Lokomotif uap

Lokomotif uap adalah jenis lokomotif yang menggunakan tenaga mesin uap untuk menarik rangkaian kereta. Lokomotif uap menggunakan bahan bakar batu bara, kayu, atau minyak untuk menghasilkan uap dalam pendidih. Uap ini kemudian menggerakkan piston yang secara mekanis terhubung dengan roda penggeraknya. Baik bahan bakar dan air dipasok dalam lokomotif, baik ditampung pada lokomotif atau menggunakan tender di belakangnya.

Lokomotif uap seri C3318 dan C3065 di Museum Transportasi Taman Mini Indonesia Indah (TMII).

Lokomotif uap pertama kali dikembangkan di Britania Raya pada awal abad ke-19 dan digunakan dalam sistem perkeretaapian sampai pertengahan abad ke-20. Richard Trevithick menciptakan lokomotif uap pada 1802. Lokomotif uap komersial tersukses dibuat pada tahun 1812–1813 oleh John Blenkinsop, Salamanca. Locomotion No. 1, yang dirakit oleh George Stephenson, putranya Robert, dan perusahaannya Robert Stephenson and Company, merupakan lokomotif uap pertama yang mampu menarik kereta api penumpang di lintas kereta api umum, Stockton and Darlington Railway tahun 1825. Pada tahun 1830 George Stephenson membuka jalur kereta api umum antarkota pertamanya, Liverpool and Manchester Railway. Robert Stephenson and Company menjadi pembuat sekaligus pemasok lokomotif uap pada dasawarsa pertama zaman uap di Britania Raya, Amerika Serikat, dan banyak negara di Eropa.

Pada abad ke-20, Kepala Teknisi Mekanik London and North Eastern Railway (LNER) Nigel Gresley mendesain sejumlah lokomotif yang cukup terkenal, seperti Flying Scotsman, lokomotif uap pertama yang resmi mencatatkan kelajuan di atas 100 mph (160 km/h) untuk layanan penumpang, dan lokomotif LNER A4, 4468 Mallard, yang masih menjadi lokomotif uap tercepat di dunia (126 mph (203 km/h)).

Sejak awal 1900-an, lokomotif uap mulai digantikan dengan lok listrik dan diesel; sejak saat itu banyak jalur kereta api yang diubah menjadi tenaga listrik dan diesel mulai akhir 1930-an. Kebanyakan lokomotif uap dipensiunkan dari layanan reguler sejak 1980-an, meski banyak di antara mereka yang tetap menjalankan operasinya sebagai penarik KA wisata dan daya tarik warisan sejarah.

Sejarah

Lihat pula: Sejarah perkeretaapian dan Kategori:Lokomotif uap awal

Britania Raya

Dahulu sistem transportasi rel menggunakan kuda sebagai penariknya. Pada 1784, William Murdoch, penemu Skotlandia, membuat purwarupa lokomotif jalanan dalam skala kecil di Birmingham. Desain lokomotif uap skala besar diajukan oleh William Reynolds sekitar 1787. Model awal kerja lokomotif uap dirancang dan dibangun oleh perintis perahu uap John Fitch di Amerika Serikat selama tahun 1794. Lokomotifnya menggunakan roda berbilah dalam yang dipandu rel. Model ini masih ada dan dipajang di Museum Masyarakat Sejarah Ohio di Columbus. Autentisitas dan tanggal pembuatan lokomotif ini diragukan oleh sejumlah ahli dan kereta api uap yang bisa dijalankan harus menunggu penemuan mesin uap bertekanan tinggi oleh Richard Trevithick, yang merintis penggunaan lokomotif uap untuk kereta api.

Lokomotif Coalbrookdale oleh Trevithick

Lokomotif uap pertama yang bisa dijalankan menggunakan lebar sepur 3 ft (914 mm). Namanya adalah Coalbrookdale Locomotive, yang dibuat oleh Trevithick pada 1802. Loko ini dibuat di pabrik besi Coalbrookdale di Shropshire, Britania Raya meski tak ada catatan pengoperasian yang bertahan. Pada 21 Februari 1804, perjalanan kereta api uap pertama telah dilaksanakan menggunakan lokomotif uap rancangan Trevithick lainnya pada jalur trem dari pabrik besi Pen-y-darren dekat Merthyr Tydfil, menuju Abercynon di South Wales dengan sepur 4 ft 4 in (1.321 mm). Bersama rekannya Andrew Vivian, acara tersebut berjalan dengan sukses. Desain ini melibatkan banyak inovasi penting, termasuk penggunaan uap tekanan tinggi yang dapat mengurangi berat mesin dan meningkatkan efisiensi.

