Ånglok
Från Rilpedia
Fotograf: Frederik Tellerup
Ånglok är ett lokomotiv för järnväg eller spårväg med en ångmaskin som motor. Ångloket var den första användbara loktypen men används inte längre kommersiellt i industriländer. I vissa utvecklingsländer finns ånglok i tjänst, och dessutom finns de vid museijärnvägar för passagerartrafik eller godstransport.
Innehåll |
Teknik
Ångloken har funnits länge och blivit mer och mer högtekniska.
Allmän uppbyggnad
 |
|
| Delarna på ett Ånglok. Här ett amerikanskt | |
|
|
Kraftöverföring
Cylindrar
Ångan från pannan matas in i cylindrar där den omvandlas till en fram- och tillbakagående rörelse. Ånglok har i regel två eller fler cylindrar. Encylindriga ånglok har designats men nackdelarna med bara en cylinder var större än fördelarna. Två cylindrar var därför det vanligaste i ånglokens barndom, senare blev tre och fyrcylindriga ånglok vanliga då de gav bättre ekonomi genom att man kunde låta ångan från en cylinder passera en till cylinder innan den gick ut i luften.
Slidstyrning
Slidstyrningen omvandlar rörelsen från cylindrar till hjulens roterande rörelse. Även slidstyrningen har utvecklats genom åren och flera typer har funnits. Den vanligaste på senare år har varit Heusinger eller Walschaert (olika namn på samma styrning). Andra varianter som förekommit är Allan, Helmholtz och Stephenson.På USA inspirerade lok har Bakers slidstyrning varit starkaste alternativet eftersom den har nållager istället för kullager.Sydafrika som har världens längsta tåg på över 8-kilometer använder Bakers slidstyrningar eftersom den håller bättre och är billigare i underhåll än de andra slidstyrningarna.
Ångturbinlok
Det vanliga arrangemanget med cylindrar och slidstyrning har sina nackdelar. Det har fått ånglokskonstruktörer att skissa på andra sätt att driva ånglok. En lösning är att låta ångan passera en turbin som sedan får driva hjulen. Turbinloken kom aldrig till någon större användning. En av anledningarna var att turbinloken oftast blev mycket mer komplicerade än de konventionella ångloken så järnvägsbolagen hade inte så stora incitament att gå över till turbinlok. Dessutom var både ellok och diesellok på väg att bli vanliga vilket gjorde turbinloken till en parentes i järnvägshistorien. Ett av de turbinlok som faktiskt blev användbart var svenska TGOJs typ M3t som byggdes i tre exemplar, varav två finns kvar i körbart skick på järnvägsmuséet i Grängesberg.
Drivmedelsförsörjning
Vattenförsörjning
Utan vatten ingen ånga. Vattenförrådet befinner sig på tenderlok i tendern medan det på tanklok befinner sig på själva loket. Tanklok kan ha vattentankarna på olika ställen. Sidotankar är det vanligaste i Sverige, när tankarna finns på sidan av ångpannan, framför hytten. I England däremot har sadeltanklok varit vanliga på grund av liten lastprofil. Sadeltanklok har tanken ovanför pannan, precis som en sadel.
Kolförsörjning
Kol är det vanligaste drivmedlet hos ånglok, men långt ifrån det enda. Även ved, olja, torv och kolpulver har använts att elda med. Speciellt under andra världskriget var det svårt att importera kol till Sverige varpå ett flertal ånglok konverterades för att eldas med torv eller ved som inte behövde importeras. I Schweiz, där järnvägarna var elektrifierade i hög utsträckning, byggde man under andra världskriget ett antal elektriska ånglok. Ett flertal ånglok fick strömavtagare och elektrisk uppvärmning av vattnet. Någon större framgång blev inte dessa lok och de användes inte mer efter kriget.
