它在19世紀鐵路發展初期及林業鐵路(如美國早期的伐木鐵道)極為常見,其特徵是煙囪通常配有「火花捕集器」以防止飛散的火星引發森林大火。
過燃燒煤炭加熱鍋爐中的水,產生高壓蒸汽來推動汽缸與活塞,進而帶動車輪前進,為最常見的能源使用類型
補充燃料快速、不需要人工鏟煤及火力穩定等優點,常見於產油豐富或缺煤的地區,前置駕駛室也偏好這類設計
利用燃油噴嘴將油氣化並注入火室燃燒,加熱鍋爐水產生高壓蒸汽
蔗渣(Bagasse)是製糖過程產生的甘蔗渣滓,早期常被用作糖廠鍋爐或部分地區糖業蒸汽火車的替代燃料。然而,多數情況下蔗渣是作為糖廠發電與蒸氣鍋爐的燃料。
透過安裝在鍋爐內或火箱中的電熱元件,利用從架空電線(透過集電弓)導入的電力將水加熱產生蒸汽,進而驅動機械結構行駛。
瑞士在二戰時煤炭因德國包圍歐洲嚴重短缺,但水力發電充裕,將部分火車改造而成這類型
1840s–
最早期最重要的主流之一
1840s–
早期重要設計
1844–
20世紀最普及的型式
1850s–
Stephenson 的改良型
1859–
它僅利用一個偏心輪或由曲柄直接帶動一根主驅動桿
1879–
利用主連桿運動,不需要傳統偏心輪
1903–
美國非常重要,取代不少 Walschaerts,滑動磨耗較少
1900s–
Baker 的競爭型式之一
1900s–
Walschaerts 改良型,但沒有 Baker 那麼成功,美國少量使用
1920s–
凸輪式,與傳統連桿完全不同。
配汽非常精確、高速性能好;
製造精度、成本要求高
由美國賓州科里的 Climax Manufacturing Company 於19世紀末至20世紀初製造。它專為山區和伐木場設計,利用斜向汽缸與齒輪傳動提供強大牽引力,能應付陡坡與急彎。
齒輪驅動:採用機械齒輪與傳動軸將動力送至各車輪,犧牲速度換取強大扭力。
斜立汽缸:最具代表性的是車身兩側45度斜置的汽缸設計,動力傳遞比率穩定。
山地專用:結構札實且對臨時鋪設、品質較差的軌道適應力極佳,深受伐木業喜愛。
謝伊式蒸汽機車(Shay locomotive)是世界上使用最廣泛的齒輪傳動式蒸汽機車,由美國人伊伏倫·謝伊(Ephraim Shay)發明。它採用直立式汽缸與傘形齒輪設計,能在大坡度、多彎道的山地鐵路上發揮強大扭力,最著名的代表為台灣的 阿里山林業鐵路蒸汽機車
全車輪驅動:利用傳動軸與萬向接頭將動力傳遞至前後轉向架的每一個車輪,使機車重量完全化為黏著牽引力。
鉸接式轉向架:轉向架可靈活擺動,適應多彎道、鋪設條件嚴苛的林業與山地臨時軌道。
高扭力低速度:透過齒輪比減速放大扭力,極適合爬升陡峭坡道,行駛平穩且具備極小的迴轉半徑。
一種於 1892 年取得專利的獨特齒輪傳動蒸汽機車,專門用於陡峭、多彎的伐木與採礦鐵路。
汽缸配置:採用雙側交叉的 V 型汽缸排列設計,位於鍋爐下方。
傳動系統:汽缸驅動一根貫穿機車車架中心的縱向傳動軸,再透過封閉式錐齒輪將動力傳遞到轉向架上的輪對。
結構優點:其中央傳動裝置受到良好的保護,比起暴露在外的競爭對手設計更能適應惡劣的林場與礦區環境。