A Pennsylvania vasút T1 osztályú, 6110-es duplex mozdonya Englewoodnál, 1943. február 1-én Eric Hirsimaki Collection, [5]-ből

A Pennsylvania Q1 6130-as duplexe az Illinois-i Beverly Junction-nél, 1945 áprilisában Eric Hirsimaki Collection, [5]-ből

2. rész:  Duplex mozdonyok

Összesen 81 duplex hajtású gőzmozdony készült Észak-amerikai szolgálatra, és ebből 80 a Pennsylvania Railroad címerét viselte. A tengelyelrendezésük 4-4-4-4, 4-6-4-4, 4-4-6-4 és 6-4-4-6  ( 2'B B2', 2'C B2', 2'B C2' és 3'B B3' ) volt. Legtöbbjük pályafutásából és működéséből mondhatjuk, hogy Amerikában a duplex mozdonyok túlnyomó többségének a gyártása és üzeme a Pennsy szerencsétlenkedése volt.

A kezdet

Az 1920-as évek közepén a gőzmozdony szerkesztők elértek addig a határig, ameddig hagyományos mozdonyokkal és a rendelkezésre álló technológiával el lehetett érni. Az Alco mozdonygyár a három hengeres elrendezéssel, a Lima pedig a superpower tervezési koncepcióval próbált túllépni ezen a határon, superpowernek a mozdonyon a legláthatóbb jele a kéttengelyes hátsó forgóváz volt. A legnagyobb mozdonygyár, a Baldwin a '30-as évekig nem tervezett ilyen különlegességet, de akkor megjelent a duplex, vagy osztott hajtással. Az öt kapcsolt tengelyű mozdony henger átmérőben, dugattyú nyomásban és súlyban elérte a gyakorlati határát, és Ralph P. Johnson, a Baldwin vezető mérnöke látta, hogy a 4-8-4 elrendezésű mozdony is hamarosan szintén eléri. Javasolta, hogy a 4-8-4 hajtást osszák meg 4-4-4-4-gyé ( 2'BB2'-vé ). Az ötlet nem volt teljesen új. 1932-ben a francia Paris-Lyon- Méditerranée vasút kapott 10 osztott hajtású 2-10-2-es kompaund mozdonyt. Az alacsony nyomású hengerek a szokásos módon elöl voltak és az első két tengelyt, a magas nyomásúak pedig a második és a harmadik hajtott tengely között helyezkedtek el, és a hátsó három tengelyt hajtották. Így a mozdony nem osztott főkeretű Mallet lett, azzal a különbséggel, hogy a kereten belül volt egy csatlórúd a második és a harmadik hajtott kerékpár között. A mozdony az 50-es évek elejéig üzemben maradt.

A duplex hajtási elrendezés mérnöki kompromisszum. A hajtó- és csatlórudak könnyebbek lehetnek, mivel a teljesítménynek csak egy részét közvetítik, és így jobban ki lehet egyensúlyozni a rudakat. Ennek az elrendezésnek  a hátránya a nagyobb merev tengelytáv. A hengerek beillesztése a tengelyek közé úgy 1,2 méterrel növeli meg az első és hátsó hajtott tengelyek távolságát. A duplex mozdony legnagyobb hátránya a két gépezet függetlensége. Mikor azonos fázisban dolgoznak, ez a vonatban hosszirányú rángást okoz. A kis változás a tapadásban, például amiatt, hogy a mozdony ívbe lép, ettől az egyik kerékcsoport megcsúszik, ezzel a vonóerő a másik kerékcsoportra marad, majd a megcsúszott visszanyeri a tapadást, azt okozza, hogy a vonatban rángás lép fel, a tűztérben a huzat hirtelen változása pedig felránthatja a tüzet a rostélyról. A két gépezet összekapcsolása megszüntetné ezt a problémát, de ennek ára a többlet rúd súlya. A Baldwin az 1930-as évek elejéig nem foglalkozott Ralph Johnson javaslatával, de a Baltimore & Ohio vasút 1937-ben megépítette a saját duplex mozdonyát, a no. 5600-ast.

Az első amerikai duplex mozdony, a Baltimore & Ohio George H. Emerson-a

A Baltimore & Ohio építette az első amerikai duplex, a 4-4-4-4    tentengelyelrendezésű, N-1 osztályú, George H. Emerson nevű mozdonyt Bruce Fales felvétele Jay Williams gyűjteményéből, [3]-ból

A mozdony 1937 májusában készült el. Hengerei elöl és hátul azonos méretűek, 18 x 26 hüvelykesek voltak, a hátsókat a hajtott kerekek után, azok és a hátsó forgóváz közé, a tűzszekrény külső éle alá helyezték. A mozdonypróbák során kiderült, hogy futás közben a két gépezet azonos fázisba került és dolgozott, mikor az ideális a 45°-os elcsúszás lett volna. Az együttjárást elkerülendő az egyik csoport kerekeinek az átmérőjét 76-ról 75 hüvelykesre (25,4 mm-rel) csökkentették, feltételezve, hogy így elkerülik a megcsúszást. Így a két gépezet mérföldenként csak 3-4-szer került azonos fázisba. A vízcsöves kazán bonyolultsága nem tette a mozdonyt népszerűvé a műhely dolgozói között, és bár a mozdonyvezetők és a fűtők szerették, 1943-ban kivonták a forgalomból és 1950-ben szétvágták.