Trevithick berkunjung ke Newcastle tahun 1804 dan disambut oleh pemilik dan pekerja tambang batu bara. Kunjungannya sukses mengingat pertambangan batu bara di timur laut Inggris menjadi pusat eksperimentasi dan pengembangan lokomotif uap. Trevithick meneruskan eksperimen propulsi lok uapnya terhadap tiga lokomotif uap lainnya, dan terakhir adalah Catch Me Who Can tahun 1808.

Lokomotif Salamanca

Locomotion di Museum dan Pusat Kereta Api Darlington

Pada 1812, lokomotif rel gerigi silinder kembar buatan Matthew Murray, Salamanca pertama kalinya berjalan di jalur Middleton Railway. Lokomotif lainnya yang juga terkenal, Puffing Billy, dibuat 1813–1814 oleh rekayasawan William Hedley untuk beroperasi di jalur tambang Wylam dekat Newcastle upon Tyne. Lokomotif ini adalah lokomotif uap tertua yang dilestarikan, dan kini dipajang statis di Museum Sains London.

George Stephenson

George Stephenson, mantan penambang yang kemudian menjadi tukang mesin di Killingworth Colliery, mengembangkan enam belas lokomotif Killingworth, termasuk Blücher tahun 1814, lainnya tahun 1815, dan juga Killingworth Billy tahun 1816. Ia juga membuat The Duke in 1817 untuk Kilmarnock and Troon Railway, yang merupakan lokomotif uap pertama yang berjalan di Skotlandia.

Pada 1825, George Stephenson membuat Locomotion No. 1 untuk Stockton and Darlington Railway, timur laut Inggris, yang menjadi jalur kereta api uap umum pertama di dunia. Pada 1829, putranya Robert membuat The Rocket di Newcastle, yang kemudian dilombakan dalam Rainhill Trials dan juara. Kesuksesannya membuat perusahaan miliknya menjadi produsen lokomotif uap terbesar pertama yang produknya banyak dipesan perusahaan KA Britania Raya, Amerika Serikat, dan banyak wilayah Eropa. Pembukaan Liverpool and Manchester Railway setahun berikutnya membuat lokomotif uap menjadi eksklusif untuk pengangkutan penumpang dan barang.

Amerika Serikat

Stourbridge Lion

Lokomotif pertama untuk jalur KA Amerika Serikat diimpor dari Britania Raya, seperti Stourbridge Lion dan kemudian John Bull (masih menjadi kendaraan bermesin tertua yang masih bisa dijalankan di Amerika Serikat per 1981). Namun, industri lokomotif uap lokal dengan cepat berdiri. Lokomotif Baltimore and Ohio Railroad Tom Thumb tahun 1830, didesain dan dibuat oleh Peter Cooper, menjadi lokomotif uap Amerika Serikat pertama yang dijalankan di Amerika, meski mulanya hanya dibuat untuk demonstrasi traksi uap potensial bukannya lokomotif penggerak pendapatan. DeWitt Clinton juga dibuat pada 1830-an.

Eropa daratan

Layanan kereta api uap pertama di luar Britania Raya dan Amerika Utara dibuka pada 1829 di Prancis, menghubungkan Saint-Etienne dan Lyon. Lalu pada 5 Mei 1835, jalur kereta api pertama di Belgia menghubungkan Mechelen dan Brussels. Lokomotifnya bernama The Elephant.

Photo of the Adler made in the early 1850s

Di Jerman, lokomotif uap kerja pertama adalah mesin yang mirip dengan Salamanca, didesain oleh perintis lokomotif Britania Raya John Blenkinsop. Dibuat pada Juni 1816 oleh Johann Friedrich Krigar di Königliche Eisengießerei zu Berlin, lokomotif ini berjalan di rel melingkar di halaman pabrik. Lokomotif ini adalah yang pertama kalinya dibuat di daratan Eropa dan untuk layanan kereta api uap penumpang pertama; mereka yang penasaran dapat naik kereta apinya dengan ditarik karcis. Loko ini tergambar dalam lencana Tahun Baru pada Königliche Eisengießerei tertanggal 1816. Lokomotif uap lainnya dengan sistem yang sama juga dibuat pada 1817, digunakan untuk jalur kereta tambang di Königshütte dan Luisenthal di Saar (sekarang bagian dari Völklingen), tetapi tidak pernah kembali bekerja sebagai KA tambang setelah dibongkar, dipindah, dan dirakit lagi. Pada 7 Desember 1835, lokomotif Adler berjalan antara Nuremberg dan Fürth pada jalur Bavarian Ludwig. Loko ini adalah loko ke-118 yang dibuat oleh perusahaan milik Robert Stephenson dan dilindungi paten.

