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USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

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USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Dim 15 Juil 2012, 22:01 
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Un petit fil de documentation sur une espèce rare.


Il y a eu environ 1500 locomotives de type 131 aux Etats-Unis.
La plupart étaient à tender séparé. Apparues isolément en 1893 (CL&N - Cincinnati, Lebanon & Northern RR) et construites en séries plus importantes à partir de 1900, elles étaient destinées aux trains de marchandises ou au trafic mixte. Elles étaient généralement équipées de roues d’un diamètre de 50" à 69", soit 1,27 m à 1,75 m. Beaucoup étaient de petite taille, conçues pour les lignes secondaires ou embranchements. Voir ici la liste des réseaux (incomplète, par exemple il manque le CL&N) :
http://www.steamlocomotive.com/prairie/
Certaines de ces locomotives ont eu une longue vie active. Plusieurs dizaines sont conservées, dont quelques exemplaires en état de marche.



En opposition avec ce cliché de locomotive modeste et efficace…
dans les années 1901 à 1906 sont apparues quelques 131 à grandes roues dédiées aux trains rapides qui ont connu une courte célébrité :

- Lake Shore classe J (1901)
- Santa Fe série n° 1000 à 1039 (1901)
- Lehigh Valley classe I-1 (1902)
- Illinois Central prototype n° 1000 (1902)
- Lake Shore classe K (1904) et classe J-42 (1906)
- Pennsylvania prototypes n° 2761 et 7453 (1905)


Moins ventrues que les Pacific qui leur ont succédé, c’étaient des locomotives assez élégantes dont les roues de 1,90 m à 2,0 m étaient bien mises en valeur.
Ressuscitons quelques-uns de ces fantômes pour le plaisir des yeux.

Image
131 classe J du Lake Shore – photo de source inconnue, datant probablement de 1905-1910. Le numéro 695 est devenu 4695 et le phare n’est plus dans sa position d’origine.

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Avant de commencer, il faut évoquer la compagnie du Chicago, Burlington & Quincy Railroad qui aurait donné le nom de „Prairie“ au type 131 et en a possédé 5 séries (R1 à R5) conçues pour les trains de marchandises – donc qui ne seront pas décrites dans ce fil.

Voir sur la „Revue de Mécanique“ d’avril 1900 un plan détaillé d’une R1. La silhouette est vieillotte mais le foyer débordant et les tiroirs cylindriques sont des détails modernes :
http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k5 ... f479.image

Sur le site de Vernon Beck on peut sélectionner ici les diagrammes schématiques des différentes séries…
http://www.home.earthlink.net/~vnlbeck/R/clr.html
…et là un dessin précis en plusieurs vues de la série R5 de 1907, n° 2050 à 2224, plus grande et plus moderne. Respecter le copyright de V. Beck.
http://www.home.earthlink.net/~vnlbeck/HO/ho.html
Les dessins enregistrés sont blancs sur fond noir mais deviennent „positifs“ dès qu’on les convertit en jpg.



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Et maintenant, entrons dans le vif du sujet.

Les diagrammes et plusieurs illustrations ou photos de ce fil sont en grandeur plein écran.
Les glisser vers le haut avec la souris pour les sortir.

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Re: USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Dim 15 Juil 2012, 22:17 
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1901 – Classe J du Lake Shore & Michigan Southern Railway



Appartenant au New York Central, la compagnie du LS&MS assurait la traction des trains de la section Ouest de la ligne New York-Chicago, puisque son réseau s’étendait de l’extrémité est du lac Erie (Buffalo) à la partie sud du lac Michigan (Chicago). Voir la carte sur cette page :
http://en.wikipedia.org/wiki/Lake_Shore ... rn_Railway
Pour les trains de voyageurs, la compagnie ne s’est pas intéressée au type Atlantic. Elle utilisait avec succès les grandes 230 à roues de 2 m de la classe I construites par Brooks en 1899.

Image
Lake Shore, 230 classe I, premier lot (tiroirs plans) - Catalogue Brooks, 1899.



Face au besoin de locomotives encore plus puissantes, Brooks a livré à partir de 1901 les 131 de la classe J à roues de 2,03 m et équipées d’une chaudière plus longue et d’un foyer large.
La série comporte 46 exemplaires numérotés 650 à 695, plus tard 4650 à 4695.

Image
Lake Shore, 131 classe J – „Railway and Locomotive Engineering“, octobre 1904. La 695 était la dernière de la série et a participé à l’exposition Universelle de Saint Louis.


La revue „American Engineer and Railroad Journal“ de mars 1901 donne une description détaillée. La recherche de proportions élégantes aurait joué un rôle pendant l’établissement des plans. Même un dessin complet en perspective a été soumis à approbation avant le début de la fabrication. La fenêtre latérale ne présente pas le bord supérieur cintré qui normalement est un signe distinctif du constructeur Brooks.

Le périodique „Railway and Locomotive Engineering“ de juin 1903 évoque la marche du train de luxe „20th Century Limited“ le 25.05.1903, au cours de laquelle une 230 classe I et la 131 J n° 660 se sont relayées. Liens pour le texte (A truly fast run) et pour les images :
http://archive.org/stream/railwaylocomo ... 1/mode/1up
http://archive.org/stream/railwaylocomo ... 7/mode/1up
La distance de 494 km a été couverte à 101 km/h de moyenne et 133 km à 112 km/h de moyenne, avec des pointes à 145 km/h (90 mph). La revue n’attribue pas clairement ces chiffres à l’une ou l’autre des locomotives mais elle indique que le train ne se composait que de 4 Pullman – ce qui ne devait pas faire beaucoup plus de 200 t. Cela relativise un peu la performance, car le profil de la ligne est quasiment horizontal („Water level route“) et comporte peu de courbes.

