Lok
Ett lok (förkortning av lokomotiv) är ett järnvägsfordon avsett för att dra vagnar på en järnväg. Ett lok har inget utrymme för gods eller passagerare; i så fall talar man istället om en motorvagn.
Lokets egenskaper
Viktiga egenskaper för lok är dragkraft, hastighet och axeltryck. Dragkraften avgör hur tunga tåg som kan framföras, och därmed hur mycket last som kan transporteras. Lokets största tillåtna hastighet spelar roll för hur lång tid ett tåg behöver för en viss rörelse. Persontåg går nästan alltid med högre hastigheter än godståg. Högre axeltryck innebär att en större dragkraft kan överföras till spåret, men då axeltrycket ökar måste bana och broar byggas stabilare, ett lok med större axeltryck kan användas på färre linjer.
Hjulaxlarna på lok delas in i drivaxlar och löpaxlar. Drivaxlar överför dragkraft till spåret, medan löpaxlar används för att reducera axeltrycket eller ge en bättre gång i spåret. Lokunderreden kan delas in dels efter hur hjulen drivs (med mekaniskt sammankopplade axlar eller med direktdrift på varje axel), dels efter om axlarna är fast lagrade i chassit eller sitter i boggier. Koppelstänger används för att överföra drivkraft mellan drivaxlar på lok som inte är direktdrivna. De flesta ånglok har haft koppelstångsdrift, medan nästan alla moderna lok har boggier och direktdrivna axlar.
Axelföljd
För att beskriva hur ett loks axlar är arrangerade, används olika koder i en så kallad axelföljd. På svensk MJ-wiki använder vi UIC-systemet för att ange axelföljd.
Ånglok
De första järnvägarna hade hästdragna vagnar, men det var ångloket som möjliggjorde att järnvägen byggdes ut till ett transportsystem i industriell skala. Ångloket uppfanns i början på 1800-talet i Storbritannien, och hade funnit sin form som praktiskt användbara maskiner runt 1830. Därmed började järnvägar med enbart lokdrift byggas ut i snabbt på många håll i världen. Dessa tidiga ånglok var i regel treaxliga med en, två eller tre drivaxlar. Både tenderlok och tanklok byggdes. Pannan var liggande, och loken var i regel tvåcylindriga med antingen ut- eller invändiga cylindrar, som drev direkt på hjulaxlarna. Ramverken byggdes omväxlande som invändiga, utvändiga eller dubbla. Stephensons slidstyrning uppfanns 1841 och slog snabbt igenom. Denna form av lok utvecklades till större, tyngre och snabbare lok under 1800-talet.
|
|
| London & North Western Railway litt DX, ett godstågslok som började byggas 1858. Axelföljd C-3. Wikimedia Commons |
Den maximala kolvhastigheten kunde inte göras hur stor som helst, varför snabba lok för persontrafik efter hand fick allt större drivhjul, se t.ex. SJ ånglok litt A (1863).
Det vanligaste bränslet för ånglok har alltid varit stenkol. Ved har också använts, dock är energitätheten för ved mycket lägre än för stenkol, så det gick åt mycket större volymer ved. Även torv har använts, både stycketorv och torvpulver. Under 1900-talet användes också brännolja, främst för att logistiken för vätskor var smidigare än för stenkol. Vilket bränsle som använts har påverkats av vad som funnits tillgängligt i närheten av järnvägen. och störningar i internationell handel (t.ex. användes torv och ved som lokbränsle i Sverige under världskrigen på 1900-talet då importen av stenkol minskade kraftigt).
Löpboggier började införas i USA före 1850 för att hantera ett sämre spårläge (vilket ledde till den klassiska "American"-typen), och kom att införas även i Europa för snabba snälltågslok. Mot 1800-talets slut började tågvikterna öka, vilket började kräva allt större lok. Godstågslok med fyra, fem och t.o.m. sex drivaxlar byggdes. Lok med ledade ramverk byggdes för att hantera kurviga banor, vilket krävde flera cylindrar. Efter 1900 började tenderlok förses med en bakre löpaxel för att kunna bära en större eldstad (SJ ånglok litt A, SJ ånglok litt F). Persontågsloken försågs med tre eller fyra drivaxlar.