The Austria, the first locomotive in Austria

Pada 1837, jalur KA uap pertama di Austria dibangun menghubungkan Vienna-Floridsdorf dan Deutsch-Wagram. Lokomotif uap tertua yang masih bisa dijalankan di dunia juga berjalan di Austria: GKB 671 yang dibuat 1860, yang belum dipensiunkan dan masih dipakai untuk acara khusus.

Pada 1838, lokomotif uap ketiga juga dibuat di Jerman, yaitu Saxonia, dibuat oleh Maschinenbaufirma Übigau dekat Dresden, dibuat oleh Prof. Johann Andreas Schubert. Lokomotif yang didesain independen di Jerman adalah Beuth, dibuat oleh August Borsig tahun 1841. Lokomotif pertama yang dibuat oleh Henschel-Werke di Kassel, Drache, dikirim tahun 1848.

Lokomotif uap pertama yang beroperasi di Italia adalah Bayard dan Vesuvio, berjalan di jalur Napoli-Portici, Kerajaan Dua Sisilia.

Jalur kereta api uap pertama di wilayah Swiss adalah Strasbourg–Basle yang dibuka 1844. Tiga tahun berikutnya, jalur KA yang melayani Swiss, Spanisch Brötli Bahn, dari Zürich ke Baden, sudah dibuka.

Komponen

Artikel utama: Komponen lokomotif uap

The main components of a steam locomotive (click to enlarge)

Legenda
No.	Bagian	No.	Bagian	No.	Bagian	No.	Bagian
1	Tender	13	Bukaan peti asap	25	Katup	37	Pencurah batu bara
2	Kabin masinis	14	Roda belakang	26	Peti uap	38	Perapian
3	Katup pengaman	15	Bordes	27	Tungku	39	Pencurah abu
4	Tangkai penjangkau	16	Rangka dasar	28	Tabung ketel	40	Periuk gandar
5	Suling	17	Kampas rem	29	Ketel	41	Batang pengimbang
6	Generator / generator turbo	18	Pipa pemasir	30	Tabung superheater	42	Pegas daun
7	Kubah pasir	19	Batang penghubung	31	Katup tuas tenaga	43	Roda penggerak
8	Tuas tenaga	20	Engkol katup	32	Superheater	44	Tumpuan
9	Kubah uap	21	Batang torak	33	Cerobong	45	Pipa ledak
10	Kompresor/pompa angin	22	Tangkai piston	34	Lampu utama	46	Roda muka
11	Peti asap	23	Piston	35	Selang abar	47	Penghalau rintangan
12	Pipa uap	24	Silinder	36	Kotak air	48	Alat perangkai

Cara kerja menggerakkan roda

Untuk menggerakkan roda kereta api uap air dari ketel uap dialirkan ke ruang di mana piston diletakkan, uap air masuk akan menekan piston untuk bergerak dan di sisi lain di ruang piston uap air yang berada di ruang tersebut didorong keluar demikian seterusnya. Uap air diatur masuk ke dalam ruang piston oleh suatu mekanime langsung seperti ditunjukkan dalam gambar. Selanjutnya piston akan menggerakkan roda melalui mekanisme gerakan maju mundur menjadi gerak putar.

Bagian dari Lokomotif Uap

Istilah mengenai lokomotif uap perlu dijelaskan, agar pembaca dapat mengikuti uraian selanjutnya. Seperti diketahui bahwa bagian-bagian penting dari lokomotif uap adalah:

• tungku pembakaran batu bara atau kayu
• ketel uap air
• tender atau tempat batu bara dan air
• roda penggerak
• piston uap air penggerak roda
• ruang masinis
• tender gandengan untuk batu bara dan air
• roda penggerak
• roda penunjang
• cerobong
• dan lain-lain

Istilah tender dan gandengan tender

Istilah tender untuk lokomotif adalah tempat perbekalan untuk menyalakan lokomotif berupa tempat batu bara atau kayu bakar dan tandon air.

