Shay Geared Locomotive

談到美國森林鐵道的Shay蒸汽機車，因為構造特殊，很受全球鐵道愛好者的喜歡，台灣的阿里山鐵路也使用Shay蒸汽機車，它的誕生，背後有一段故事。

Shay蒸汽機車，源自於它的發明者 Ephraim Shay，他是一位美國工程師，他在1870年代美國南北戰爭時期加入北軍，並在密西根州開墾森林。戰爭結束後Ephraim Shay在密西根州舖設伐木鐵道，而他的林場用機械，都是向創立於1869年俄亥俄州的Lima公司購買。他發現傳統的蒸汽火車，並不適合軌道路線彎曲，坡度極大，不平整的森林鐵道中行駛。於是，他靈機一動，將船舶的輪機結構「直立式汽缸」，搬到火車上來，透過齒輪的機械結構來傳動。他在1878年發明了齒輪傳動的蒸汽火車，並命名為Shay，1880年第一部Shay原型車誕生，1881年正式取得專利，並給專門生產林業用機械的Lima公司生產製造。

從1892年4月12日開始，萊瑪公司( Lima Locomotive & Machine Co.)開始生產這種直立式汽缸，稱之為Shay齒輪式火車（Geared Locomotives），這種火車，立刻受到美國伐木業者極大的歡迎。從此訂單不斷，1893年更在萬國博覽會上聲名大噪，收到許多海外的訂單，從此Shay成為這種特殊火車的代名詞。由於Shay適合行駛於路線彎曲，坡度極大的鐵道，於是從十九世紀末，這款蒸汽火車，開始出現在全球的森林鐵道與登山鐵道。

資料來源：http://www.shaylocomotives.com/

全球Shay蒸汽機車的統計表

型式	機械構造	製造數目	備註
Class A	2-cylinders/2-trucks	687	阿里山18噸級Shay
Special	2-cylinders/3-trucks	2	少數的試驗作品
Class B	3-cylinders/2-trucks	1,478	阿里山28噸級Shay
Class C	3-cylinders/3-trucks	582	美國保存
Class D	3-cylinders/4-trucks	20	很稀少 已經消失

 

 資料來源：http://www.shaylocomotives.com/

Shay   class A

現今阿里山森林鐵道的火車之中，Shay Geared Steam Locomotive齒輪式蒸汽火車，一直保有它迷人且獨特的魅力。從阿里山鐵道施工時期開始，Shay一直扮演著阿里山鐵路運輸的重要角色。雖然它只是為伐木而生產的火車，並且退休多年，然而它的吸引力，始終成為全球眾多觀光客的矚目焦點。

Shay   class A  蒸汽機車。2-cylinders / 2-trucks

因此，談到美國森林鐵道的Shay class A蒸汽機車，就會想到台灣的阿里山鐵路的18噸級蒸汽機車。所謂的Shay class A，就是有兩個直立式汽缸(Vertical Cylinder)，兩組齒輪驅動的轉向架(Geared Truck)，屬於動力較簡單的基本款。這款蒸汽機車，其實是屬於Shay比較早年的形式，淘汰得最快，如今全球保存很少，阿里山鐵路當初還購入8台，11-18號，也成為全球矚目的鐵道文化財。斯洛伐克希望我國同意將17號蒸汽機車運送到該國去行駛，成為全歐洲唯一復駛的Shay class A Geared Steam Locomotive。

Shay   class B

     談到美國森林鐵道的Shay class B蒸汽機車，就會想到台灣的阿里山鐵路的28噸級蒸汽機車。所謂的Shay classB，就是有三個直立式汽缸(Vertical Cylinder)，兩組齒輪驅動的轉向架(Geared Truck)，屬於動力較佳的升級款，可用於大坡度的登山鐵道。除了台灣之外，美國也有動態保存這款蒸汽機車。

       基本上，阿里山森林鐵路共有兩種Shay的型式，一種是18噸級Shay，1910-1912年生產，專門用於平地段與阿里山的林場線，目前沒有動態保存，17號仍等待修復，；另一種是28噸級Shay，1912-1917年生產，專門用於登山路段，2021年已經修復25、26、31號，2022年21號即將復活，四部動態保存。25號蒸汽機車配屬嘉義北門車庫，31號蒸汽機車配屬阿里山車庫，是當前阿里山鐵路觀光列車的重要主角。

Shay   class B  蒸汽機車。3-cylinders / 2-trucks

Shay   class C   class D  

所謂的Shay class A，就是有兩個直立式汽缸(Vertical Cylinder)，兩組齒輪驅動的轉向架(Geared Truck)，屬於動力較簡單的基本款，製造687台分佈全球。所謂的Shay class B蒸汽機車，有三個直立式汽缸，兩組齒輪驅動的轉向架，屬於動力較佳的升級款，製造1478台分佈全球數目最多。

 

Shay   class C  蒸汽機車。3-cylinders / 3-trucks

所謂的Shay class C，就是有三個直立式汽缸，三組齒輪驅動的轉向架，共製造582台，包含後面的水箱，都有動力。所謂的Shay class D，就是有三個直立式汽缸，四組齒輪驅動的轉向架，包含後面的兩個水箱的車輪，都有動力，其體積最龐大，僅製造20台，數目很稀少，已經消失。Shay class CD兩款，屬於登山專用的動力強化版，目前都是在美國原產國所保存。 

Shay   class C  蒸汽機車。3-cylinders / 3-trucks

Shay   class D  蒸汽機車。3-cylinders / 4-trucks

Shay蒸汽火車的沒落

儘管Shay推出初期大受歡迎，但是往後由於1912年起，過熱式機車發明，蒸汽火車效率大幅提高，1920年代之後，柴油機車技術成熟，馬力超越現有的蒸汽機車，登山鐵路的動力角色被取代。經歷了第二次世界大戰，產業技術的轉型，Shay逐漸失去它獨特的地位而逐步沒落。一直到1945年Shay停產為止，萊瑪公司(改為Lima Locomotive Works, Inc.)一共生產了2768輛，當然也包括了1909年中國詹天佑的京張鐵路，1912年台灣阿里山鐵道的在內。中國的京張鐵路，使用Class C型式，已經完全消失不見，而台灣阿里山鐵路，使用Class A、ClassB兩種型式，卻還完好地保存下來。同時因為阿里山鐵路為762mm軌距，使得台灣阿里山意外成為全球唯一762mm軌距Shay的保存國度。

   雖然，當前全球Shay蒸汽火車的保存數目不少，然而，動態保存運行的鐵路很少，多數為靜態展示。這種Shay蒸汽火車曾經在1960年代以後，因為森林鐵道動力柴油化，與修建公路用卡車運材等原因，使得鐵道的運輸轉型而快速沒落。不過，當時台灣的阿里山森林鐵路，由於物力維艱，經費短缺之故，幾乎是全世界極少數Shay蒸汽火車的營運者，成為當時全球Shay蒸汽火車的保存聖地，吸引海內外鐵道愛好者齊聚於此，留下許多資料相片，也因此而聲名遠播。有關全球Shay的生產總數，原始編號，保存資料與現狀，包含台灣的阿里山鐵路在內，請參閱   延伸閱讀   阿里山森林鐵路與台灣林業鐵路傳奇  阿里山的蒸汽機車 Shay永恆的魅力