Udda varianter
Lok med kuggväxlar
Det har förekommit en del udda varianter på ånglok genom tiderna. En del mer framgångsrikare än andra. En udda variant var det så kallade Shay-loket. Det hade lodrätt monterade cylindrar som drev en vevaxel, som på en modern förbränningsmotor. Vevaxeln drev sedan lokhjulen via kuggväxlar. Fördelarna med detta arrangemang var att man kunde få drivning på alla hjul, även tenderns, men ändå inte behöva ha hjulen fast i ramverket. Shayloken användes främst i USA på skogshyggen. Där gick hade banorna oftast skarpa kurvor och det var inte ovanligt med räler av trä, så man behövde all adhesionsvikt man kunde få. Shayloket är dock inte det enda sättet att lösa problemet, även om det var det vanligaste. Andra liknande system har funnits som alla har drivit på alla lokets axlar, oftast även på tenderns axlar. Climax och Heisler var de vanligaste, efter Shay. Climaxloket fungerade så att cylindrarna drev en blindaxel, parallell med de vanliga axlarna. Blindaxeln drev sedan en kardanaxel som gick ut till boggierna.
Hytten på andra ställen
Allteftersom de stora ångloken blev större blev även ångpannorna större. Därmed blev även sikten för föraren allt sämre. För att råda bot på detta testades några olika lösningar. Att ha förarhytten framför ångpannan istället för bakom testades på många ställen. På de flesta ställen gick man dock tillbaka till att ha förarhytten bakom ångpannan. Då kunde eldaren och föraren kommunicera. Southern Pacific Railroad var ett undantag där ånglok med förarhytten framför ångpannan användes i stor utsträckning. Dessa så kallade cab forward-lok användes på bergiga linjer med många tunnlar. Genom att skorstenen var bakom hytten kunde man använda tunnlarna utan att hytten fylldes av rök. Ett annat sätt att lösa problemet med dålig sikt var att sätta förarens hytt ovanpå ångpannan, men ha kvar eldaren mellan ångpannan och tendern. Detta var vanligt främst i Nordamerika. I USA kallades dessa lok på grund av sitt karakteristiska utseende för camel backs, kamelrygg. I Europa satte den mindre lastprofilen oftast stopp för sådana experiment. Flera järnvägar skaffade dock lok med förarens hytt placerad bredvid ångpannan. Dessa lok blev dock sällan några succéer.
Garrattlok
Garratloken är i princip två ånglok i ett. De består av två ångmaskiner, med kol- och vattenförråd, på två separata ramverk. Ångpanna och förarhytt vilar på de två ångmaskinerna med på ett separat ramverk. Se illustration. Garrattlokens stora konkurrent var Malletloken. Ett järnvägsbolag med Malletlok som skaffade Garrattlok köpte dock aldrig något Malletlok mer[1]. Loktypen uppfanns av Herbert William Garratt i början på 1900-talet. Trots fördelarna blev garrattloken aldrig populära i Europa, även om de användes i Spanien, Ryssland och Storbritannien. I Afrika däremot blev garrattloken populära och de största garrattloken som byggdes beställdes av de Sydafrikanska järnvägarna
Farlielok
En annan typ av udda ånglok är Farlieloket. Det består i princip av två ånglok, ihopsatta "rygg mot rygg". SJ har haft två farlielok, men de byggdes senare om till fyra vanliga ånglok. De båda loken vid SJ kom ursprungligen från den enskilda järnvägen Halsberg-Motala-Mjölby Järnväg, HMMJ, och bar namnen Berserk och Nidhögg. En annan enskild järnväg i Sverige som använt Fairlielok är Nässjö-Oskarshamns Järnväg, NOJ, som hade 9 st.
Historik
De första ångdrivna fordonen utvecklades på 1700-talet i Storbritannien. Första gången ånga användes för framdrivning av tåg var 1804 på en bruksbana i Sydwales. Ångloket hade bara en cylinder vilket gjorde det svårstartat när cylindern hamnade i dödläget.
De viktigaste framstegen under 1800-talets första hälft var:
- Placeringen av vevstakens anslutning på drivhjulet med 90 graders vinkel istället för 180 för att på det sättet undvika startproblem
- Konstruktionen av det forcerade draget, med flera drivaxlar och drivande hjul
- Kompoundsystemet med att låta ångan expandera i två steg i stället för ett.