Pada umumnya lokomotif kecil dan buatan sebelum tahun 1900 adalah lokomotif tender, sedangkan setelah tahun 1900 dan besar umumnya dengan gandengan tender.

Lokomotif uap mallet, garratt, dan meyer

Sekitar akhir Abad XIX, lokomotif uap mencapai puncaknya dengan berbagai jenis artikulasi roda penggerak, yaitu dengan sebutan mallet, garratt', dan meyer.

• Jenis Lokomotif Mallet, kalau artikulasi roda penggerak berada di bawah tungku, dan roda penggerak depan mendapat tekanan uap yang tinggi, kemudian disalurkan ke roda penggerak yang di belakangnya, dan juga roda penggerak depan dapat berbelok arah sesuai dengan kurva belokan rel. Penemu sistem ini adalah insinyur Swiss bernama Anatole Mallet pada tahun 18 . Sistem ini banyak dipakai di Eropa, Amerika, dan juga Hindia Belanda.
• Lokomotif uap jenis Garratt, kalau artikulasi roda penggerak berada di bawah tender depan dan tender belakang. Penenmu sistem ini adalah insinyur Inggris bernama Garratt pada tahun 18 . Sistem ini banyak dipakai di Afrika (Simbabwe, Kenya, Algeria), Asia (Burma, India, Iran, Turkey, Australia New Zealand, Queensland, Tasmania), Eropa (Netherlands, Spain, Inggris, USSR, Amerika Selatan (Argentina, Brasil).
• Lokomotif uap jenis Meyer, kalau artikulasi roda penggerak berada di bawah tungku, serta roda penggerak depan dan belakang mendapat tekanan uap yang sama. Penemu sistem ini adalah insinyur Prancis bernama Jean-Jacques Meyer pada tahun 1868. Varian lain adalah Kitson-Meyer. Sistem ini banyak dipakai di Eropa, Amerika, dan juga Hindia Belanda.

Kode Konfigurasi roda penggerak A, B, C, D, dan AA, BB, CC, DD

Kereta uap biasanya terdiri atas roda penggerak dan roda penunjang. Kalau jumlah roda pengerak sebanyak Satu Pasang dengan kode A, kalau roda penggerak ada Dua Pasang dengan kode B, kalau terdapat roda penggerak Tiga Pasang dengan kode C, dan yang Empat Pasang dengan kode D.

Pada tipe Malet, Garratt dan Meyer, yaitu roda penggerak tandem (dua as) dengan kode AA, BB, CC, dan DD.

Jumlah roda penunjang biasanya diberi kode angka: di depan, di tengah, atau di belakang. Misalnya: 1 - CC - 2, artinya: di depan terdapat 1 pasang roda penunjang, 3 pasang tandem roda penggerak, dan di belakang terdapat 2 pasang roda penunjang

Kode di atas seperti 1 - CC - 2 dapat juga ditulis: 2 - 6 - 6 - 4. Jadi Lokomotif Big Boy adalah 4 - 8 - 8 - 4 artinya: 2 pasang roda penunjang di depan, 4 pasang roda penggerak tandem, dan 2 pasang roda penunjang di belakang. Roda penunjang di bawah tender tidak dicantumkan.

CATATAN: roda penunjang pada gandengan tender tidak dimasukkan dalam kode konfigurasi lokomotif

Lihat pula

• Kereta api
• Lokomotif
• Stasiun kereta api
• Sejarah perkeretaapian di Indonesia