Selon plusieurs sources, à vitesse élevée les 131 tenaient moins bien la voie que les 230.
De toutes façons, le travail quotidien des 131 classe J se composait surtout de trains plus lourds et moins rapides, comme par exemple le „Lake Shore Limited“ de 450 tonnes (d’après la RGCF de mars 1906) ou le train n°43 Buffalo-Cleveland à arrêts plus fréquents et moyenne commerciale 71 km/h, dont les 680 tonnes (15 voitures) nécessitaient la double traction pour tenir l’horaire (d’après „American Engineer and Railroad Journal“, novembre 1904).

À leur époque, ces locomotives impressionnantes ont été largement médiatisées. Le diagramme avec cotes anglo-saxonnes a été publié même en France dans la „Revue de Mécanique“ de mai 1901 et par Ed. Sauvage dans un article du „Bulletin de la Société pour l’Encouragement de l’Industrie…“ du CNAM en 1903, voir ce lien :
http://cnum.cnam.fr/CGI/fpage.cgi?BSPI. ... 00/926/0/0

Voici en longueur 3.300 pixels un dessin similaire avec cotes en système métrique paru en Allemagne en 1907.

Image
Image
Classe J - „Die Dampflokomotiven der Gegenwart“, Robert Garbe, 1907


Le moteur est à simple expansion. La distribution Stephenson intérieure agit sur des tiroirs cylindriques intérieurs.
Les balanciers ramènent l’action de la suspension en trois points seulement, selon l’habitude américaine. Donc, même sur une voie mal posée, la locomotive ne sera pas en équilibre instable ni ne subira le délestage exagéré d’une roue.
L’essieu porteur avant est un bissel américain classique et l’essieu arrière à déplacement radial est de type Player (ingénieur en chef de l’usine Brooks), sans pivot, un peu genre essieu Adams, avec rappel par ressort hélicoïdal.
Les finesses techniques européennes facilitant l’entrée en courbe, telles le bogie-bissel Helmholtz alors déjà appliqué à des 121 allemandes ou la variante italienne Zara qui apparaîtra quelques années plus tard, ne seront pas utilisées par les constructeurs américains.

Caractéristiques :
Lake Shore & Michigan Southern Railway – Locomotives classe J, n° 650 à 695
Constructeur : Brooks Locomotive Works, 1901
Moteur à simple expansion, 2 cylindres, distribution Stephenson intérieure agissant sur des tiroirs cylindriques intérieurs.
Ø intérieur de la chaudière à la plus grande virole : 1,85 m - Hauteur de l’axe : 2,79 m
Grille : 4,51 m2 - Surface de chauffe (foyer + tubes) : 17 + 317 = 334 m2 - Timbre : 14 kg/cm2
Cylindres : Ø 521 x 711 mm - Roues motrices : Ø 2,03 m
Poids adhérent : 65 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 86,5 t


La 131 classe J n° 695, dernière de la série et construite en avril 1904, a participé à l’Exposition Internationale de Saint Louis en 1904.
L’ingénieur prussien R. Garbe, présent à l’exposition, a critiqué la conception irrationnelle du support de glissière mais il a souligné l’entretoisement efficace du châssis, supérieur à celui des autres locomotives américaines exposées.
La photo ci-dessous montre la 695 prête à partir à l’exposition. Elle vient du site du journal local „Observer“ de la ville de Dunkirk, Etat de New York, où se trouvait l’usine Brooks.
http://www.observertoday.com/page/conte ... l?nav=5060

Image
Photo : Dunkirk Observer, 1904

La désignation „ALCO Brooks“ rappelle que fin 1901, Brooks avait fusionné avec Schenectady et d’autres constructeurs pour créer l’American Locomotive Company.



Malgré des débuts prometteurs, la puissance des 131 de la classe J est rapidement devenue trop faible pour l’accroissement du poids des trains. La plupart ont été retirées dans les années 1920 ou cédées au Toledo et Ohio Central, autre compagnie dépendant du New York Central.

À partir de fin 1904, les 131 de la classe K (dont les deux groupes distincts ont été plus tard dénommés classes J-41 et J-42) leur ont succédé, plus puissantes et plus modernes, on en reparlera.

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Re: USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Mar 17 Juil 2012, 13:50 
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Le fait qu’une locomotive de train rapide ne soit pas guidée par un bogie mais seulement par un essieu porteur va totalement à l’encontre des habitudes étasuniennes.

Les quelques 121 „Columbia“ à grandes roues conçues par Baldwin au début des années 1890 ont très rapidement fait place au type Atlantic. Les nombreuses 130 (et 140) construites au 19ème siècle étaient dédiées aux trains de marchandises lents. Et le réflexe de guider les locomotives par un bogie était tellement ancré que les années 1890 ont même vu une floraison de 240 à petites roues pour trains de marchandises.

Les 131 du Lake Shore ont donc créé un effet de surprise par leur conception inhabituelle et leurs performances spectaculaires. L’idée était lancée…
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Re: USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Mar 17 Juil 2012, 14:12 
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1901 – Série 1000 à 1039 du Santa Fe



L’Atchison, Topeka & Santa Fe Railway (AT&SF) a possédé plus de 200 locomotives du type Prairie, dont plusieurs ont fait de longues carrières et sont préservées.
Par leurs roues de 2,0 m (79“), les 40 locomotives de la série 1000 à 1039 pour trains de voyageurs se distinguent des séries ultérieures équipées de roues de 1,75 m.

