O locomotivă cu abur cu angrenaj este un tip de locomotivă cu abur care utilizează un reducător în transmisie , ceea ce o diferențiază de schemele cu acționare directă. Aceste locomotive folosesc tracțiunea convențională prin frecare pe șine și nu trebuie confundate cu locomotivele utilizate pe căile ferate cu cremalieră .
În cele mai comune tipuri de locomotive cu abur, pistoanele au acționat direct asupra manivelei amplasate direct pe roțile motoare, prin urmare, o rotație a roții motoare corespundea unei rotații a manivelei și două timpi ale pistonului ( motoarele cu abur ale locomotivelor cu abur, de regulă, sunt mașini cu dublă acțiune, spre deosebire de ICE familiară în prezent ).
Viteza maximă de rotație depinde în mod evident de tipul de motor cu abur. Neputând schimba raportul de transmisie în transmisia dintre motorul cu abur și roți, proiectantul este nevoit să găsească un compromis între cuplul dorit și viteza maximă. Aceasta determină raza roții motoare. Raza manivelei este legată de raza roții și, desigur, mai mică decât aceasta. Această rază determină cursa pistonului. Nu poate fi prea mare, deoarece boilerul poate să nu furnizeze cantitatea necesară de abur pentru a umple un astfel de cilindru la viteze mari; nu poate fi prea mic, deoarece cuplul inițial și, ca urmare, forța inițială de tracțiune nu vor fi suficiente pentru a porni trenul.
Adesea sunt necesare locomotive lente cu tracțiune ridicată - în industrie, în mine și mine, exploatare forestieră, șine cu profil abrupt și altele asemenea, mai ales dacă șinele sunt așezate într-un mod prost, cât mai ieftin și nu sunt adaptate pentru înalte viteze. Problema este că, deși alegerea între viteză și cuplu se poate face în favoarea cuplului prin reducerea diametrului roții motoare, există o limită practică sub care cursa pistonului este prea scurtă pentru o locomotivă cu tracțiune directă.
Soluția este separarea manivelei de roată, ceea ce permite, în primul rând, să alegeți o cursă rezonabilă a pistonului, care nu este legată de raza roții și, în al doilea rând, să reduceți viteza de rotație folosind o cutie de viteze. Majoritatea acestor locomotive folosesc un singur raport de transmisie, dar există și cele care folosesc un raport de transmisie variabil folosind o cutie de viteze .
Cele mai multe locomotive de acest tip din lume, sub licență sau clone după expirarea brevetului, au fost construite după una dintre cele trei scheme principale. Cele mai cunoscute și numeroase sunt probabil locomotivele Shey. Marea majoritate a acestora au fost folosite pe continentul nord-american, deși câteva exemplare au fost folosite în America de Sud, Taiwan, Australia și Noua Zeelandă, inclusiv propriile lor modele de origine.
Locomotiva cu abur cu sistem de gât
Locomotiva cu abur clasa B Climax avea doi cilindri înclinați care antrenează un arbore cotit transversal situat în centrul locomotivei. Arborele conducea cărucioarele cu roți motrice printr-un tren de viteze cu angrenaj intern. A existat și o clasă timpurie Climax A cu un motor cu abur vertical de tip marin, echipat cu o transmisie cardan similară și o cutie de viteze cu două trepte.
Locomotiva cu abur Geisler avea un motor cu abur în formă de V, ai cărui cilindri se aflau pe ambele părți ale cazanului și puneau în mișcare un arbore cotit amplasat longitudinal, care, la rândul său, punea în mișcare cărucioarele cu roți motoare.