Una locomotora cisterna o locomotora cisterna es una locomotora de vapor que transporta su agua en uno o más tanques de agua a bordo , en lugar de una ténder más tradicional . La mayoría de los motores de tanque también tienen bunkers (o tanques de combustible ) para almacenar combustible; en una locomotora de tanque ténder, un ténder contiene parte o todo el combustible, y también puede contener algo de agua.
Hay varios tipos diferentes de locomotoras cisterna, que se distinguen por la posición y el estilo de los tanques de agua y los depósitos de combustible. El tipo más común tiene tanques montados a ambos lados de la caldera. Este tipo se originó alrededor de 1840 y rápidamente se hizo popular para tareas industriales y más tarde para maniobras y tareas de líneas principales de distancias más cortas .
Las locomotoras de tanque tienen ventajas y desventajas en comparación con las locomotoras tradicionales que requerían una licitación separada para transportar el agua y el combustible necesarios.
Historia
Orígenes
La primera locomotora tanque fue la Novelty que corrió en los Rainhill Trials en 1829. [1] Era un ejemplo de un tanque de pozo . Sin embargo, la forma más común de tanque lateral data de la década de 1840; uno de los primeros fue suministrado por George England and Co. de New Cross a los contratistas que construían el ramal de Seaford para el London Brighton and South Coast Railway en 1848. [2] A pesar de la creencia inicial de que tales locomotoras eran inherentemente inseguro, [3] la idea se popularizó rápidamente, particularmente para uso industrial y cinco fabricantes exhibieron diseños en la Gran Exposición en 1851. Estos fueron EB Wilson and Company , William Fairbairn & Sons , George England, Kitson Thompson y Hewitson y William Bridges Adams . [4] A mediados de la década de 1850, las locomotoras de tanque se encontraban desempeñando una variedad de funciones industriales y de línea principal , particularmente aquellas que implicaban viajes más cortos o cambios frecuentes de dirección.
Tipos de locomotoras cisterna
Hay varios tipos de locomotoras cisterna, según la ubicación y el estilo de los tanques de agua. Estos incluyen el tanque lateral , el tanque de silla , el tanque de maletas , el tanque del pozo y otros.
Tanque lateral
Los tanques laterales son tanques en forma de cuboide que están situados a ambos lados de la caldera , extendiéndose total o parcialmente en la longitud de la caldera. [5] Los lados del tanque se extienden hasta la plataforma de carrera, si está presente, al menos en parte de su longitud. [6] Esta fue una configuración común en el Reino Unido.
La longitud de los tanques laterales a menudo se limitaba para dar acceso al engranaje de la válvula (movimiento interior). Los tanques que recorrían toda la longitud de la caldera proporcionaban una mayor capacidad de agua y, en este caso, los cortes en el tanque rectangular daban acceso al engranaje de la válvula. Los tanques laterales más largos a veces se estrecharon hacia abajo en la parte delantera para mejorar la visibilidad hacia adelante. Casi todos los tanques laterales se detuvieron en el extremo del barril de la caldera o antes, con la caja de humo sobresaliendo por delante. Algunos diseños llegaron a la parte delantera de la caja de humo y se denominaron "planchas". [ cita requerida ]
Tanque de silla
El tanque de agua se encuentra en la parte superior de la caldera como una silla sobre un caballo. [5] Por lo general, el tanque tiene una sección transversal curvada, aunque en algunos casos había lados rectos coronados por una curva (como una 'U' invertida), o incluso una forma conopial (un arco cóncavo que fluye hacia un arco convexo) . [7] Walter Nielson patentó la disposición del tanque de silla en 1849. [8]
Los tanques de silla eran una disposición popular, especialmente para locomotoras más pequeñas en uso industrial. Proporcionó un mayor suministro de agua, pero limitó el tamaño de la caldera y restringió el acceso a la misma para su limpieza. Además, la locomotora tiene un centro de gravedad más alto y, por lo tanto, debe funcionar a velocidades más bajas. La visión del conductor también puede estar restringida, restringiendo nuevamente la velocidad segura.
La forma cuadrada de la cámara de combustión Belpaire no encaja fácilmente debajo de un tanque de silla de montar, por lo que la mayoría de los tanques de silla de montar retuvieron la caldera de techo redondo más antigua . Algunas locomotoras estadounidenses usaban tanques de silla que solo cubrían el barril de la caldera, delante de la cámara de combustión.
La caldera precalienta ligeramente el agua del tanque, lo que reduce la pérdida de presión que se produce cuando se inyecta agua de alimentación fría en la caldera. Sin embargo, si el agua se calienta demasiado, los inyectores pierden eficacia y pueden fallar. Por esta razón, los tanques a menudo se detenían antes de llegar a la caja de humo más caliente y sin aislamiento .