Image
AT&SF, locomotive n° 1000 – Photo : catalogue Baldwin „Santa Fe locomotives“, 1906, Wikimedia Commons.


Le Santa Fe est un des rares réseaux états-uniens qui a utilisé les locomotives compound en grande quantité. Son fournisseur favori était Baldwin.
Remarquer ici le moteur compound Vauclain première version (4 cylindres extérieurs). De chaque côté, le cylindre HP et le cylindre BP sont superposés et actionnent une crosse commune. Ces deux cylindres sont gérés par un tiroir cylindrique intérieur commun, animé par une distribution Stephenson intérieure. Les masses en mouvement alternatif sont élevées : 1 bielle + 2 pistons d’un même côté se déplacent ensemble.
Le gabarit généreux du Santa Fe a permis de donner une grande hauteur à l’abri et à aux superstructures, ce qui fait paraître la locomotive moins grande qu’elle était réellement. Mais l’axe de la chaudière est à 2,84 m au dessus des rails et son diamètre intérieur est de 1,78 m. À titre d’exemple, la chaudière est donc placée aussi haut et elle est plus grosse que celles de toutes les Pacifics françaises, à l’exception des deux prototypes S16 AL de 1934.


Caractéristiques :
Atchison, Topeka & Santa Fe Railway – Locomotives n° 1000 à 1039
Constructeur : Baldwin Locomotive Works, 1901
Moteur compound Vauclain à 4 cylindres extérieurs, distribution Stephenson intérieure agissant sur des tiroirs cylindriques intérieurs.
Ø intérieur de la chaudière : 1,78 m - Hauteur de l’axe : 2,84 m
Grille : 4,97 m2 - Surface de chauffe (foyer + tubes) : 18 + 329 = 347 m2 - Timbre : 14 kg/cm2
Cylindres HP/BP: Ø 432/711 x 711 mm - Roues motrices : Ø 2,00 m
Poids adhérent : 66 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 95 t


Les indications de poids pour les locomotives 1000-1039 viennent du catalogue Baldwin des locomotives du Santa Fe et correspondent à celles qui sont reprises par le site internet steamlocomotive.com. Les revues spécialisées publiées en 1901 donnent un poids adhérent inférieur de 4 tonnes.

Ces locomotives ont un dimensionnement supérieur à celui des 131 du Lake Shore apparues quelques mois plus tôt.
En fait, au début des années 1900, les constructeurs de locomotives états-uniens se lancent dans une spirale d’accroissement quantitatif des dimensions de leurs locomotives, qui ne se traduit que modérément par un accroissement de leur puissance.

Image
Diagramme : Revue „Railroad Digest“, janvier 1902

Un diagramme similaire avec coupes transversales est à voir dans la „Revue de Mécanique“ de décembre 1901 :
http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k5 ... que.langFR


D’après le texte descriptif de „American Engineer and Railroad Journal“, décembre 1901, une des 40 locomotives de la série était équipée d’un dispositif augmentant le poids adhérent (traction increaser) pour éviter le patinage pendant la phase de démarrage, délestant partiellement les essieux porteurs au profit des essieux moteurs.
Pour cela, des cylindres à vapeur modifiaient la charge en agissant directement sur un côté des balanciers de suspension, comme on le voit sur les dessins du bas de cette double page :
http://archive.org/stream/americanengin ... 2/mode/2up
Le système était manuel ou automatique, fonctionnant tant que le mécanicien gardait le changement de marche sur les crans les plus élevés (admission maximum) et avait sélectionné le mode simple expansion, action typique au démarrage d’un train et produisant un effort plus élevé sur la bielle motrice. L’augmentation maximum de poids adhérent pouvait atteindre 3,5 tonnes par essieu, permettant de profiter du surplus de force motrice sans patiner.
Alco utilisera un système différent : des cylindres à air déplacent le point de pivotement des balanciers.



La 131 n° 1000 et plusieurs de ses soeurs ont participé à la marche spectaculaire du fameux train spécial affreté par W. Scott („Death Valley Scotty“, faux millionnaire légèrement escroc) en 1905, qui a effectué le trajet Los Angeles-Chicago (3644 km) en un peu moins de 45 heures, y compris la traversée des Rocheuses.
Ce sujet a déjà été brièvement évoqué à propos des Atlantics, voir ici :
viewtopic.php?f=5&t=35080&start=129
La carte du trajet est au milieu de la page que Wikipedia consacre à ce train, parfois nommé „Coyote special“ :
http://en.wikipedia.org/wiki/Scott_Special
Le train, composé seulement de deux voitures et un fourgon, ne pesait que 154 t (170 US tons).
19 locomotives s’étaient relayées, le trajet et les performances de chacune sont indiqués en bas de cette page :
http://www.catskillarchive.com/rrextra/BLATSF.Html
On y lit que la 131 n° 1000 a fait son trajet de 208 km légèrement ascendant (rampe moyenne 2,4/1000, rampe maxi 6/1000) à 79 km/h de moyenne. Il me semble qu’en 1905, en France sur des profils de ce genre, on faisait presque aussi bien avec des trains plus lourds…



Entre 1912 et les années 1920, les 131 n° 1000 à 1039 ont été décompoundées, munies d’une distribution extérieure et équipées de roues de 69“ (1,75 m) seulement, mieux adaptées au profil des régions traversées. Elles n’ont peut-être pas reçu la surchauffe.
Les dernières ont été retirées du service en 1954.