A Pennsylvania Railroad S1 mozdonya

A következő duplex a Pennsylvania vasút S1 típusú, 6100-as számú, 6-4-4-6 tengelyelrendezésű mozdonya lett, a társaság altoonai műhelyében készült.    Az S1-es, duplex hajtású mozdony Englewoodnál 1941 májusában Charles T. Felstead: Herbert R. Harwood Collection [5]-ből 1937 augusztusában a Pennsylvania nagy gyorsvonati mozdonyt tervezett. A cél 1200 tonnás vonat 100 mérföldes (160 km/h-s) sebességű vontatása volt. 4-4-4-4 tengelyelrendezést terveztek. A szintén akkoriban készülő GG-1-es villanymozdonyt akarták túlszárnyalni. A 4-4-4-4 osztott főkeretes mozdonyra utal, de a már említett Ralph P. Johnson, a Baldwin vezető mérnöke osztatlan főkeretes, duplex hajtást javasolt. Johnson javaslatával a saját gyára sem foglalkozott, de a Pennsylvania elfogadta, és az építésnek fogott.

Az Alco, a Baldwin és a Lima is segített a mozdony fejlesztésében, csak ne nekik kelljen csinálni. A tervezés során a mozdonysúly növekedése miatt a tengelyelrendezés 6-4-4-6 lett. A mozdony már a látványa alapján megkapta "A Nagy Mozdony" nevet. Az elkészült példány 669.780 (akkori) dollárba került. Kétségkívül a valaha épült legnagyobb mozdony lett. A vasút Pennsylvaniának nevezte, de a név nem terjedt el. Elképzelhetetlenül nagy teljesítménye volt: könnyen legyőzött két K4-es Pacific nagy teher  mozdonyt. 76.400 font (34.600 kp) vonóereje volt, jóval több, mint a New York Central szintén nagy, Niagara, 4-8-4-es mozdonyáénak. Az S1-es az első két évét 1939-ben és 40-ben a new yorki világkiállításon töltötte, és nagy, erős mozdonynak látszott. Sajnos túl hosszúnak bizonyult a Pennsy fordítóihoz és íveihez. Ez a Chicago és az ohioi Crestline közötti vonalra korlátozta a működését, bár a fordítóra ott sem fért fel, Y vágány épült a számára. Ott bizonyította azt, hogy arra jó, amire készült: hosszú és nehéz vonatok vontatására. Sajnálatos, hogy azon a vonalon nem járt ilyen vonat. 1944-ben a mozdonyt kivonták a forgalomból és 49-ben szétvágták. Az S1-esnek a gyakorlati sikertelensége nem vette el a Pennsylvania kedvét a duplex mozdonytól.

A T1

A Pennsy S1-ének hír értékét és kétes sikerét látva a Baldwin úgy gondolta, beszáll a duplex mozdony gyártásba. A Pennsy két 4-4-4-4, T1 osztályúnak jelölt mozdonyt rendelt tőle.    A T1 6110 Englewoodnál egy keletre tartó gyorsvonattal a                                      II. világháború alatt William A. Raia Collection [5]-ből A vasúttársaság a Baldwin terveihez képest módosításokat kért. A gyár így a Pennsynél szabvány Belpaire tűzszekrényt építette a mozdonyba. Bár ennek nagyobb volt a vízhevítő felülete, jelentős volt a többlet súlya.

Emiatt kisebbre kellett szabni a kazánt, hogy a hajtott tengelyek terhelését ne lépjék túl. Ennek ellenére a tengelyterhelés 65.000-ről 67.500 fontra (30.600 kp-ra) nőtt. A Baldwin 1942. július 30-án szállította le a mozdonyokat. A Pennsylvania igazgató tanácsa a nagy átmérőjű hajtott kerekei ellenére személy- és tehervonati mozdonyként engedélyezte. A Baldwin 190.000 dollárért ajánlott egy T1-est, de az utókalkuláció végül 265.000 dolláros árat mutatott ki. A T1-ek futurisztikus, áramvonalas alakjukkal mindenben nagyszerű mozdony benyomását keltették, kivéve a kazán gőztermelő kapacitását és a tüzelő felületet. Ezt a Pennsy úgy próbálta védeni, hogy jó minőségű szén égetésekor elég a felület, csak ilyen szén háborús viszonyok között nem mindig volt elérhető. A két T1 első futásai alatt rengeteg hibát tártak fel, egy részük javítható volt, akár a szerkocsi forgóvázának a cseréjével, más részük viszont a konstrukcióból származott, és a mozdonyok élete végéig megmaradt, így a Pennsylvania nem vette a T1-eseket nagy darabszámú gyártásba.