Ända fram till införandet av överhettad ånga vid sekelskiftet mellan artonhundratalet och nittonhundratalet var det det effektivaste sättet att driva ångloken. Allt eftersom kraven på dragkraft hos ångloken växte, byggde man lok med fler drivaxlar. Urprungligen hade loken bara en drivaxel men redan efter några årtionen var det oftast två. I slutet på 1800-talet hade normalstora lok tre drivaxlar för att på 1930-talet ha ända upp till fem. Det har förekommit extrema konstruktioner med ända upp till tolv drivaxlar dock inte sammankopplade med samma koppelstång. Ånglok har en kraftig benägenhet att slingra sig på spåret i synnerhet vid kraftigt pådrag. Vid låga hastigheter är detta inte ett stort problem men med höjda hastigheter måste man använda löpaxlar för att lösa problemet. Detta ledde till att persontågsloken först fick en, sedan två främre löpaxlar. Godstågslok har inte haft behov av mer än en främre löpaxel. I och med ellokets införande från och med de sista åren på 1800-talet började ångdriften att trängas undan. Först var det spårvägar och förortsbanor som införde eldrift men även den riktiga järnvägen såg fördelarna. SJ elektriferade huvudbanorna under 30- och 40-talen vilket förvisade ångloken till sidobanorna. Ånglok utvecklades i Sverige till början av 1950-talet. Därefter slog dieselloken definitivt ut ångloken. Det sista tågen som tidtabellsmässigt drogs av ånglok gick 1963. Därefter har ånglok bara haft reservtjänst hos SJ. Detta hindrade dock inte omfattande ångloksanvänding under de svåra snövintrarna på slutet av 60-talet. SJ tog sitt sista ånglok ur bruk 1972.
Det har förekommit använding av ånglok på privatbanor hela 70-talet.
Många ånglok sparades som beredskapslok för använding i krig då tillgången på diesel kunde bli dålig. Efter det kalla krigets slut försvann behovet och beredskapsreserven avvecklades i början av 90-talet. Härigenom kom ytterligare ett antal ånglok i museiföreningars ägo.
Loktyper
Ånglok delas in i olika typer på ett flertal sätt. Följande indelning är hämtad ut Ånglokslära från 1949:
Efter spårvidd
Här delar man på normalspåriga som har spårvidden 1435 mm samt smalspåriga som har smalare spårvidd.
Efter användningsområde
- Snälltågslok för lok med större hastighet än 90 km/h
- Persontågslok för lok med hastighet mellan 70 - 90 km/h
- Godstågslok för lok med hastighet mellan 50 - 70 km/h. Mekanikens gyllene regel gör att de långsammare godstågsloken blir mycket starkare än persontågsloken. Det möjliggör framförandet av tyngre tåg.
- Växellok används på större bangårdar för att flytta vagnar. Oftast små och långsamma.
Efter hur vatten- och kolförråden medförs
Tenderlok som medför kol- och vattenförråd i en särskild vagn efter loket, tendern och tanklok som har behållare för vatten och kol på själva loket invid ångpannan. Sadeltanklok är ett tanklok som karaktäriseras av att vattentanken är belägen som en sadel över ångpannan.
Efter cylinderarrangemanget
Tvilling-, trilling-, fyrlinglok har tryckmässigt likvärdiga cylindrar. Kompoundlok låter ångan expandera i två steg. En speciell form av detta kallas Malletlok där högtryckscylindrarna är kopplade till en axelgrupp och lågtryckscylindrarna är kopplad till en annan. En vanlig lösning på smalspårslok. Men förekom även på normalspårslok, framförallt i USA där stor dragkraft har varit viktigare än i Europa.
Man talar också om två-, tre-, och fyrcylindriga lok efter hur många cylindrar loket har. Efter 1930-talet var det vanligt att loken hade tre eller fler cylindrar. Cylindrarna kan också vara placerade invändigt eller utvändigt ramverket. Invändiga cylindrar är vanligt på lok för högre hastigheter eftersom det ger bättre gångegenskaper. Utvändiga cylindrar däremot ger möjlighet till större ångpanna varför det är vanligare på godstågslok.
Kända ånglok
- Fryckstad
- Förstlingen
- Novelty
- Rocket
- Mallard
- Flying Scotsman
- littera B, Sveriges näst vanligaste ånglok.
- 4-8-8-4 Big Boy
Referenser
- ↑ Durrant, A.E. (1981). Garratt Locomotives of the World. David & Charles. ISBN 0-7153-7641-1
Se även
- Lista över svenska loklittera
- Ångmaskin
- Traktionsmotor
- Ellok
- Diesellok
- Sveriges järnvägsmuseum
- Sveriges järnvägsmuseum Ängelholm
- Nohab, tillverkade ånglok.
- Järnvägsolyckan i Getå
Externa länkar
- Om svenska turbinlok
- Wikimedia Commons har media som rör Ånglok