Les locos 1015 et 1024 ont été préservées froides. Agées de 110 ans et protégées respectueusement par des clôtures, on peut les voir vieillir en silence sur des photos récentes en cliquant sur cette page :
http://www.rrpicturearchives.net/locoli ... SF&mid=307

Sur cette vue de la 1024 on remarque les roues motrices et porteuses plus petites qu’à l’origine. Des cylindres et tiroirs à distribution extérieure ont remplacé le moteur compound Vauclain. D’après le tender, elle a été convertie au fuel, mais la chaudière avec sa sablière vieillotte et ses tirants obliques vers la traverse avant pourrait être d’origine.

Image
Photo de John K. Pack : la 1024 en 2009 à La Junta, Colorado.

Voir cette jolie photo en grand :
http://www.rrpicturearchives.net/showPi ... id=1774110



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Un mot sur les séries qui ont suivi les 1000-1039 :

En 1902-1903, Baldwin a livré 103 locomotives similaires, également compound Vauclain, mais construites avec des roues de 1,75 m : la série 1050 à 1152 pour trains de marchandises rapides, à voir ici…
http://www.catskillarchive.com/rrextra/blatpg14.Html
…et suivies en 1906 par une version plus lourde et plus moderne : la série 1800. Elles ont des roues de 1,75 m et un moteur compound „Baldwin balanced“, les cylindres intérieurs et extérieurs agissant sur le deuxième essieu couplé. À voir sur la page 101 de l’histoire de l’usine Baldwin publiée en 1907 :
http://archive.org/stream/historybaldwi ... 4/mode/2up

Pour l’ensemble des 131 du Santa Fe, le texte et le tableau de la page ci-dessous font l’amalgame entre les séries construites, les exemplaires spéciaux et les groupes transformés.
http://www.steamlocomotive.com/prairie/?page=atsf
Pas facile de s’y retrouver.
En résumé : le Santa Fe a possédé un grand nombre de 131 temporairement compound, elles ont été modifiées et elles ont fait une assez longue carrière.

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Re: USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Ven 20 Juil 2012, 14:50 
Patlantic a écrit: En fait, au début des années 1900, les constructeurs de locomotives états-uniens se lancent dans une spirale d’accroissement quantitatif des dimensions de leurs locomotives, qui ne se traduit que modérément par un accroissement de leur puissance.



En simplifiant, voici à mon avis ce qui se passe.

L’augmentation de puissance a été rendue nécessaire par l’accroissement du volume transporté, l’accélération des horaires et l’avènement proche du matériel roulant métallique imposé par certains règlements (par exemple tunnels sous l’Hudson River).

Entre 1900 et 1905 apparaissent pour les marchandises des 240 boursouflées, des 150 et 151 obèses – et les premières Mallet américaines en début de croissance.
Pour les trains de voyageurs, la nouvelle génération des 221 agrandies et à foyer large, introduites entre 1900 et 1902 par les grands constructeurs est insuffisante. D’où l’apparition successive de 131 et 231 de plus en plus lourdes, à silhouette de locomotive moderne.

La majorité des réseaux états-uniens rejette les locomotives compound (alors que les constructeurs américains ont tous proposé des locos compound dès les années 1890), et avant 1905 la surchauffe n’est qu’au stade expérimental. La seule possibilité qui reste aux constructeurs pour augmenter la puissance des locomotives est le banal accroissement des dimensions, entraînant des pertes de rendement par l’allongement inconsidéré de tubes de chaudière, l’augmentation des frottements dus aux essieux supplémentaires, ou d’autres éléments nouveaux encore imparfaitement gérés.

Quelques années plus tard, l’utilisation progressive de la surchauffe, des chaudières à chambres de combustion, des siphons de foyer et d’autres systèmes „qualitatifs“ améliorera plus nettement la puissance des locomotives américaines.
Et au cours des décennies, d’autres améliorations telles que lubrification automatisée, booster, ramonage des tubes pendant le fonctionnement, concept SuperPower, roulements à rouleaux, utilisation d’alliages légers, équilibrage dynamique, boîtes à rattrapage de jeu automatique etc. augmenteront les performances des locomotives et simplifieront leur entretien.

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Re: USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Ven 20 Juil 2012, 15:03 
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1902 – Camelbacks classe I-1 du Lehigh Valley RR



La ligne principale du Lehigh Valley Railroad relie les environs de New York à la ville de Buffalo, à la pointe est du lac Erie, voir la carte sur la page ci-dessous.
http://en.wikipedia.org/wiki/Lehigh_Valley_Railroad

Traversant la région minière de l’est de la Pennsylvanie, ce réseau était dédié au transport de l’anthracite, familièrement appelé Diamant Noir à cause de son aspect brillant et de son prix élevé.
L’anthracite est friable, les petits morceaux résultant de sa manutention étaient considérés comme inutilisables… jusqu’au jour où l’ingénieur Wootten créa un type de foyer de locomotive à ciel bas, et à grille de très grande surface, parfaitement adapté à ce résidu.
Donc, comme plusieurs réseaux voisins (Philadelphia & Reading, Lackawanna, Central of New Jersey etc.), le Lehigh Valley s’est mis à utiliser dans ses locomotives le „menu“ d’anthracite comme combustible acheté à bas prix mais à haut rendement et peu polluant.
La grande largeur du foyer Wootten ne laissant pas assez de place sur le côté pour le siège du mécanicien, son poste de conduite a été placé plus en avant, donnant à la locomotive sa silhouette inhabituelle et bossue dite Camelback, le chauffeur restant à son poste habituel à l’arrière. Ce sujet a été abordé maintes fois sur ce forum, par exemple ici :
viewtopic.php?f=5&t=38398
viewtopic.php?f=5&t=35080&start=141

