Una locomotora a vapor és un tipo de locomotora impulsada per l'acció del vapor d'aigua. Era la forma dominant de tracció en els ferrocarrilés, fins que a mitan de el XX varen ser reemplaçades per les locomotores diésel i elèctriques.
Els primers ferrocarrils ampraven cavalleries per a arrastrar carros sobre rielés. Quan es varen desenrollar les màquines de vapor, es va tractar d'aplicar-les al ferrocarril. Els primers intents varen tindre lloc en Gran Bretanya; aixina, per eixemple, Richard Trevithick va construir una locomotora en 1804, 22 anys abans de la màquina de George Stephenson.
Esta màquina tenia un sol cilindre, disponia d'un volant d'inèrcia i la transmissió de força a les rodes es realisava per engranages. La locomotora de Trevithick no va ser incorporada al ferrocarril degut a que els raïls de ferro fos no varen soportar el pes de la màquina i es varen danyar en els tres viages de prova realisats entre les mines de ferro de Penydarren i el canal Methry-Cardiff.
Es va continuar utilisant la força animal per a l'arrastre dels vagons, fins que l'escassea de cavalls i els seus alts costs a conseqüència de les guerres napoleòniques va obligar a tornar la mirada una atra volta cap a les locomotores. En 1811 John Blenkinsop va patentar el sistema de cremallera per a locomotora. Finalment en 1812 Matthew Murray va dissenyar i va construir la locomotora Salamanca en els tallers Feton, Murray and Wood.
La locomotora disponia per primera volta de dos cilindres i montava el sistema de cremallera patentat per John Blenkinsop, solucionant el problema de pes de la màquina. Si la locomotora era massa llaugera no tenia suficient adherencia, les seues rodes motrius patinaven i no conseguia arrastrar la càrrega. Pel contrari, si la màquina pesava massa, millorava la adherencia pero danyava els raïls. La Salamanca solucionava estos inconvenients.
En 1826 es va iniciar la construcció de la primera llínea férrea del món entre dos ciutats: el Ferrocarril de Liverpool i Mánchester. El proyecte de la llínea es va encarregar a George Stephenson, que tenia experiència en el disseny de ferrocarrils de mines. En 1829 encara no s'havia decidit el tipo de tracció dels vagons. Les locomotores empleades en les mines eren llentes i poc fiables, en freqüents explosions. Eixa va ser la raó de que inicialment es proponguera el proyecte de dispondre de 30 màquines fixes repartides a lo llarc del recorregut, una per cada quilómetro, que per mig de sogues arrastrarien els vagons.
El 6 d'octubre de 1829 es va realisar un concurs en Rainhill per a determinar si les locomotores eren adequades per a la tracció en la nova llínea. El guanyador es duria 500 lliures esterlines i un lloc en l'història. Molts proyectes com el "Cycloped" (un artilugio de tracció animal construït per Thomas Shaw Brandreth) o la locomotora "Perseverance" de Timothy Burstall (que no va alcançar la velocitat mínima exigida), varen tindre una presència testimonial en la prova.
Finalment varen competir tres locomotores, la "The Rocket" de George i Robert Stephenson (pare i fill), la "Sans Pareil" de Timothy Hackworth i la "Novelty" del suec John Ericsson i del britànic John Braithwaite. La guanyadora va ser la "Rocket" perque els seus rivals no varen conseguir terminar la prova per averia en les màquines, com la "Sans Pareil" que tenia un cilindre defectuós construït en els tallers de Stephenson. A pesar d'esta anomalia, la "Sans Pareil" va ser més ràpida que les seues competidores. D'esta manera la "Rocket" va passar a l'història no per ser la primera o la millor, sino per guanyar les proves de Rainhill.
Va ser la primera locomotora moderna de vapor que va introduir vàries innovacions, que després varen ser amprades en casi totes les locomotores construïdes des de llavors. Aixina, amprava una caldera multitubular, que va ser idea d'Henry Booth, molt més eficaç per a transferir la calor dels gasos de la combustió a l'aigua. Les calderes anteriors consistien en una sola canonada rodejada d'aigua. També utilisava una tovera d'eixida del vapor d'escape per a crear un buit parcial que tirara de l'aire que alimentava el fòc.