Grande EE . UU. 2-8-2 ST . Tenga en cuenta el tanque corto, evitando tanto la caja de fuego como la caja de humo.
Un tanque de sillín de forma curva típico, que cubre tanto la cámara de combustión como la cámara de humo.
Un tanque de silla con ambos lados rectos y una caja de humo que sobresale
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Tanque de alforjas
Los tanques portaobjetos son tanques en forma de caja que se colocan en los lados de la caldera, similares a los tanques laterales , pero que no llegan hasta las placas de rodadura de la locomotora, dejando un espacio entre cada tanque y la placa de rodadura. La disposición de la maleta baja el centro de gravedad en comparación con un tanque de asiento , al mismo tiempo que permite un fácil acceso al engranaje de válvulas que este último proporcionó. Los tanques de maletas se denominan así debido a la similitud de su posición con la posición de una maleta en un animal de carga . [9]Medios relacionados con locomotoras tanque Pannier en Wikimedia Commons
Uso
Bretaña
En Gran Bretaña , las locomotoras Pannier Tank fueron utilizadas casi exclusivamente por el Great Western Railway . Los primeros tanques de maletas Great Western se convirtieron a partir de locomotoras de tanque de silla de montar [10] cuando se reconstruyeron a principios del siglo XX con la cámara de combustión Belpaire . Hubo dificultades para acomodar la parte superior plana de este último dentro de un tanque de silla circundante, lo que redujo la capacidad y aumentó la tendencia a sobrecalentar el agua en el tanque. [11] Las locomotoras tanque Pannier se ven a menudo como un icono del GWR. [ cita requerida ]
Bélgica
En Bélgica , los tanques de maletas estaban en uso al menos desde 1866, una vez más junto con las locomotoras de cámara de combustión Belpaire construidas para el Estado belga y para la Société Générale d'Exploitatation (SGE) , una empresa privada que agrupa líneas secundarias más pequeñas. [12]
Bien tanque
En este diseño, utilizado en locomotoras anteriores y más pequeñas, el agua se almacena en un "pozo" en la parte inferior de la locomotora, generalmente entre los bastidores de la locomotora. Esta disposición fue patentada por SD Davison en 1852. [13] Esto no restringe el acceso a la caldera, pero el espacio es limitado allí y, por lo tanto, el diseño no es adecuado para locomotoras que necesitan un buen rango utilizable antes de recargar. Sin embargo, la disposición tiene la ventaja de crear un centro de gravedad bajo , lo que crea una mayor estabilidad en vías de vía estrecha o mal colocadas . La primera locomotora de tanque, Novelty , era un tanque de pozo.
Un tanque de pozo francés
Un tanque de pozo británico utilizado anteriormente en servicios suburbanos en Londres
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Tanque trasero (o tanque trasero)
En este diseño, el tanque se coloca detrás de la cabina, generalmente sobre un bogie de soporte. [14] Esto elimina el peso del agua de las ruedas motrices, dando a la locomotora un peso de tracción constante. La desventaja es una reducción en la capacidad de transporte de agua. Un tanque trasero es un componente esencial del tipo de locomotora americana Forney , que es un tipo americano 4-4-0 con ruedas invertidas.
Tanque de ala
Los tanques laterales son tanques laterales que se extienden a lo largo de la caja de humo, en lugar de a lo largo de la caldera. [15] A principios del siglo XIX. En el siglo XX, el término "tanque de ala" se usaba a veces como sinónimo de tanque lateral. [dieciséis]
Los tanques laterales se usaban principalmente en locomotoras industriales de vía estrecha que podían volver a llenarse con frecuencia con agua y donde los tanques laterales o de silla restringían el acceso a los engranajes de válvulas. La locomotora Excelsior del Kerry Tramway ha sido descrita, por varias fuentes, como un tanque de ala y un tanque de silla invertida. [17]
Depósito de sillín invertido
El tanque de silla invertida era una variación del Wing Tank donde los dos tanques se unían debajo de la caja de humo y la sostenían. [18] Este diseño poco común se utilizó por las mismas razones que el tanque lateral, pero proporcionó una capacidad de agua ligeramente mayor. La locomotora Brill Tramway Wotton se cree [¿ por quién? ] haber tenido un tanque de silla invertida. El tanque de silla invertida era una especialidad de WGBagnall . [19]
Tanque de licitación
Una locomotora cisterna también puede arrastrar un ténder detrás de ella. [20] Este era el arreglo común en las locomotoras más grandes, así como en los ferrocarriles de vía estrecha donde el pequeño tamaño de la locomotora restringe el espacio disponible para combustible y agua. Estos combinaron combustible y agua en una proporción (donde se usó carbón) de 1 libra de carbón por cada 6 libras de agua. [ cita requerida ] .