A Q1

1942-ben a Pennsy szintén épített duplex hajtású mozdonyt az altoonai műhelyében, tehervonati célra, 4-6-4-4 tengelyelrendezéssel és Q1 osztályjellel.

Az áramvonalas borítású mozdony a címkép jobb oldalán borítás nélkül látható. A hátsó hengereket a B&O mozdonyáéhoz hasonlóan a tűzszekrény alá helyezték, ez később hátrányos módosításnak bizonyult. Ezek a hengerek kisebb átmérőjűek és löketűek voltak, feltételezhetően azért, mert kevesebb kereket hajtottak. A mozdony nem lett sikeres, de a Pennsy nem adta fel: mindjárt ez után egy 4-4-6-4-es tengelyelrendezésű mozdony tervezésébe fogott. A Q1 prototípusa, a 6130-as számú mozdony 1946 júniusában                                           Chicagóban Robert B. Graham, Herbert R. Harwood Collection [5]-ből

A Q2

Okulva a Q1 hibáiból, a Pennsy az új, Q2-es mozdonyának a hátsó hengereit már a hajtott kerekek közé helyezte, bár továbbra is különböző átmérővel és lökettel. Ez a mozdony elég sikeres lett ahhoz, hogy a háború alatt az ipari nyersanyagok és fejlesztési erőforrások elosztását szabályozó War Production Board (háborús termelési testület) 1944-re és 45-re újabb 25 építését engedélyezze.   A Pennsylvania Q2-ese 1947. szeptember 15-én Chicagóban Eric Hirsimaki Collection, [5]-ből

A Q2 nagy mozdony lett, súlya szerkocsival együtt 475,9 tonna. Teljesítménye is a legmagasabbak között volt.  Bár a Q2 a legsikeresebb duplex mozdony lett, későn érkezett, nem volt idő kijavítani a hibáit, a vele dolgozók pedig jobban kedvelték a 2-10-4-es elrendezésű J1-est. 1949-re a legtöbb Q2-est leállították a dízelesítés miatt. A teherszállítási csúcsot az egyszerűbb és könnyebben karbantartható 2-10-4-es J1, és a 4-8-2-es M1 osztályú  mozdonyok bonyolították le. A Pennsy a Q2 mozdony sikerén felbátorodva folytatta a duplex koncepciót, és a Baldwintól 25, 4-4-4-4 T1-est rendelt, és további 25-öt gyártott az Altoona műhelyében. A T1 munkában nem működött kielégítően. Kerékpördülésre hajlamos mozdony volt, a tányéros szelep (poppet-valve) nem volt megbízható (a Baldwin Walschaerts vezérlést és dugattyús tolattyút javasolt). A mozdony áramvonalas borítása a T1-et piszkos mozdonnyá tette, a füst lecsapódott a vezetőállás környékén és a vonatra is. A hosszú merev tengelytáv miatt nem járhatott mindenhol; 1949 végére az összes T1-est leállították, 1953 végére pedig mindet szétvágták. Amerikában a duplex mozdonyok költséges zsákutcának bizonyultak, egy hasznuk volt, siettették a dízelesítést. Egy dolog kiderült: a 4-8-4-es mozdonyok (a Northern-ek) fejlesztésében és működésében feltételezett problémák nem léptek fel.

Összesítés az amerikai duplex mozdonyokról: Más elterjedten használt nevük nem ismert. Első és legtovább élő: a Baltimore & Ohio 4-4-4-4-ese, 1937-ben épült, 1943-ban nyugdíjba ment és 1950-ben vágták szét.

Utolsó és legtovább dolgozó:a Pennsylvania Q2-ese, 1945 januárjában épült és 1956 januárjában ment nyugdíjba. Legtöbb:a Pennsylvaniánál, 80 darab.

Források:   George H. Drury (Compiled): Guide to North American Steam Locomtives [1] Brian Solomon: Super Steam Locomotives [2] Brian Solomon: American Steam Locomotive  [3] Robert J. Church: Southern Pacific Ten-Coupled Locomotives [4] Eric Hirsimaki: Black gold, black diamonds [5]

manhattani        2020. július 2.

3. rész: A Hudson (4-6-4) és a Northern (4-8-4) 4. rész: Az osztott főkeretes mozdonyok