La locomotora de vapor ampra una caldera horisontal cilíndrica en la llar en la part posterior, parcialment dins de la cabina que protegix als operaris de les inclemències meteorològiques. La llar és el lloc a on es crema el combustible. Està format per quatre parets laterals i un sostre al que es denomina cel. En la base es troba la barbacoa o cremador, sobre el que es deposita el combustible, i baix la barbacoa, una caixa per a arreplegar les cendres o cendrer i la boca per la que entra l'aire per a la combustió. Els fums de la llar ixen per una série de tubos situats llongitudinalment dins de la caldera i rodejats d'aigua, a la que transmeten la calor. El conjunt de tubos es denomina fes tubular, i alguns de major diàmetro contenen en el seu interior atres més fins pels que discorre vapor per a ser recalentado i aumentar aixina la potència de la locomotora. En la part frontal de la caldera es troba la caixa de fums, a a on va a parar el fum despuix d'haver passat pels tubos del fes, abans d'eixir pel fumeral, que descolla en la part superior. El vapor s'arreplega en la part més alta de la caldera, be siga a través d'un tubo perforat, situat per damunt del nivell de l'aigua, o be en un domo (cúpula en la part superior). El vapor ix de la caldera a través d'una vàlvula reguladora, coneguda també com "regulador".
Quan el regulador està obert, el vapor es dirigix pel tubo d'admissió al motor. Allí entra en primer lloc en la denominada caixa del vapor o capella de la distribució, a on una peça mòvil, la corredera, en esgolar-se alternativament a un i un atre costat, fa que el vapor es dirigixca, a la seua volta, alternativament a un i un atre costat del pistón dins del cilindre del vapor, en el que entra a través de les lumbreras d'admissió i despuix d'expandir-se, la pròpia corredera ho dirigix cap a la lumbrera d'escape. Açò ocasiona un moviment alternatiu de balanceig del pistón, a un i un atre costat, que acciona aixina la roda motriu principal a través d'una barra, també cridada refillol del pistón. Este refillol està guiat per una creuera que impedix que els esforços laterals recaiguen sobre el pistón. Al mateix temps el refillol s'articula en el peu de biela. Esta biela va conectada en l'atre extrem a una clavilla excèntrica en la roda motriu principal, a la que fa girar per mig d'un moviment de manivela. La corredera, autèntica vàlvula de distribució del vapor en el motor, es acciona a través d'un conjunt de barres articulades: el mecanisme d'accionament de la distribució del vapor, que és ajustable per a controlar el sentit de la marcha i el tall de l'admissió. El punt de tall de l'admissió del vapor determina durant quina proporció del recorregut del pistón s'admet vapor dins del cilindre. Aixina, per eixemple, un punt de cort al 50% indica que s'admet vapor sol durant la mitat del recorregut del pistón. Durant el restant del recorregut, el pistón resulta impulsat per la força expansiva del vapor que va quedar dins del cilindre. Un us inteligent del tall de l'admissió aforra vapor i, per lo tant, també combustible i aigua. El tall de l'admissió es controla des de la cabina per mig de la palanca inversora, que també servix per a canviar el sentit de la marcha i que eixercita, en cert modo, una funció anàloga a la palanca de canvis d'un automòvil.
El vapor que escapa del cilindre despuix d'haver impulsat el pistón, va a la caixa de fums, a on es llibera a través d'una filtre o tovera enfocada al fumeral, per a on ix junt en el fum, creant un buit en eixir, que favorix el tir de la llar. Les raches successives del vapor d'escape són les que produïxen el característic sò "chuf, chuf" de les locomotores de vapor. Una locomotora de vapor posseïx normalment dos cilindres, un a cada costat. Les hi ha també que disponen de tres i de quatre. Els cilindres actuen per parelles, existint un desfasament de 90 graus entre l'accionament de la roda motriu d'un costat i la seua homòloga del costat opost, proporcionant quatre colps de potència en cada revolució de les rodes. Les rodes de la tracció estan conectades en cada costat per agranes de conexió o d'acoplament que transmeten la força des de la roda motriu principal a les atres rodes motrius, a les que també es denomina rodes acoplades. En les de tres cilindres, un d'ells va en posició central, baix la caldera, i la seua biela acciona un dels eixos motrius, que ha de tindre forma de cigonyal.