Artonhundratalets lok hade haft en verkningsgrad på ca tre procent, d.v.s. 97% av värmeenergin i bränslet kunde inte omsättas i mekaniskt arbete. För att förbättra verkningsgraden prövades att låta ångan expandera i flera steg, s.k. kompound-lok. Teoretiskt kan kompound-lösningar ge högre verkningsgrad, men det var svårt att få större förbättringar i praktiken. Överhettare blev en bättre lösning, som innebär att den praktiska verkningsgraden kunde ökas till kanske tio procent. Överhettare började införas på 1800-talets slut. Med överhettare behövdes också kolvslider av för att sliderna skulle kunna fungera i högre temperaturer. Samtidigt med kolvslider infördes Walschaerts slidstyrning på stor bredd.
Lima Locomotive Works i USA införde s.k. "super-power"-ånglok på 1920-talet, som var större och hade större eldstäder. Därmed ökade verkningsgraden ytterligare. Det tydligaste kännetecknet för dessa lok är den bakre löpboggin. Andra amerikanska lokbyggare tog snart efter. Dessa lok var så stora att de inte gick att elda med skyffel; i stället användes mekaniska eldningsapparater.
|
|
| Santa Fe 3751 med axelföljd 2’D2’-6 från 1927, inför museitrafik 2017. Foto Fanlon verdoe, Wikimedia Commons |
På 1930- och 1940-talen utvecklades de största ångloken någonsin i USA som som stora ledade ånglok för främst godstrafik, mest känd är Big Boy. Under denna tid gjordes också en del försök att öka ånglokens verkningsgrad, såsom Chapelons kompoundlok i Frankrike och turbinlok, men både ellok och diesellok var nu så bra att marginella förbättringar av ånglokstekniken inte hade så stor betydelse.
Gulf, Mobile and Ohio i USA blev den första järnvägen som helt avvecklade ångloksdrift 1949. Därefter har reguljär ångloksdrift minskat världen över, först på reguljära järnvägar och därefter på industribanor. Enstaka industrilok är fortfarande i drift på vissa håll (2022).
Ellok
Ellok i experimentsyfte byggdes på flera håll under 1800-talet. I slutet på 1800-talet började mindre ellok för industribanor bli ekonomiskt gångbara. Dessa använde oftast lägre spänningar, 200 - 1000 V. Både likström och växelström användes. Luftledning användes oftast.
De första huvudlinjerna för elektrisk drift byggdes i Italien strax efter sekelskiftet 1900. Dessa utnyttjade trefas växelström med 3000 V, vilket krävde dubbla luftledningar. Därefter utvecklades elsystem för både likström och växelström för huvudlinjer. Spänningsnivåerna ökade också. Italien blev i stort sätt ensamt om trefassystem, för växelström utvecklades i stället enfassystem. Eldriften byggdes därefter ut i områden där det fanns gott om vattenkraft, och i bland i storstäder som ville undvika ångdrift. Vissa linjer utnyttjade tredje räl i stället för luftledning.
Schweiz blev först med ett sammanhängande nät med elektrifierade huvudlinjer under 1920-talet. I USA byggdes vissa huvudlinjer med eldrift, oftast för att hantera långa tunnlar eller där trafiken var mycket tät. Många av dessa är numera avelektrifierade. I Europa fortsatte utbyggnaden av elektrisk drift, i varierande takt i olika länder. Idag dominerar elektrifierade linjer huvuddelen av det europeiska järnvägsnätet. Elsystemen har dock inte standardiserats, utan är olika i olika länder.
Tidiga ellok utnyttjade blindaxlar och koppelstänger för kraftöverföringen till hjulen. För större lok användes från början stormotorprincipen, där motorn drev blindaxeln med en vevstake. När det fanns starkare kuggdrev kunde vevstaken ersättas med kuggväxlar, vilket också medgav att motorvarvtalet inte behövde vara samma som hjulaxlarnas.
|
|
| SBB litt Be 4/6 från 1920 som museilok 2006 i Wallisellen. Schweiziskt boggilok med blindaxlar och koppelstänger, axelföljd (1'B)(B1'). Foto St.Hinni, Wikimedia Commons |
Från 1920-talet började koppelstångsdrift ersättas med andra system där man hade en motor per axel. Flera sådana lösningar har utvecklats över åren, dessa innebar också att det blev smidigare att bygga boggilok. Även lok med fast ramverk byggdes med direktdrift på varje axel, såsom SJ ellok litt F. På 1950-talet började boggilok dominera elloksutvecklingen, med två- eller treaxliga boggier. I Europa dominerade då nationella järnvägsbolag, så varje land hade egna lokkonstruktioner.
|
|
| DB litt E41 från 1956 som museilok 2010 i Koblenz-Lützel. Västtyskt standardellok ("einheitsbauart") för persontåg på linjen med svag banunderbyggnad. Axelföljd Bo’Bo’. Foto Urmelbeauftragter, Wikimedia Commons |
Ellok har därefter blivit starkare och snabbare, och motorstyrtekniken har utvecklats. Sedan 2000 har den internationella standardiseringen ökat, där numera ett fåtal europeiska tillverkare tillhandahåller standardellok som köpts av många tågoperatårer. Se t.ex. TRAXX eller Vectron. Dessa standardlok byggs ofta för att hantera flera olika ström- och signalsystem.
