(shè)備，并將其用于機(jī)車測(cè)試。

20世紀(jì)20年代，阿爾圖納工廠由總面積為0.88 km2的125座建筑物組成，雇用了16000多名工人。

1946年，阿爾圖納工廠累計(jì)制造了6783臺(tái)蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車，并發(fā)展成為世界上最大的機(jī)車車輛制造維修基地之一。1968年，阿爾圖納工廠停止使用測(cè)試設(shè)施。

阿爾圖納工廠自1982年至今由NSR運(yùn)營(yíng)，又名“朱尼亞塔機(jī)車車間”，并于1996年10月5日被賓夕法尼亞州歷史博物館委員會(huì)列入歷史標(biāo)志物名單。

注釋

⑴英語(yǔ)：Pennsylvania Railroad。

⑵英語(yǔ)：Norfolk Southern Railway。

⑶法語(yǔ)：Raymond Loewy（1893年11月5日－1986年7月14日），法譯漢為“雷蒙·洛伊”，英譯漢則為“雷蒙德·洛威”；生于法國(guó)巴黎的美國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)師。

⑷英語(yǔ)：Altoona Works。