Cuando se usaba un ténder con una locomotora de vía estrecha, generalmente solo transportaba combustible, y el agua se transportaba en los tanques de la locomotora. La licitación ofrecía una mayor capacidad de combustible que un búnker en la locomotora y, a menudo, la capacidad de agua podía aumentarse convirtiendo el espacio del búnker redundante en un tanque de agua.
Combinaciones
Los motores de tanque lateral grandes también pueden tener un tanque trasero adicional (debajo del búnker de carbón) o un tanque de pozo (entre los marcos). [21] Esto pudo haber sido para aumentar la capacidad de agua, para igualar la distribución del peso, o bien para mejorar la estabilidad bajando el centro de gravedad . [22]
Clasificación de locomotoras y disposición de ruedas
Debido a que las locomotoras cisterna son capaces de funcionar con la misma rapidez en ambas direcciones (ver más abajo), por lo general tienen disposiciones simétricas de ruedas para garantizar las mismas características de marcha y estabilidad independientemente de la dirección en la que se viajen, lo que produce configuraciones con solo ruedas motrices (por ejemplo, 0-4-0 T y 0-6-0 T ) o un número igual de ruedas delanteras y traseras (por ejemplo, 2-4-2 T y 4-6-4 T ). [23] Sin embargo, otros requisitos, tales como la necesidad de soportar un gran bunker, requerirían un diseño no simétrico tal como 2-6-4 T .
Clasificación de Whyte
En la notación de Whyte para la clasificación de locomotoras (principalmente por disposición de ruedas ), se utilizan varios sufijos para denotar locomotoras de tanque: [24]
Sufijo | Significado | Ejemplo |
---|---|---|
T | Locomotora de tanque lateral | 0-6-0 T |
RT | Locomotora tanque trasero | 0-4-4 RT |
S T | Locomotora con tanque de silla de montar | 0-6-0 ST |
PESO | Bien locomotora tanque | 0-6-0 PESO |
PT | Locomotora cisterna Pannier | 0-6-0 PT |
Connecticut | Locomotora cisterna grúa | 0-6-0 CT |
IST | Locomotora con tanque de silla invertida | 0-6-0 IST |
T + T | Locomotora cisterna que también tiene un ténder | 0-6-0 T + T |
Clasificación UIC
En la notación UIC, que también clasifica a las locomotoras principalmente por disposición de ruedas , el sufijo 't' se usa para denotar locomotoras tanque [25]
Búnker de combustible
En las locomotoras de tanque que utilizan combustibles sólidos como el carbón , se utiliza un búnker para transportar el combustible (para las locomotoras que utilizan combustible líquido como el aceite , se utiliza un depósito de combustible ). Hay dos posiciones principales para los búnkeres en las locomotoras cisterna: en la parte trasera de la cabina (como se ilustra en la izquierda de las imágenes a continuación), una posición que se usa típicamente en locomotoras con un eje portador o un bogie arrastrado ; o en la parte superior y hacia un lado de la cámara de combustión, una posición que se usa típicamente en los casos en que la cámara de combustión sobresale del eje motriz trasero, ya que esto contrarresta el peso sobresaliente de la cámara de combustión, estabilizando la locomotora. [26]
Un búnker trasero.
Un búnker lateral.
Otros tipos de locomotoras cisterna
Hay varios otros tipos especializados de locomotoras de vapor que llevan su propio combustible pero que suelen clasificarse por diferentes razones.