La caldera descansa sobre un armassó denominat bastidor o chassis, en el que es monten també els cilindres i que a la seua volta descansa sobre els eixos. Els eixos motrius es monten sobre cojinetes que poden desplaçar-se dalt i avall en el bastidor. Estan conectats a ell per mig de ballestes o, menys freqüentment, per suspensions de molls, que permeten als eixos cert grau de moviment independent per a suavisar l'efecte dels altibaixos de la via. Moltes locomotores tenen carretones de cap o de coa denominats bogies, que són uns ensamblados de dos eixos i quatre rodes en el seu propi chassis i suspensió, que soporten el cos principal d'un vagó o una locomotora en cada u dels seus extrems, i permeten un cert grau de rotació entorn a un eix vertical, per a facilitar aixina el trànsit del vagó o locomotora per les curves.
Quan el bogie està format per un sol eix, es denomina bisell, perque la seua invenció s'atribuïx al nortamericà Levi Bissell en 1857. En les locomotores mijanes es va utilisar un bisell davanter i en les més grans un bogie de dos eixos. En la part atrassera era més freqüent montar un bisell que un bogie perque deixava més espai per al cendrer.
La majoria de les locomotores van acoplades a un ténder, que transporta l'aigua i el combustible; pero unes atres duen el combustible i l'aigua directament en la pròpia màquina, cridades locomotores tanc, pels prominents tancs per a l'aigua en la part superior o més comunament en els costats de la caldera. L'aigua dels tancs és duta a la caldera per mig d'un fluix en canonada que permet recircular l'aigua del tanc a la caldera .
Des dels seus començos, el combustible predominant va ser el carbó, encara que també es va usar la fusta en zones rurals i en empreses madereras. El bagazo que queda despuix d'extraure el suc de la canya de sucre es va amprar en les empreses dedicades al cultiu i obtenció del sucre de canya. Quan el petròleu va començar a utilisar-se de forma habitual, es va amprar el fuel oil en les locomotores d'algunes zones.
Una locomotora de vapor es maneja en un equip de dos persones. Una, el maquiniste, que és responsable de controlar la locomotora i el tren en el seu conjunt; l'atra, el fogonero, responsable del fòc, la pressió i l'aigua.
Archiu:Steam locomotive scheme new.pngEsquema d'una locomotora de vapor. 1. Llar 2. Cendrer 3. Aigua (interior de la caldera) 4. Caixa de fums 5. Cabina 6. Ténder 7. Domo del vapor 8. Vàlvula de seguritat 9. Regulador 10. Capçalera del recalentador en el conducte principal del vapor 11. Pistón 12. Tovera d'eixida de vapor 13. Mecanisme d'accionament de la distribució 14. Palanca d'accionament del regulador 15. Bastidor 16. Bisell posterior 17. Bisell anterior 18. Cojinete i eix de roda motriu19. Ballista 20. Zapata de fre 21. Bomba per al fre d'aire 22. Enganche 23. Silbato 24. Arenero
Casi totes les locomotores van equipades en una série de dispositius. Alguns es necessiten per al funcionament de la màquina de vapor, mentres que uns atres estan relacionats en la senyalisació, el control del tren o atres propòsits. Els més típics són els següents:
En les calderes de les màquines de vapor, el nivell d'aigua disminuïx en anar consumint-se el vapor per a accionar el pistón. Es necessita algun dispositiu per a forçar a l'aigua a entrar en la caldera vencent la pressió que regna en el seu interior. Les primeres locomotores varen utilisar bombes accionadas pels moviments dels pistones; més alvance es varen amprar injectors de vapor i algunes màquines usen torbe bombes. Lo més habitual era dispondre dos sistemes independents per a suministrar aigua a la caldera. Un tubo vertical de vidre, l'indicador de nivell, mostrava el nivell d'aigua de la caldera.
A partir de 1900 va començar a utilisar-se vapor recalentado en les locomotores. La forma habitual de conseguir-ho era conduir el vapor des de l'domo a una capçalera del recalentador, dins de la caixa de fums. El vapor es dirigix des d'allí per un grup de tubos prims, que discorren per l'interior de tubos de fum grossos, dins de la caldera, per a tornar després a una segona capçalera del recalentador, des d'a on s'envia als cilindres. La recalfada va produir un aument enorme de l'eficiència i va constituir la norma en les locomotores de vapor de el XX.
El dispositiu en el que el maquiniste regula la cantitat de vapor que passa de la caldera a les vàlvules de distribució es denomina regulador. Els hi ha de dos tipos:
En la caixa de fums, el vapor expulsat pels cilindres que ix per la tovera d'escape cap al fumeral produïx una depressió que és transmesa a través dels tubos calfadors de la caldera fins a la llar, avivant el fòc. Quan la locomotora marcha en el regulador tancat o està parada, no hi ha vapor d'escape, sent nula la generació de depressió, el fòc de la llar baixa la seua intensitat, disminuïx la cantitat de vapor produït i per això cau la pressió en la caldera.