Sur sa ligne principale, le Lehigh Valley avait un important trafic voyageurs. Ses trains rapides, vers 1900, étaient remorqués par de grandes 221 Camelback. L’histoire de son train de luxe, le „Black Diamond Express“, est racontée et illustrée sur ce site :
http://1stclass.mylargescale.com/scotty ... index.html




En avril 1902, Baldwin a livré au Lehigh Valley Railroad les 10 locomotives de la classe I-1. Leurs roues de 1,94 m les prédestinent aux trains de voyageurs.

Image
131 n° 791, classe I-1 – Coll. Jasper N. Haines, sur le site northeast.railfan.

Image
131 n° 791, classe I-1 - Photo anonyme venant de ce site consacré au Lehigh Valley :
http://www.lvrr.com/steam-locomotives/?nggpage=4


Ces locomotives sont les seules 131 Camelback qui ont été construites. Leurs dimensions sont impressionnantes.

Caractéristiques :
Lehigh Valley Railroad – Locomotives classe I-1, n° 790 à 799
Constructeur : Baldwin, 1902
Moteur à simple expansion, 2 cylindres, distribution Stephenson intérieure agissant sur des tiroirs plans extérieurs.
Grille : 8,16 m2 - Surface de chauffe (foyer + tubes) : 341 m2 - Timbre : 14 kg/cm2
Cylindres : Ø 559 x 660 mm - Roues motrices : Ø 1,94 m
Poids adhérent : 61,3 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 90,8 t

Source : site steamlocomotive.com


Il existe peu d’informations sur ces locomotives et il semble qu’aucun diagramme n’a été publié. Baldwin ne les mentionne pas dans les parutions que je connais.
Il est probable qu’elles n’ont pas dû répondre aux attentes du client, car dès 1905, le Lehigh Valley a commandé à Baldwin des 231 – Camelback, bien sûr. On en voit une au milieu de cette page :
http://www.catskillarchive.com/rrextra/lvblkdi.Html

Et en 1906, les 131 de la classe I-1 ont été transformées en 231, devenant dans la classe K-2 le groupe n° 2230 à 2239.

Image
Lehigh Valley RR, 231 n° 2236 de la classe K-2 (ex 131 classe I-1). Coll. K. Vollrath.
Voir cette photo en grand sur le site northeast.railfan :
http://www.northeast.railfan.net/images/lv2236s.jpg

Le châssis et la chaudière ont été allongés, la sablière semble placée davantage vers l’avant et les cylindres paraissent être un peu plus gros, mais je n’ai pas trouvé les caractéristiques des locomotives de ce groupe (n° 2230-39), ni d’informations sur leur carrière. Étant équipées de tiroirs plans, il aurait à nouveau fallu faire des modifications importantes pour les munir de la surchauffe.

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Re: USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Ven 20 Juil 2012, 15:11 
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1902 – Prototype n° 1000 de l’Illinois Central RR



L’album classique „Model Railroader Cyclopedia – Steam locomotives“ de 1960 présente pratiquement tous les types de locomotives américaines sur 270 pages grand format, mais il n’évoque qu’une seule 131 sans même la montrer entièrement.

Je résume le texte concerné :
En 1902, l’Illinois Central désirait remplacer ses 230 pour trains de voyageurs par un type de locomotive plus puissant. Pour se familiariser avec les foyers larges, la compagnie a d’abord commandé un exemplaire d’Atlantic Baldwin et fait construire par Rogers un prototype de 131 à roues de 1,88 m, portant le n°1001, rapidement changé en 1000.
Après des tests comparatifs, c’est finalement l’Atlantic qui a été choisie. Une série de 25 locomotives a été commandée… non pas à Baldwin, mais à Rogers.

En 1905, nouvelle donne : ce sont des Pacific „Harriman Standard“ qui remorquent les rapides les plus lourds de l’Illinois Central. Apparemment satisfaits de ces locomotives, les responsables décident en 1907 de transformer la 131 n°1000 en Pacific. Pour faire de la place au deuxième essieu du bogie, le châssis est allongée de 80 cm entre les cylindres et la première paire de roues couplées, et une section cylindrique correspondante est ajoutée entre la chaudière tubulaire et la boîte à fumée.

Au cours des années, sa puissance sera augmentée par des transformations profondes et elle terminera sa carrière aux marchandises dans les années 1950, étant devenue une 231 lourde à petites roues (1,55 m) et gros cylindres (venant d’une 141), ce qui lui confère un effort de traction de 31 tonnes (69.000 lbs), soit autant qu’une Berkshire sans booster.


Apparemment, l’auteur manquait de documents sur la 131 d’origine, à part cette photo abîmée au niveau de la cheminée.