Motorlok
Flera typer av förbränningsmotorer uppfanns under de sista årtiondena av 1800-talet. Dieselmotorn blev med tiden mest framgångsrik i järnvägsdrift, men flera andra motortyper har också använts, särskilt för mindre lok. Motorlokens genombrott kom under första världskriget, där det byggdes stora system av 600 mm-banor för att försörja arméerna på västfronten. Till dessa banor byggdes både ånglok och lokomotorer med förbränningsmotorer. Efter första världskriget började motorloken säljas som industrilok, samtidigt som en marknad för smålok för industribruk och lättare växling etablerades.
De första motorloken hade mekanisk kraftöverföring till hjulen, men det räckte inte till när motoreffekterna ökade. De lösningar som kom att dominera blev istället dieselelektrisk och dieselhydraulisk kraftöverföring.
I USA utvecklades linjelok med dieselelektrisk drift under 1930-talet från flera tillverkare, främst General Motors. Vid 1930-talets slut fanns kataloglok att köpa för den som ville ersätta sina ånglok, med multippeldrift kunde även de största ångloken ersättas. Övergången fördröjdes av andra världskriget, men fr.o.m. 1940-talets slut började den amerikanska ångdriften ersättas i snabb takt. Amerikanska diesellok har därefter blivit större och framför allt starkare. Idag är den största tillverkaren General Electric.
|
|
| General Motors F7 från Santa Fe, i Springer, New Mexico 1967. Färgschemat är Santa Fes berömda Warbonnet-schema. Här är fem enheter multippelkopplade F7A+F7B+F7B+F7B+F7A. F7B saknade hytt. Axelföljd på varje enhet Bo’Bo’. Foto Roger Puta, Wikimedia Commons. |
I Tyskland kom istället dieselhydrauliska lok att dominera. Diesellok för linjetjänst började levereras i större skala på mitten av 1950-talet. Ett större antal lok behövdes, eftersom stora delar av det tyska linjenätet alltjämt var oelektrifierat.
|
|
| DB V 200 från 1956, avsett för snälltåg. Här som museilok i Fürth 2007. Axelföljd Bo’Bo’. Foto Sebastian Terfloth, Wikimedia Commons. |
I Europa säljs även dieselelektriska lok. Nohab hade licens på General Motors system från 1949 till 1970-talets slut, då Nohab upphörde med loktillverkning. Nohab diesellok typ AA16 såldes till flera järnvägsförvaltningar i Europa mellan 1954 och 1969, i vissa fall byggda på andrahandslicenser. Nohabs leveranser fortsatte på 1970-talet, och även efter att Nohab upphört med loktillverkning har lok baserade på General Motors teknik, t.ex. DSB diesellok litt ME, sålts i Europa.
Precis som för elloken finns det i Europa sedan ca. år 2000 ett fåtal tillverkare som tillverkar standardiserade motorlok som säljs till flera tågoperatörer. både dieselhydrauliska och dieselelektriska lok förekommer alltjämt.
Utvecklingen av lokmodeller
För mer detaljer om tekniska lösningar för MJ-lok, se dragfordon.
De första lokmodellerna var ofta urverksdrivna. På 1920-talet kom de första loken med elmotorer, inledningsvis med AC-systemet. Dessa modeller var i regel tillverkade i bleckplåt eller zinkgjutgods. Under 1930-talet uppstod en konkurrens mellan treräls, tvåräls och tredje räl utanför spåret, samt mellan likström och växelström. Tredje räl utanför spåret finns inte kvar på MJ-marknaden. Lokkorgar i plast utvecklades gradvis under 1950-talet, vilket medgav en ökad detaljering. Dessa är numera det vanligaste alternativet för storseriemodeller. Äldre lokmodeller har ibland underredet som ena polen i strömförsörjningen, vilket kan försvåra digitalisering.