Per a evitar este inconvenient està el ventilador, que consistix en un tubo entorn a la tovera d'escape en uns orificis al seu entorn. El tubo està conectat a una pren de vapor viu i és governat per la vàlvula del ventilador, instalada en la cabina. Quan és accionada, ix pels orificis del ventilador un con de vapor procedent de la caldera directament que origina novament la depressió.
Atres aplicacions del ventilador són quan es procedix a l'encés de la caldera, per a poder avivar el fòc i conseguir alcançar pressió més ràpidament.
Ademés, servix per a evitar l'efecte de contrapresión o rebuf que es produïx en tancar el regulador en la porta de la caldera oberta, eixint el fòc per esta. En obrir el ventilador i mantindre-ho encés abans de tancar el regulador s'evita este perillós efecte per al personal de cabina.
Són unes vàlvules dispostes en abdós extrems dels cilindres i en la part inferior. Permeten evacuar l'aigua condensada durant les parades o arrastrada pel vapor. Generalment són accionadas manualment per una palanca situada en la cabina, encara que en algunes locomotores es varen utilisar purgadores automàtics.
Un factor limitante de la potència era el ritme al que podia afegir-se el combustible al fòc. Les locomotores de principis de el XX eren tan grans en alguns països que el fogonero no podia palear el carbó en suficient rapidea. En Estats Units es varen introduir varis tipos de carregadors mecànics accionados pel vapor i es varen convertir en equipament estàndar al final de l'era del vapor. Uns d'estos sistemes consistix en un tornell sense fi, que va des del ténder del tren al fòc de la llar. El tornell gira i arrastra en ell el carbó, que va a parar dins de la locomotora, en la qual cosa li aforra una cantitat important de treball al fogonero i proporcionava més potència a la màquina.
Introduir aigua freda en una caldera reduïa la potència i cap al final de l'era del vapor es varen amprar calfadors que extreen calor residual del vapor d'escape i aumentaven la temperatura de l'aigua en que s'alimentava a la caldera. L'ocupació d'injectors de vapor viu i de vapor d'escape també colaborava en el precalentamiento de l'aigua i reduïa el choc tèrmic que podia experimentar la caldera si s'introduïra directament l'aigua freda.
Les locomotores de vapor consumien enormes cantitats d'aigua i repondre-les era un problema de llogística constant. En algunes àrees desérticas es varen amprar màquines condensadoras. Tenien enormes radiadors en els ténderes als que s'enviava el vapor d'escape. Allí es convertia en aigua líquida en la que es reblia el ténder. Estes màquines es varen amprar particularment en el desert de Karoo. Quan s'usaven condensadores era necessari anar en conte de que l'oli que lubricaba el cilindre se separara de l'aigua que anava a tornar a la caldera, per a evitar el fenomen conegut com "acebat". Es produïa este quan l'aigua hervir de la caldera es tornava espumosa a causa de l'oli i podia passar aixina en forma no gaseosa als cilindres, danyant-los greument a causa del seu incompresibilidad.
Les tècniques per a reduir la temperatura per mig del canvi en la humitat ambiental, és dir, la mescla aire vapor, va ser la base de l'acondicionat d'aire (psicrometría).
Les locomotores tenien el seu propi sistema de frenat, independent del restant del tren. Utilisaven grans zapatas que pressionaven contra la superfície de les rodes motrius. En l'aparició del fre d'aire, un sistema independent permetia al maquiniste controlar el frenat de tots els coches. Este sistema requeria bombes accionadas pel vapor, montades en un lateral de la caldera o en el front de la caixa de fums.
Una alternativa al fre d'aire va ser el fre de buit, a on s'amprava un aspirador-eyector, accionado pel vapor, en lloc de la bomba d'aire. S'usava un segon eyector per a mantindre el buit, en una bomba de menor potència, accionada pel peu de biela, per a aforrar vapor. El fre de buit va tindre, en general, menys implementació que el d'aire.