Image
„Model Railroader Cyclopedia Vol. 1“, Lynn Westcott, 1960


Heureusement, ce diagramme et un texte descriptif ont été publiés en 1906 en France :

Image
Source : „La locomotive actuelle“, M. Demoulin, 1906

Et grâce à Internet, on retrouve la trace de cette locomotive dans les revues ferroviaires de l’époque :
http://archive.org/stream/americanengin ... 8/mode/2up
La locomotive porte encore le n°1001 et la première phrase de l’article page 199 est inexacte.
Cette locomotive n’est pas la première d’un groupe de 20 locos semblables. En fin de compte, elle sera la seule 131 commandée parallèlement à un groupe de 25 Atlantics.
L’Illinois Central n’avait peut-être pas encore pris de décision définitive quand cet article a été mis sous presse.

Caractéristiques :
Illinois Central Railroad – locomotive n° 1000 (ex 1001)
Constructeur : Rogers Locomotive and Machine Works, 1902
Moteur à simple expansion, 2 cylindres, distribution Stephenson intérieure agissant sur des tiroirs plans extérieurs.
Ø intérieur de la chaudière à la plus petite virole : 1,73 m - Hauteur de l’axe : 2,68 m
Grille : 4,74 m2 - Surface de chauffe (foyer + tubes) : 19 + 310 = 329 m2 - Timbre : 14 kg/cm2
Cylindres : Ø 508 x 711 mm - Roues motrices : Ø 1,88 m
Poids adhérent : 65,3 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 92,1 t

(Source : American Engineer and Railroad Journal, juin 1902)

Le constructeur Rogers sera absorbé par ALCO en 1905.

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Re: USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Lun 23 Juil 2012, 13:43 
.

1904-1906 – Classes K et J-42 du Lake Shore & Michigan Southern Railway



„Dix superbes locomotives pour train de voyageurs viennent d’être mises en service…“ Ainsi commence l’article publié en novembre 1904 par „American Engineer and Railroad Journal“ et consacré aux nouvelles 131 de la classe K livrées peu avant au Lake Shore &Michigan Southern Railway par l’usine Brooks du constructeur ALCO.


Image
Lake Shore, 131 classe K. - American Engineer and Railroad Journal, novembre 1904

Ces locomotives sont destinées à remplacer leurs aînées de la classe J, de manière à éviter la double traction sur les trains de 650 tonnes et plus.
Les 131 de la classe K sont une version agrandie de la classe J, dont le concept général, jugé satisfaisant, a été conservé. Le foyer est plus long, la surface de chauffe est supérieure, la locomotive a des cylindres de plus grand diamètre et elle est plus lourde.
Autrement dit, elle produit plus de vapeur et son effort de traction est supérieur.

Extérieurement, on remarque l’empattement plus long surtout à l’arrière, la chaudière plus grosse, les tirants obliques entre la boîte à fumée et l’avant du châssis. Cette fois-ci, le bord supérieur de la fenêtre latérale de l’abri est cintré, dans le plus pur style Brooks.
L’abri est en acier, et non plus en bois. Détail original, il est légèrement en coupe-vent : la cloison avant et les faces latérales de l’abri sont raccordées par de courtes cloisons en biais avec portes d’accès au tablier.
Le long balancier ajouré entre le dernier essieu couplé et l’essieu porteur arrière est un détail typique du constructeur Brooks qu’on retrouve sur ses Atlantics.


Image
Lake Shore, 131 classe K. – The Railroad Gazette, 2 décembre 1904


Dans le foyer, la voûte en briques est supportée par 4 tubes à eau (arch tubes) placés obliquement dans le sens de la longueur et reliant la lame d’eau du bas de la plaque tubulaire à la lame d’eau arrière du foyer. Par gravité, ils créent un mouvement d’eau favorisant l’échange de chaleur.
L’idée avait été expérimentée en France dans les années 1880, voir ici „La Nature“, 1er semestre 1887 :
http://cnum.cnam.fr/CGI/fpage.cgi?4KY28 ... 00/432/0/0
Aux Etats-Unis en 1904, elle n’était pas encore appliquée souvent, mais quelques décennies plus tard, elle deviendra très efficace sous la forme des siphons Nicholson chers à Chapelon, qui sont des tubes qui s’évasent en forme de lames d’eau verticales, ce qui accroît l’effet siphonique désiré.
Voir le dessin en bas de ce post :

viewtopic.php?f=5&t=35080&start=316


Caractéristiques :
Lake Shore & Michigan Southern Railway – Locomotives classe K
Constructeur : Alco usine Brooks, à partir de 1904
Moteur à simple expansion, 2 cylindres, distribution Stephenson intérieure agissant sur des tiroirs cylindriques intérieurs. Essieu porteur arrière radial type Player.
Ø extérieur de la chaudière : de 1,78 à 1,97 m - Hauteur de l’axe : 2,90 m
Grille : 5,12 m2 - Surface de chauffe (foyer + siphons + tubes chaudière) : = 360 m2 - Timbre : 14 kg/cm2
Cylindres : Ø 546 x 711 mm - Roues motrices : Ø 2,01 m
Poids adhérent : 75,4 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 106 t


À leur apparition, ces locomotives portent des numéros à 4 chiffres dans la série 3700 et sont les plus lourdes locomotives de voyageurs construites par Alco.