Referensi

1. "John Blenkinsop - English inventor". 
2. Ellis, Hamilton (1968). The Pictorial Encyclopedia of Railways. pp. 24-30. Hamlyn Publishing Group.
3. "Magnificent Mallard: World's fastest steam locomotive". BBC. 17 February 2018
4. Payton, Philip (2004). Oxford Dictionary of National Biography. Oxford University Press. 
5. Gordon, W.J. (1910). Our Home Railways, volume one. London: Frederick Warne and Co. hlm. 7–9. 
6. The Railway Magazine, Volume 150, IPC Business Press, 2004, page 11. Google Books.
7. Tzanakakis, Konstantinos (26 January 2013). The Railway Track and Its Long Term Behaviour: A Handbook for a Railway Track of High Quality. Springer Science & Business Media. ISBN 9783642360510 – via Google Books. 
8. . www.craven-hall.org. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2020-10-31. Diakses tanggal 2020-10-29. 
9. Yetman, David S. (1 May 2010). Without a Prop. Dog Ear Publishing. ISBN 9781608444755 – via Google Books. 
10. Francis Trevithick (1872). Life of Richard Trevithick: With an Account of His Inventions, Volume 1. E.&F.N.Spon. 
11. . Museumwales.ac.uk. Diarsipkan dari versi asli tanggal 15 April 2011. Diakses tanggal 3 November 2009.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
12. "Steam train anniversary begins". BBC. 2004-02-21. Diakses tanggal 2009-06-13. A south Wales town has begun months of celebrations to mark the 200th anniversary of the invention of the steam locomotive. Merthyr Tydfil was the location where, on 21 February 1804, Richard Trevithick took the world into the railway age when he set one of his high-pressure steam engines on a local iron master's tram rails 
13. Payton, Philip (2004). Oxford Dictionary of National Biography. Oxford University Press. 
14. Garnett, A.F. (2005). Steel Wheels. Cannwood Press. hlm. 18–19. 
15. Young, Robert (2000) [1923]. Timothy Hackworth and the Locomotive (edisi ke-reprint). Lewes, UK: The Book Guild. 
16. Hamilton Ellis (1968). The Pictorial Encyclopedia of Railways. The Hamlyn Publishing Group. hlm. 24–30. 
17. Stover, John F. (1987). History of the Baltimore and Ohio Railroad. West Lafayette, IN: Purdue University Press. hlm. 35–36. ISBN 0-911198-81-4. 

Bacaan lebih lanjut

• C. E. Wolff, Modern Locomotive Practice: A Treatise on the Design, Construction, and Working of Steam Locomotives (Manchester, England, 1903)
• Henry Greenly, Model Locomotive (New York, 1905)
• G. R. Henderson, Cost of Locomotive Operation (New York, 1906)
• W. E. Dalby, Economical Working of Locomotives (London, 1906)
• A. I. Taylor, Modern British Locomotives (New York, 1907)
• E. L. Ahrons, The Development of British Locomotive Design (London, 1914)
• E. L. Ahrons, Steam Engine Construction and Maintenance (London, 1921)
• J. F. Gairns, Locomotive Compounding and Superheating (Philadelphia, 1907)
• Angus Sinclair, Development of the Locomotive Engine (New York, 1907)
• Vaughn Pendred, The Railway Locomotive, What it is and Why it is What it is (London, 1908)
• Brosius and Koch, Die Schule des Lokomotivführers (thirteenth edition, three volumes, Wiesbaden, 1909–1914)
• G. L. Fowler, Locomotive Breakdowns, Emergencies, and their Remedies (seventh edition, New York, 1911)
• Fisher and Williams, Pocket Edition of Locomotive Engineering (Chicago, 1911)
• T. A. Annis, Modern Locomotives (Adrian Michigan, 1912)
• C. E. Allen, Modern Locomotive (Cambridge, England, 1912)
• W. G. Knight, Practical Questions on Locomotive Operating (Boston, 1913)
• G. R. Henderson, Recent Development of the Locomotive (Philadelphia, 1913)
• Wright and Swift (editors) Locomotive Dictionary (third edition, Philadelphia, 1913)
• Roberts and Smith, Practical Locomotive Operating (Philadelphia, 1913)
• E. Prothero, Railways of the World (New York, 1914)
• M. M. Kirkman, The Locomotive (Chicago, 1914)
• C. L. Dickerson, The Locomotive and Things You Should Know About it (Clinton, Illinois, 1914)
• P. W. B. Semmens, A. J. Goldfinch, How Steam Locomotives Really Work (Oxford University Press, US, 2004) ISBN 0-19-860782-2
• Gerald A Dee, A Lifetime of Railway Photography in Photographer Profile, Train Hobby Publications, Studfield, 1998. (Australian steam)
• Swengel, F. M. The American Steam Locomotive; Vol. 1. The Evolution of the American Steam Locomotive, Midwest Rail Publication, Iowa, 1967.
• Раков В.А. Локомотивы отечественных железных дорог 1845–1955 Транспорт, Москва, 1995
  (Rakov V.A. Locomotives of fatherland's railways 1845–1955 Transport, Moscow, 1995 (dalam bahasa Rusia))
• J.J.G. Koopmans: The fire burns much better ... NL-Venray 2006, ISBN 90-6464-013-0