Els pistones i les vàlvules de les primeres locomotores els engrasaba el maquiniste, en la locomotora parada, simplement abocant una miqueta de greix per la tovera d'escape del vapor en la caixa de fums. Quan va aumentar la velocitat i les distàncies entre parades, es varen dissenyar mecanismes per a injectar oli mineral en la corrent de vapor que es dirigia als cilindres. El primer va ser un engrasador de desplaçament montat en la cabina, al que aplegava un fi conducte en vapor. El conducte es bifurcaba en forma de T fins a un contenidor hermètic en oli. El vapor que aplegava a eixe contenidor es condensaba en aigua, més densa que l'oli i que es depositava en la part inferior, desplaçant a l'oli, que penetrava aixina en el conducte del vapor, mesclant-se en ell i continuant el seu viage cap a l'admissió de vapor dels cilindres per a lubricarlos. El engrasador disponia, generalment, d'un tubo de vidre en el conducte per a comprovar que eixia oli cap als cilindres. Més vesprada es va amprar una bomba mecànica, accionada des d'un dels peus de biela. En abdós casos el fluix d'oli era proporcional a la velocitat de la locomotora.
Atres components com els cojinetes dels eixos o els pivots dels bojes es lubricaban per capilaridad, aplegant a ells l'oli des de depòsits disposts a l'efecte. Per a lubricar els cojinetes de la tija de la manivela, peu de biela i agranes d'acoplament, es disponien sobre ells uns menuts recipients en forma de copa que tenien uns conductes pels que aplegava l'oli fins a la superfície de fricció dels cojinetes.
Les locomotores conten en enganches davant i darrere per a acoplar els vagons a remolcar. Generalment es varen colocar tops en els extrems de les locomotores per a absorbir els impactes menors i proporcionar un soport per als esforços d'espente.
En Amèrica es va dispondre en l'extrem frontal una estructura metàlica inclinada, destinada a desviar els possibles obstàculs que pogueren trobar-se davant del tren. Originalment va ser prou gran i tenia el propòsit de tirar fòra de la via a qualsevol res de ganado, per lo que va ser malnomenada "apartavacas". Tot el disseny i estudi del cas va ser realisat per Charles Babbage.
Quan les locomotores varen començar a operar de nit, les companyies de ferrocarril varen equipar a les locomotores en llums per a que el maquiniste poguera vore lo que hi haguera davant del tren o per a que la locomotora fora vista. Originalment les llums frontals varen ser candilés d'oli o llànties d'acetileno, pero quan es va poder dispondre d'allumenament elèctric, esta va desplaçar als antics candiles, disponent-se menuts generadors elèctrics accionados pel vapor.
En algunes ocasions era necessari millorar la adherencia de les rodes motrius i evitar que patinaren sobre els carrils, com per eixemple quan existia gèl sobre ells o en iniciar la locomotora la seua marcha. Per a això es recorria a abocar arena sobre el carril. L'arena era conduïda des d'un depòsit per mig d'un conducte que la depositava just davant de la roda en el sentit de la marcha. Es varen amprar varis sistemes per a accionar l'abocada de l'arena; el més senzill, una vàlvula situada baix el depòsit arenero que es accionaba des de la cabina. Pero com la vàlvula podia atollar-se en facilitat, es va recórrer també a eyectores d'aire comprimit procedent de la bomba del fre o a eyectores de vapor, que succionaven l'arena cap al conducte d'abocada. Com era convenient que l'arena es trobara seca per a evitar emboços, en moltes locomotores es va dispondre el depòsit arenero sobre la caldera, en els cridats domo areneros, per a que la calor la conservara seca, al mateix temps que es mantenia alluntada de la maquinària.
Des dels seus primers temps es va equipar a les locomotores en campanes i silbatos. Les campanes varen ser més pròpies d'Estats Units i Canadà, per a advertir del moviment del tren. Els silbatos s'utilisaven per a donar senyals als empleats i advertir del perill a les persones propenques a la via.
Generalment els ferrocarrils encarregaven locomotores, adaptades a les seues necessitats, a empreses especialisades. Pero els ferrocarrils també tenien tallers propis, capaços d'acometre reparacions de gran envergadura, i alguns varen fabricar en ells les seues pròpies locomotores. Aixina mateix era corrent que un ferrocarril venguera a un atre un grup de locomotores usades, de segona mà.
Les locomotores requerien tasques de manteniment i inspecció periòdiques, a voltes a intervals regulars establits per l'administració estatal. Durant el manteniment no era rar que la locomotora resultara modificada, afegint-li nous dispositius o eliminant uns atres que no eren satisfactoris. Se substituïen inclús calderes, cilindres i, en definitiva, casi qualsevol part de la locomotora.