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Le dernier lot de ces locomotives a été livré en 1906. Elles se différencient des précédentes par quelques points qui modernisent leur apparence extérieure :

- La distribution intérieure Stephenson a été remplacée par une distribution extérieure Walschaerts, mais le bloc des cylindres avec tiroirs cylindriques intérieurs est inchangé. Le mouvement de la distribution est transmis aux tiroirs intérieur par des leviers sur arbre transversal oscillant… c'est-à-dire la fonction inverse des „rocking shafts“ dont les 220 étasuniennes ont été équipées depuis les années1850 et qui transmettaient à des tiroirs plans extérieurs (placés sur les cylindres) le mouvement de la distribution Stephenson intérieure.

- L’essieu porteur arrière Player à boîtes radiales intérieures a été remplacé par un véritable bissel à boîtes extérieures dont le timon est articulé sur l’entretoise de châssis située vers l’avant du foyer – d’après la le texte de „American Engineer and Railroad Journal“, juin 1906.
L’aspect général de cet essieu avec les deux longeronnets extérieurs rajoutés rappelle un peu les 221 Schenectady construites depuis 1900 et se retrouvera pendant plusieurs années sur les Pacific Alco.
ALCO a été créée fin 1901 par fusion de plusieurs fabricants qui avaient leurs propres bureau d’études et déposés leurs propres brevets. Il semble qu’en 1906, la standardisation à l’intérieur du groupe est déjà une réalité et que la dominance du fabricant Schenectady est irréversible.

- Le tablier est prolongé vers l’avant. Le phare est placé bas, au milieu de la porte de boîte à fumée. Le style Far West est terminé, l’avenir a commencé !

Image
Locomotive du lot de 1906. D’après une image de „Howden’s boy’s book of locomotives“, Wikimedia Commons.
Le lithographe qui a détouré la loco a eu la main un peu lourde : la légère conicité de la chaudière a disparu. Mais cela améliore encore la silhouette...


Tous les autres éléments de la locomotive sont absolument inchangés. Seuls le poids total et le poids adhérent sont plus élevés, suite aux modifications.
À leur livraison les locomotives de ce lot sont accidentellement les plus lourdes locomotives de trains de voyageurs jamais construites (donc même plus lourdes que les Pacifics contemporaines), comme on peut le lire dans les revues de l’époque ou dans ce livre de 1907 : http://archive.org/stream/walschaertloc ... 8/mode/1up
Sauf pour la mentalité américaine, ce n’est pas un titre de gloire et de toute façon ça ne durera pas longtemps.

Entre 1904 et 1906, la désignation des classes a changé.

Les 230 de la classe I (voir le 2ème post) deviennent classe F-52
Les 131 de la classe J (1901-1904) deviennent classe J 40
Les 131 de la classe K à distribution intérieure deviennent classe J-41
Les 131 du lot de 1906 (distribution Walschaerts extérieure) deviennent classe J-42
C’est ce qui est indiqué dans la revue „American Engineer and Railroad Journal“, juin 1906, page 203 :
http://archive.org/stream/americanengin ... 2/mode/2up

Il semble aussi que les numéros des 131 sont devenus tous à 4 chiffres, dont le premier est un 4.

Peut-être ce schéma a-t-il encore changé quand le Lake Shore et le New York Central ont fusionné en 1914. Toujours est-il que aucune revue ancienne, aucun livre et aucun site internet ne permettent d’établir avec certitude le nombre de locomotives construites dans les classes K (J-41) et J-42. Les différentes sources sont contradictoires.
Si on se réfère au tableau de cette page…
http://www.steamlocomotive.com/prairie/?page=nyc
…il y aurait eu une 36 locomotives portant des numéros dans les 4700, c'est-à-dire dans les classes J-41 et J-42 telles que définies en 1906.


Caractéristiques :
Lake Shore & Michigan Southern Railway – Locomotives classe J-42
Constructeur : Alco usine Brooks, 1906
Moteur à simple expansion, 2 cylindres, distribution Walschaerts extérieure agissant sur des tiroirs cylindriques intérieurs. Essieu porteur arrière type Schenectady.
Poids adhérent : 77,2 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 110,8 t

Autres caractéristiques : voir classe K.

Image
Classe J-42, locomotive n° 4726 – photo de source inconnue

D’après ce qu’on peut lire, les 131 des classes K (J-41) et J-42 semblent avoir donné satisfaction et leur tenue de voie était meilleure que celle de la classe J (J40).
Elles représentent le dimensionnement maximum qu’à cette époque on pouvait donner à une 131. Est-ce qu’elles correspondaient enfin à ce que recherchait la compagnie du Lake Shore ?

Pas du tout.

Dès 1907, le Lake Shore a commandé à Alco 25 Pacifics lourdes. Leur grosse chaudière, portée par 6 essieux au lieu de 5, a une surface de chauffe supérieure de 5 % à celle des 131 et elle alimente des cylindres un tout petit peu plus gros.
Extérieurement, plus aucun élément ne rappelle le style de Brooks. Même l’abri avec ses deux grandes fenêtres de chaque côté est typique de Schenectady. Voir dans la „Railroad Gazette“ du 6 septembre 1907 :
http://archive.org/stream/railwayage43n ... 8/mode/2up

Et la course au gigantisme va continuer.


Quand aux 131 des classes K et J-42, d’après le site steamlocomotive.com elles se sont rendues utiles pendant 20 ans et elles (certaines ? toutes ?) ont été transformées en Pacifics à surchauffe en 1924-1925, devenant la classe K-41.

