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Une locomotive à vapeur typique compte deux groupes de bielles, dont chacun est relié à un ou plusieurs cylindres situés de chaque côté de la machine. Ces bielles transforment le mouvement alternatif des pistons en mouvement rotatif des roues motrices. Parce que l'effort de traction (capacité de charge) d'une locomotive dépend en partie du nombre et du diamètre des roues motrices, les locomotives les plus puissantes ont tendance à être munies de plusieurs roues motrices rendues solidaires, ce qui se traduit par un empattement relativement long et rigide. Par exemple, l'empattement rigide des roues motrices de certaines des plus grosses locomotives à vapeur du Canada pouvait atteindre 22 pi (6,7 m). De plus, presque toutes les locomotives à vapeur transportaient leur combustible et leur eau dans un tender, ce qui augmentait leur longueur hors-tout et la masse inerte à tirer.
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