Med tiden har detaljering och gångegenskaper förbättrats, och motortekniken utvecklats. Digitalisering har pågått sedan 1980-talet, och de flesta lok är numera förberedda för detta. Moderna lokmodeller har i regel någon form av likströmsmotor; eftersom lok för AC numera alltid levereras med lokdekoder behövs inte längre någon särskild motor för växelström.
Wiki-sidor om lok
Modelljärnvägsmotorer
Kvartning
Inkörning och smörjning
Svenska lok
Ritningar rullande material
Ritningar i järnvägar!
Trepunktslagring
Wiki-sidor om rullande materiel mm.
Dragfordon
Rälsbuss
Vagnar
Koppel
Tillbaka till nybörjarguiden
Webreferenser - förebild
Wikipedia: 4-4-0 (American-typen).
Wikipedia: Articulated locomotive (Ledade ånglok).
Wikipedia: Compound locomotive
Wikipedia: Electric locomotive
Wikipedia: GWR 3700 Class 3440 City of Truro
Wikipedia: Retirement of steam locomotives by country
Wikipedia: SBB-CFF-FFS Be 4/6 12303-12342
Wikipedia: Stephenson valve gear
Wikipedia: Union Pacific Big Boy
Wikipedia: Walschaerts valve gear
Webreferenser - modell
nmra.org: Beginners Guide Part 8: Motive Power & Rolling Stock (Med amerikanska förebilder).
Tryckta referenser - förebild
Leif Dahl: "Big boy giganten bland ånglok." i Allt om Hobby nr 5/1967.
Rune Carlson: "En fotoresa till aktiva ånglok i Västtyskland." i Allt om Hobby nr 2/1971.
Robert Kutschbach: "De tyska Pacificloken av litt 01." i Allt om Hobby nr 5/1973.
Robert Kutschbach: "De tyska enhetsloken. Del 1." i Allt om Hobby nr 7/1976.
Anders Linde: "Pacificloken - ånglokens höjdpunkt." i Modelljärnvägsmagasinet nr 22/2015.
Anders Linde: "Pacificloken i Europa. Del 2: Tyska enhetslok.." i Modelljärnvägsmagasinet nr 23/2015.
Anders Linde: "Pacificloken i Europa. Del 3: Pacificlok i Frankrike och England.." i Modelljärnvägsmagasinet nr 24/2015.
Markus Öbrink: "M62 - odjuret från vidderna." i Modelljärnvägsmagasinet nr 23/2015 (Ryskbyggda diesellok).
Markus Öbrink: "Ludmilla - den bullrande jätten från Luhansk." i Modelljärnvägsmagasinet nr 25/2016 (Mer ryskbyggda diesellok).
Markus Öbrink: "DB BR 103 - klassikernas klassiker." i Modelljärnvägsmagasinet nr 27/2016.
Markus Öbrink: "Tyska standardellok." i Modelljärnvägsmagasinet nr 32/2018 (Ellok littera E10, E40, E41 och E50).
Anders Linde: "Amerikanska kuggväxellok." i Modelljärnvägsmagasinet nr 40/2020 (Ånglok för timmerbanor: Shay, Climax och Heisler).
Anders Linde: "Santa Fe - en designikon med indianprägel." i Modelljärnvägsmagasinet nr 41/2020 (Förebild och modell).
Markus Öbrink: "Brejlovec - udda fågel på centraleuropeiska spår." i Modelljärnvägsmagasinet nr 41/2020 (Tjeckiskt diesellok).
Markus Öbrink: "Siemens Taurus - världens snabbaste lok." i Modelljärnvägsmagasinet nr 50/2022.
Per Nilsson: "Enkla respektive dubbla gejdrar." i Smalspårigt nr 164/2023 (Alternativa utformningar av ångloksgejdrar).
Markus Öbrink: "Gresley A4. Världens snabbaste ånglok." i Modelljärnvägsmagasinet nr 59/2024 (Strömlinjeformad 2C1'-4).
Tryckta referenser - allmänna principer för modellok
Lennart Elg: "Hur mycket orkar loket? Algebra för smalspårsbyggare." i Smalspårigt nr 23/1984 (Dragkraftsberäkningar för modellok).
Christer Engström: "Tung gång - med svänghjul." i Krister Brandt (red.): Modelltåg -92. Byggtipsblandning. Stockholm: Allt om Hobby 1991 (Lokunderreden med svänghjul).
Bengt Nylén: "Dragkraft på modellok." i Smalspårigt nr 139/2017.
Tryckta referenser - lokbygge, allmänt
Svante Runberger: "Lokbygge." i Skarvjärnet nr 1/1966.