Locomotora Garratt
Una locomotora tipo Garratt se articula en tres partes. La caldera está montada en el bastidor central sin ruedas, y dos juegos de ruedas motrices (4 cilindros en total) que transportan depósitos de combustible y tanques de agua están montados en bastidores separados, uno en cada extremo de la caldera. [27] La articulación se utiliza para que las locomotoras más grandes puedan rodear curvas que de otro modo restringirían el tamaño de las locomotoras de estructura rígida. Una de las principales ventajas de la forma de articulación Garratt es el mantenimiento del centro de gravedad de la locomotora sobre o dentro de la línea central de la vía al redondear las curvas. [28]
Tanque de grúa
Un tanque de grúa (CT) es una locomotora tanque de vapor equipada con una grúa para trabajar en talleres ferroviarios u otros entornos industriales. La grúa puede instalarse en la parte delantera, central o trasera. [29]
Locomotoras de tanque aerodinámicas
Durante la década de 1930 hubo una tendencia a simplificar las locomotoras de pasajeros expresos con carrocerías cerradas. Las locomotoras exprés eran casi todas locomotoras tiernas, pero también se simplificaron algunas locomotoras de tanque rápidas, para su uso en servicios de alta velocidad, pero más cortos, donde el tiempo de respuesta era importante y la independencia del motor del tanque de las plataformas giratorias era útil [ cita requerida ] . Los ejemplos incluyeron la clase alemana 61 [30] y la clase húngara 242 . [31]
Locomotora del contratista
La locomotora del contratista era una pequeña locomotora cisterna especialmente adaptada para su uso por empresas contratistas de ingeniería civil dedicadas a la construcción de vías férreas. Las locomotoras se utilizarían para transportar hombres, equipos y materiales de construcción a través de redes ferroviarias temporales construidas en el lugar de trabajo que con frecuencia se volvían a colocar o se trasladaban a otra parte a medida que avanzaban las obras. Las locomotoras del contratista solían ser del tipo de tanque de silla o de pozo (ver arriba), pero requerían varias adaptaciones para que fueran adecuadas para su tarea. Fueron construidos para ser lo más livianos posible para que pudieran correr sobre los rieles temporales de construcción ligera y tenían ruedas con pestañas profundas para que no se descarrilaran en las vías que a menudo eran muy desiguales. [6]
Al mismo tiempo, tenían que ser muy potentes con buena tracción, ya que a menudo tenían que arrastrar trenes de vagones por pendientes muy empinadas, como los lados de los terraplenes de las vías del tren o montones de escombros. Muchos se diseñaron para que se pudieran colocar grandes bloques de lastre de hierro en los bastidores cuando se requiriera peso y tracción adicionales, y luego quitarlos cuando no lo fueran. La mayoría tenía equipo de lijado instalado en todas las ruedas para una máxima tracción. También se requería algún método para evitar que el barro y el polvo obstruyeran las ruedas y las zapatas de freno; esto tomó la forma de barras raspadoras instaladas en el borde delantero de las ruedas o chorros de lavado de ruedas suministrados desde el tanque de agua. Para manejar trenes largos de vagones sueltos (y a menudo sin resortes), las locomotoras de los contratistas generalmente tenían frenos de vapor muy efectivos. La mayoría carecía de una cabina completa, a menudo solo tenía una ' placa de gafas ' frontal . Si se proporcionaba una cabina, por lo general se podía quitar junto con la chimenea y, a veces, la cúpula, de modo que la locomotora pudiera cargarse en un vagón de plataforma para transportarla a nuevas ubicaciones por ferrocarril mientras permanecía dentro del gálibo de carga . [32]
Motores de tranvía de vapor
Las locomotoras de tranvía de vapor, que fueron construidas o modificadas para funcionar en una calle, o al borde de la carretera, eran casi universalmente también locomotoras de tanque. [33]
Los motores de los tranvías tenían las ruedas y el movimiento encerrados para evitar accidentes en el tráfico. A menudo tenían recogedores de vacas para evitar los escombros de la carretera que causaban un descarrilamiento. Algunas locomotoras de tranvía estaban equipadas con techo y lados cerrados, dándoles una apariencia más parecida a un vagón de mercancías que a una locomotora. [34]
Locomotoras de caldera verticales
Las locomotoras de ferrocarril con calderas verticales eran universalmente locomotoras de tanque. Eran máquinas pequeñas y más baratas de operar que se usaban principalmente en entornos industriales. [35]
Ventajas y desventajas
Los beneficios de las locomotoras cisterna incluyen:
- Bidireccionalidad : la mayoría de las locomotoras cisterna son capaces de funcionar a máxima velocidad en cualquier dirección (aunque esto depende de la disposición de las ruedas; por ejemplo, una 2-6-0T no podrá correr tan rápido en reversa debido a la falta de un camión de remolque). La mayoría de las locomotoras tiernas no pueden hacer esto, porque la tierna tierna no está diseñada para ser empujada y puede volverse inestable a velocidades más altas. Las locomotoras tiernas generalmente requieren instalaciones de giro, como un plato giratorio o una estrella , en cada extremo del recorrido. Una locomotora tanque, por otro lado, puede simplemente correr alrededor del tren (siempre que haya un apartadero) y tirar de él hacia atrás en la otra dirección. La tripulación de una locomotora tanque generalmente tiene una mejor vista en la dirección inversa que la de una locomotora tierna y está protegida de la intemperie. [36]
- El combustible y el agua se suman al peso del adhesivo : El peso de tracción utilizable de una locomotora es el producto del peso sobre sus ruedas motrices multiplicado por el factor de adherencia . Por lo tanto, hasta los límites de la carga máxima permitida por eje y otros límites de carga, cuanto más peso sobre las ruedas motrices, mejor. En una locomotora cisterna, el peso de su propio combustible y agua aumenta el peso de tracción disponible.