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Re: USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Ven 27 Juil 2012, 16:06 
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1905 – Prototypes n° 2761 et 7453 du Pennsylvania Railroad



La ligne New York -Chicago du Pennsylvania Railroad (PRR) passe plus au sud que celle du New York Central (NYC) et, traversant les Monts Allegheny, elle a un profil plus accidenté. Mais paradoxalement, le PRR utilisait pour ses lourds trains rapides uniquement des 221, type à deux essieux moteurs seulement et donc plutôt adapté au terrain plat, alors que le NYC utilisait les 131 du Lake Shore et remplaçait déjà ses Atlantics par des Pacifics sur le profil horizontal de „La Ligne au niveau de l’eau“.

En 1905, le PRR a commandé 4 locomotives différentes à livrer en deux exemplaires chacune, en vue de les tester en service quotidien et probablement aussi sur son banc d’essai.
Habituellement, le PRR développait et fabriquait lui-même ses engins de traction, mais l’idée était de juger les produits actuels des grands constructeurs. Car l’augmentation du poids des trains nécessitait des locomotives de plus en plus puissantes.

Ces locomotives d’essais étaient :
- pour les trains de marchandises :deux 140 Alco du type le plus récent.
- pour les trains de voyageurs : deux Atlantics compound Cole (Alco) et deux Atlantics „Baldwin balanced compound“. Toutes les quatre étaient des versions à 4 cylindres des Atlantics E2 du PRR – à voir ici :
viewtopic.php?f=5&t=35080&start=401
- et pour se familiariser avec les locomotives de vitesse à trois essieux couplés : deux élégantes 131 à roues de 2,03 m livrées par Alco.

Image
Classe J-28, locomotive n° 2761 – Cyclopedia of Engineering vol. 4, Louis Derr, 1910

La locomotive n° 2761 avait une distribution Walschaerts extérieure agissant sur des tiroirs cylindriques extérieurs alors que la loco n° 7453 avait une distribution Stephenson intérieure agissant sur des tiroirs cylindriques intérieurs.
Les deux locomotives constituaient la classe J-28.
Contrairement aux principes habituels du PRR, elles ne comportent pas de foyer Belpaire.


Pour les amateurs du PRR, ci-dessous un document rare : le dessin coté en plusieurs vues de la 2761, trouvé par hasard dans „Cyclopedia of Locomotive Engineering“, de 1919, ici en grandeur 3000 pixels. On pardonnera à l’auteur (C. F. Swingle) de ne pas avoir su écrire le nom de Walschaerts.
Remarquer que malgré la nouvelle coulisse, la commande de changement de marche n’est pas à vis mais conserve le levier traditionnel, comme cela sera d’ailleurs le cas un an plus tard sur les 131 classe J-42 du Lake Shore.

Image
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Image
PRR n° 2761 - „Cyclopedia of Locomotive Engineering“, Calvin F. Swingle, 1919


Caractéristiques :
Pennsylvania Railroad – Locomotives classe J-28 n° 2761 et 7453
Constructeur : Alco (Schenectady), 1905
Moteur à simple expansion, 2 cylindres.
Ø intérieur de la chaudière : 1,85 m - Hauteur de l’axe : 2,95 m
Grille : 5,1 m2 - Surface de chauffe (foyer + tubes) : 370 m2 - Timbre : 14 kg/cm2
Cylindres : Ø 546 x 711 mm - Roues motrices : Ø 2,03 m
Poids adhérent : 75,8 t - Poids en ordre de marche (locomotive seule) : 106 t



Apparemment, ces deux locomotives ne correspondaient pas à ce que voulait le PRR car elles n’ont pas donné lieu à une série.
Deux ans plus tard, Alco livrait la première Pacific de ce réseau : la K-28. Et alors a commencé une longue période de tâtonnements, tests et essais pratiques à la recherche de la 231 idéale, entrecoupée par des prototypes et séries intermédiaires comme les K2 de 1910 qui, en version d’origine, s’avérèrent inférieures aux nouvelles Super-Atlantic E6 à surchauffe… pour arriver enfin aux fameuses Pacifics K4s, très médiatisées et utilisées de façon intense jusqu'au début des années 1950.

Les deux 131 esseulées ont quand même été utilisées, comme le montre cette photo de la 7453 à Fort Wayne en 1923. Remarquer les tiroirs cylindriques intérieurs et l’absence de distribution extérieure. La locomotive est restée élégante, la chaudière et le tablier ne sont pas encombrés de tuyauteries ou appareils auxiliaires.

Image
PRR 7453 – Collection Howard Davis.

Voir cette photo en grand sur le site Northeast.railfan :
http://www.northeast.railfan.net/images/prr7453.jpg


D’après le site steamlocomotive.com, en 1929 les deux locomotives n’étaient plus en service.
La lettre de classe J, devenue libre, sera utilisée dans les années 1940 pour les très puissantes 152 construites d’aprés un modèle du Chesapeake & Ohio.

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Re: USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Ven 27 Juil 2012, 16:08 
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Eh bien voilà, c’est fini.
Ces locomotives élégantes, chaînon éphémère dans le développement de la traction aux Etats-Unis, vont retomber dans l’anonymat de l’Histoire et les profondeurs du forum.

Plouf !

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Re: USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Ven 27 Juil 2012, 22:02 
Depuis une connexion sauvage sur les bords de l'Atlantique :applause: :applause: :applause:

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Re: USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Sam 28 Juil 2012, 14:19 
Merci pour le partage de ta culture :applause: :applause: :applause: :applause: :applause:
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Re: USA, vers 1900 : les 131 à grandes roues.

Publié: Sam 28 Juil 2012, 15:33 
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Merci ! :wink:
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