Les locomotores a vapor es classifiquen per la disposició dels seus eixos. Per a això es representa a cada grup d'eixos en un número. Es té en conte (per este orde) el número d'eixos davanters o conductors, el d'eixos motrius i el d'eixos atrassers o d'arrastre.
Aixina, per eixemple, una locomotora en dos eixos davanters, tres eixos per a rodes motrius i un eix posterior, és una locomotora 2-3-1. Diferents disposicions rebien noms que generalment reflectien el primer us que s'havia donat a eixa disposició. Aixina, per eixemple, una locomotora tipo "Santa Fe" era una locomotora 1-5-1 perque la primera que es va construir en eixa disposició d'eixos, ho va anar per al ferrocarril "Atchison, Topeka i Santa Fe", a sovint abreviat com "Santa Fe" i que va ser un dels més llarcs d'Estats Units.
En la majoria dels països angloparlantes i de la Commonwealth es va utilisar de forma preponderant la notació Whyte para categorizar les locomotores de vapor, en la que es té en conte el número de rodes en lloc del número d'eixos. Aixina, per eixemple, una locomotora 2-10-2 en la notació Whyte, és una locomotora 1-5-1 si li la classifica segons el número d'eixos.
Locomotora compound. La del sistema d'este nom en la qual el vapor obra a plena pressió en un primer cilindre i es distiende en seguida en un segon cilindre. En la seua ocupació no és necessari l'acoplament d'eixos puix cada cilindre pot accionar directament un d'ells.
Locomotora ténder. La que du en si el carbó. Solament s'ampra en trechos menuts o per a les maniobres de les estacions.
Locomotora de via estreta. Es diuen aixina les màquines que circulen per este tipo de vies. Es considera via estreta a aquella que té menys d'1.435 mm. La majoria de les vies estretes existents tenen 1.067 mm o menys.
Archiu:Gyermek vasut 001.JPGLocomotora de via estreta.Locomotora de mercaderies. La més llarga i pesada. Posseïx varis eixos acoplats en rodes d'al voltant d'1,3 m, i s'utilisa per a baixa velocitat i gran força de tracció.
Locomotora de viagers. La caracterisada per l'ocupació de grans rodes de casi dos metros de diàmetro en dos eixos acoplats. Un tercer eix lliure du dos rodes chicotetes o be un boje en quatre rodes mòvils al voltant d'un tornell mestre. Pesa de 30 a 40 tonellades i està proveïda de fre mestre.
Locomotora mixta. La destinada a remolcar trens mixts. Posseïx generalment tres eixos acoplats en rodes d'1,50 m. Pesa unes 40 tonellades i també du fre instantàneu.[1]
S'utilisaven generalment dos tipos de mides per a definir el rendiment de les locomotores. Al principi li les classificava pel seu esforç de tracció: la màxima força eixercida per la locomotora per a arrastrar el tren. Açò podia calcular-se, aproximadament, multiplicant l'àrea total del pistón per la pressió de la caldera i dividint pel cocient entre el diàmetro de la roda motriu i el recorregut del pistón. L'esforç de tracció és el principal factor per a catalogar a una locomotora en térmens de cuán pesat és el tren que pot arrastrar per una zona concreta. En entrar en el XX va començar a considerar-se que l'esforç de tracció no era la mida més adequada del rendiment perque no tenia en conte la velocitat, i les locomotores varen escomençar a medir-se per la potència que desenrollaven. Es varen amprar vàries fòrmules per a calcular-la pero, en general, les companyies de ferrocarril varen utilisar els cridats vagons dinamométricos per a medir la potència real, en la locomotora en marcha.
Donades unes proporcions adequades del restant de la locomotora, la potència resultant ve determinada pel tamany del fòc i, per lo tant, per l'àrea de la barbacoa de la llar. La força de tracció, com s'ha indicat anteriorment, ve determinada per la pressió de la caldera, les proporcions del cilindre i el tamany de les rodes motrius. No obstant, també està llimitada pel pes sobre les rodes motrius (denominat pes adherente), que ha de ser a lo manco quatre voltes l'esforç de tracció.