- Compacidad : una locomotora cisterna es más corta que la locomotora tierna equivalente. Esto es importante en entornos con espacio limitado para locomotoras, como el headshunt de un bucle circular. [37]
- Eficiencia : muchos tanques de trenes están diseñados para estar en contacto con la caldera y ser calentados por ella. El agua precalentada alcanzará el punto de ebullición más rápido que el agua más fría disponible en una licuadora. Por otro lado, el agua excesivamente caliente puede interferir con el funcionamiento del inyector de vapor y debe evitarse.
Hay desventajas:
- Capacidad limitada de combustible y agua : una licitación generalmente puede contener mucho más de ambos de lo que está disponible en una locomotora tanque. Esto restringe la gama de locomotoras cisterna entre los puntos de abastecimiento de combustible y de agua. [38] Esta es una de las razones por las que los motores de tanque eran más populares en Europa y el Reino Unido que en Estados Unidos u otros lugares, porque las distancias eran más cortas entre las estaciones de servicio y las torres de agua.
- Peso adhesivo variable : a medida que se agota el agua de los tanques, el peso adhesivo total de la locomotora disminuye, lo que a su vez reduce el peso del tren que la locomotora puede tirar. Las locomotoras con bajo suministro de agua también suelen andar menos bien ya que hay menos peso en los resortes.
- Inestabilidad : el agua en el interior de los tanques laterales grandes puede hacer que la locomotora se vuelva inestable y propensa al descarrilamiento , como era el caso de las LB & SCR L clase 4-6-4T antes de que fueran modificadas. [39]
- La carga por eje limita un problema : para locomotoras de tanque más grandes, es difícil poner mucho combustible y agua a bordo sin requerir más ejes de los que puede soportar un bastidor rígido.
- Límite de diámetro de la caldera : La caldera y los tanques de agua deben encajar dentro del gálibo de carga de la vía por la que se circula. Por encima de un cierto diámetro de la caldera, hay poco o ningún espacio para agregar tanques de agua que aún quepan dentro del medidor de carga.
Popularidad
En todo el mundo, los motores de tanque variaban en popularidad. Eran más comunes en áreas donde la duración del recorrido era corta y se necesitaba un tiempo de respuesta rápido o no había instalaciones de giro disponibles, principalmente en Europa. Con su limitada capacidad de combustible y agua, no se vieron favorecidos en áreas donde los recorridos largos entre paradas eran la norma.
Eran muy comunes en el Reino Unido, Francia y Alemania. En el Reino Unido, se utilizaron con frecuencia para tareas de maniobra y pilotaje, servicios de pasajeros suburbanos y carga local. El GWR era famoso por sus tanques Prairie (como los de la clase " 61xx "), utilizados para muchas cosas, incluidos trenes muy pesados en las líneas de minería de carbón del valle de Gales para las que se diseñaron los GWR 4200 Clase 2-8-0 T. [40] También en Alemania se construyeron grandes locomotoras cisterna. [41] En los Estados Unidos se utilizaron para servicios suburbanos push-pull , conmutación en terminales y talleres de locomotoras, y en servicios industriales, mineros y de tala de árboles. [42]
Preservación
Las locomotoras cisterna son populares entre los ferrocarriles tradicionales por varias razones. Suelen ser más baratas de comprar que una locomotora tierna debido a su menor tamaño y más baratas de transportar a las líneas patrimoniales que están aisladas de la red ferroviaria nacional . Muchas locomotoras se compraron en antiguos ferrocarriles industriales; más motores de tanque estaban disponibles de esta fuente, lo que resultó en precios más bajos. [ cita requerida ]
La mayoría de los ferrocarriles tradicionales son cortos y, por lo general, no tienen tocadiscos en ambos extremos de la línea. Una locomotora cisterna tiene buena visibilidad para el conductor en ambas direcciones. Como los trenes que se transportan suelen ser ligeros, la locomotora cisterna consume menos combustible que una locomotora tierna grande. El costo de mantenimiento del motor es menor y hay menos desgaste en la pista. [ cita requerida ]
Ver también
- Componentes de locomotoras de vapor
Referencias
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