Svante Runberger: "Lokbygge." i Skarvjärnet nr 2/1966 (Koppelstänger och slidstyrning).
Svante Runberger: "Lokbygge. Tillverkning av vevaxel." i Skarvjärnet nr 4/1966/67.
Svante Runberger: "Lokbygge - kvartning av drivhjul." i Skarvjärnet nr 3/1967 (Kvartning med egentillverkad jigg).
Svante Runberger: "Lokbygge - drivhjul." i Skarvjärnet nr 1/1968 (Scratchbygge av hjul).
Svante Runberger: "Lokbygge - utväxlingar." i Skarvjärnet nr 1/1971 (Beräkning av lämplig utväxling med nomogram).
Leif Dahl: "Skalamodellbygge av lok - några personliga reflektioner." i Jan Jangö & Bo Holmgren: Järnvägshobby 1. Stockholm: Jan Jangö AB 1976.
Björn Dahlström: "Böcker om lokbygge." i Smalspårigt nr 37/1988 (Genomgång av dittills publicerade böcker om lokbygge).
Björn Dahlström: "Recension. The 4mm engine." i Smalspårigt nr 40/1989 (Recension av Guy Williams bok om lokbygge, "The 4mm Engine").
Leif Dahl: "Varför J 1337?" i Krister Brandt (red.): Modelltåg -90. Idébok för miniatyrrallare. Stockholm: Allt om Hobby 1989 (Om scratchbyggandets vedermödor).
Björn Dahlström: "Läsgodsexpedition. Whitemetal Locos. A Kitbuilders's Guide." i Smalspårigt nr 44/1990 (Recension av Iain Rice's bok om bygge av vitmetallok).
Björn Dahlström: "Läsgodsexpedition. Etched Loco construction." i Smalspårigt nr 49/1991 (Recension av Iain Rice's bok om bygge av etsade lokmodeller).
Hans Svensson: "Gör egna ritningar i datorn." i Allt om Hobby nr 7/2009.
Hans Svensson: "Gör egna ritningar i datorn." i Allt om Hobby nr 8/2009.
Hans Svensson: "Gör egna ritningar i datorn." i Allt om Hobby nr 1/2010.
"Lokförare till H0-lok." i Allt om Hobby nr 1/2010, s. 14 (Från Noch, katalognummer 1583).
Hans Larsson: "Skalenliga belysningar för lokmodeller." i Smalspårigt nr 140/2017 (AGA gaslyktor i H0).
Bengt Nylén: "Ledstänger - och hållare till dessa på ånglok." i Smalspårigt nr 162/2023 (Handräckshållare från Weinert).
Böcker om lokbygge
Samtliga dessa böcker är brittiska och helt fokuserade på bygge av ånglok. Mycket av lösningarna är dock relevanta för alla typer av koppelstångslok.
John H. Ahern: Miniature Locomotive Construction. London: Percival Marshal 1948 (Klassisk titel, nu något föråldrad).
Mike Sharman: Flexichas. A Way to Build Fully Compensated Locomotive Chassis. Oxford: The Oakwood Press 1982 (Sharmans pamflett om Flexichas-systemet för balanserade chassin).
Mike Sharman: A Guide to Locomotive Building. From Prototype to Small Scale Models. Cricklade: Författaren 1986 (Bok om lokbygge av upphovsmannen till flexichas-systemet för balanserade chassin).
R. Guy Williams: The 4mm Engine. A Scratchbuilders Guide. Didcot: Wild Swan Publications 1988 (Scratchbygge av ånglok i mässing i 4mm skala).
Iain Rice: Whitemetal Locos. A Kitbuilders Guide. Didcot: Wild Swan Publications 1989 (Sannolikt enda boken att bygga lokbyggsatser i vitmetall, högst relevant för alla som ska bygga i vitmetall, inte bara lokbyggare).
Iain Rice: Etched Loco Construction. Didcot: Wild Swan Publications 1990 (Om att bygga etsade lokkorgar)..
Iain Rice: Locomotive Kit Chassis Construction. Didcot: Wild Swan Publications 1993 (Om chassibygge, framför allt för etsade lok).
Geoff Holt: Locomotive Modelling from Scratch and Etched Kits (Pt 1&2). Didcot: Wild Swan Publications 2012-13 (Lokbygge i 4mm och 7mm skala).
Simon Bolton: Scratch-building Model Railway Locomotives. Marlborough: The Crowood Press 2014 (Bygge i 00, med stelt chassi samt en variation I EM med fjädring)