A finals de el XIX, en les locomotores de trens de mercaderies es considerava l'esforç de tracció; mentres que en les de passagers es valorava més la velocitat. Les locomotores de mercaderies varen aumentar el número d'eixos motrius, varen mantindre un boje davanter d'un sol eix i, quan ya en el XX, el gran aument de tamany de la llar va fer que este ya no poguera acomodar-se sobre les rodes motrius, varen colocar un bisell atrasser per a proporcionar respal. Les locomotores de trens de passagers tenien, generalment, un boje davanter de dos eixos per a millorar el traçat de les curves a certa velocitat, menys eixos que les de mercaderies i rodes motrius molt grans per a que les peces en moviment de balanceig no tingueren que realisar-ho a una velocitat excessiva.
En els anys 1920, l'atenció en els Estats Units es va centrar en la potència. Els trens de mercaderies devien desplaçar-se a major velocitat i els de passagers devien arrastrar un major pes mantenint la velocitat. El tamany de les barbacoes i llars va aumentar sense produir-se canvis en el restant de la locomotora, forçant al bisell atrasser a incorporar un segon eix, de modo que les de mercaderies 2-8-2 (notació White) es varen convertir en 2-8-4 i les 2-10-2 en 2-10-4. De la mateixa manera, les de passagers 4-6-2 es varen convertir en 4-6-4 i es va desenrollar una configuració de locomotora de doble propòsit, la 4-8-4, que podia utilisar-se tant per al servici de mercaderies com per al de passagers.
L'aparició de les locomotores diésel-elèctriques en la primera part de el XX va accelerar el final de les locomotores de vapor. No obstant, es varen amprar en Amèrica del Nort i Europa fins a mediats del sigle i varen continuar sent utilisades en atres països fins al final de el XX. Encara que poden ser màquines prou senzilles i adaptables a una gran varietat de combustibles, són menys eficients que els motors diésel o elèctrics i requerixen un manteniment constant que implica un treball considerable. Es deu suministrar aigua en molts punts a lo llarc del recorregut, lo que representa un problema en àrees desérticas o a on l'aigua de la zona no resulta adequada. El mecanisme de balanceig de la biela fa que els esforços sobre les rodes motrius s'apliquen a tirada i que estes colpegen els rieles i els desalineen, fent necessari més treball de manteniment de les vies. Les locomotores de vapor requerixen vàries hores de calfament de la caldera en el fòc encés ans que puguen ser operatives, i al final de la jornada seguir un procediment per a retirar les cendres i netejar la escoria adherida a la barbacoa. A diferència de les locomotores diésel o elèctriques, que la seua posada en funcionament i parada al final del treball resulta molt més ràpida i senzilla. Per últim, el fum que emeten les locomotores de vapor pot resultar objetable.
S'ha calculat que el cost en mà d'obra i carburant d'una locomotora de vapor supera en unes dos voltes i mija al d'una diésel i el kilometraje diari és molt menor. Cap al final de les décades dels xixanta o setanta, la majoria dels països occidentals ya havien reemplaçat totalment a les locomotores de vapor en el servici de passagers, pero en el de mercaderies es va tardar alguna cosa més. En Índia es va produir el canvi de trens de vapor als impulsats per motors diésel i elèctrics en la década dels huitanta. En algunes regions montanyoses de gran altitut es continuen usant locomotores de vapor perque es veuen menys afectades per la reduïda pressió atmosfèrica que els motors diésel.
En alguns països el vapor va continuar sent àmpliament utilisat i va aplegar fins al final de el XX. Les locomotores diésel eren relativament cares i en algunes zones els costs de la mà d'obra no eren grans. Per una atra part, la carestia del petròleu va otorgar a atres combustibles certa ventaja. Un embargament petrolífer combinat en l'abundància de carbó local barat va induir a Suràfrica a continuar usant locomotores de vapor fins als anys noranta. China va seguir construint locomotores de vapor per als seus ferrocarrils fins a finals de sigle i inclús fabricant uns pocs eixemplars per a activitats turístiques d'Estats Units. En 2006, DLM AG (Suïssa) continua fabricant locomotores noves de vapor.[2]
Les enormes pujades de preu del combustible diésel varen motivar vàries iniciatives per a fer resorgir el vapor, cap d'elles en èxit. En els començos de el XXI, la locomotora de vapor solament regna en algunes regions aïllades com en Corea del Nortcita requerida i en activitats turístiques.
Caixa de fums i cilindre.
Tall de l'domo a on s'acumula el vapor.
Roda motora o de tracció.
.jpg){kind=link}
_pic_bbbba00_Photography_by_David_Adam_Kess.jpg){kind=link}
