1、 前言铰接式蒸汽机车是一种大型蒸汽机车，可以看做将多台机车通过铰接式构建融合成一台机车的一种蒸汽机车。
和前篇文章介绍的复式蒸汽机车不同，铰接式蒸汽机车因为自身特殊的构建可以让机车通过半径较小的曲线，特别是一些伐木场、工业区以及山区铁路，可以有效提升牵引效率且不用对轨道进行改造。
除此以外，有一部分早期的电力机车也采用了铰接式结构。
铰接式蒸汽机车的运用范围非常广泛，无论是欧洲的窄轨铁路，还是非洲的矿区铁路，以及澳洲和美洲横跨大陆的铁路，甚至在清末民初的中国也有过这类机车的身影，而在铰接式蒸汽机车中，个头最大的当属联合太平洋的大男孩（轴列式4-8-8-4）和阿勒格尼H-8型蒸汽机车（2-6-6-6）。
停放在博物馆内的大男孩4004号车铰接式蒸汽机车根据使用者以及开发者的不同，其构造形式也有所不同，其中最广泛的为马莱式蒸汽机车，其次是加来特式蒸汽机车（主要为英国制造，并广泛用于欧洲以及英属殖民地）除此以外还有比较稀有的齿轮式蒸汽机车以及麦耶式蒸汽机车和费尔立式蒸汽机车。
本篇文章主要介绍马莱式蒸汽机车。
2、 马莱式蒸汽机车1、 概述马莱式蒸汽机车是铰接式蒸汽机车的一种，由瑞士工程师朱尔斯·T·阿纳托利·马莱（1837—1919）发明。
通过对比塞尔导轮转向架上的连接部件进行结构和强度加强，让其可以承受额外一组动轮的负荷来实现的铰接式机车。
比塞尔转向架是由利维·比塞尔在1857年设计的一种用于蒸汽机车前导轮的转向架结构，这种导轮转向架通过一组可以自由旋转的插销式结构和主动轮的转向架相连，其作用是引导蒸汽机车更容易的通过曲线。
而且马莱式蒸汽机车的第一组动轮就是利用了这种转向架结构的强化版和第二组动轮相连。
马莱式机车的结构简图2、 复式蒸汽机复合式蒸汽机结构并不是铁路领域的首创，是由乔纳森·霍恩布鲁尔在1781年发明的，甚至到后来还可以加装第三台气缸进行三次工作，这在当时是一种革命性的技术。
美国工程师W·S·哈德森在1873年提出了新的专利，为了平衡4气缸的气压，他提出了一种叫做中间接收器的结构，这种接收器会将从第一组气缸中排出来已经减压的蒸汽进行加热，使其压力因为过热而上升，以达到均衡气压的作用。
马莱本人综合了上述的设计，将蒸汽机车的气缸分为高压缸和气压缸，并在1874年申请了专利并试制了一台轴列式为0-4-2T的蒸汽机车，并打算在欧洲大陆进行推广。
前文说过复式蒸汽机车会出现剧烈的空转，其原因就是锅炉中的高压蒸汽会先进入第一组高压气缸，然后推动第一组动轮之后气体会减压膨胀并通过管道进入到第二组低压气缸然后再通过废气管道排出，两组气缸供压不均衡，运行途中就会出现一组动轮出现了空转，另一组动轮却又显得非常无力，简单来说就是同一台蒸汽机车的两组动轮出现了牵引力冲突。
3、 马莱式蒸汽机车的早期雏形在试制了第一台蒸汽机车之后，马莱本人发现，干线铁路公司对他的的设计不感兴趣，原因是机车太小性能不足。
于是在1884年马莱提出了新型复合式机车（此时还没有被命名）的概念，这次的改进主要在于在轴重和限界的限制下如何提升机车的牵引力。
他在法国的162876号专利上提出了一种新概念，该机车拥有4台气缸，2大2小，其中一组气缸安装在两到三轴的固定转向架上，另外一组气缸安装在一个加强的比塞尔转向架（导轮转向架）上，两组动轮通过比塞尔转向架上的垂直销钉结构连接在一起，锅炉后部的重量由第二组动轮通过板簧悬挂支撑，前部的重量通过半弧形的可滑动导轨和支撑轴承分摊在第一组动轮转向架上，这样第一组动轮的转向架和锅炉前部的支撑点有移动的空间，以保证机车顺利通过曲线。
比塞尔转向架的结构图由于结构强度的限制，高压气缸安装在第二组动轮也就是后动轮上，低压气缸安装在第一组动轮上。
4、 正式定型随着机车的逐步成熟，后来人们将马莱设计的这种机车命名为马莱式蒸汽机车，一般来说后动轮被命名为主动轮，由高压气缸驱动，安装在主车架上。
比塞尔转向架上的动轮被称为第二组动轮，由于垂直销钉结构的强度限制，其动力不能强于主动轮，否则一旦销钉被剪力切断，前动轮真的就放飞自由了，因此第二组动轮安装了低压气缸来驱动。
该设计的主要目的在于要让第二组动轮在牵引的同时还要感受到主动轮的推力，以此来平衡铰接式结构的垂直销钉受到的剪力。
比塞尔转向架的销钉结构马莱本人断言，这个设计有着很大的优点：（1） 该机车可以发挥最大的黏着效率，每一对动轮的黏着力都可以达到最佳，而且铰接式结构让机车非常灵活。
（2） 相比于同时期的其他铰接式结构，马莱式蒸汽机车有用更好的气密性，保证蒸汽在输送过程中不会泄露（3） 相对于其他铰接式蒸汽机车，马莱式蒸汽机车的结构更加简单，但是牵引力更加强劲。
马莱还提出，机车的高压气缸以及低压气缸之间应安装独立切断阀门，不过后来由于达不到标准，改用组合切断控制。
3、 欧洲使用的马莱式机车欧洲的马莱式机车早期主要用于窄轨铁路，一直到1889年，J·A·马菲公司为瑞士中央铁路制造了欧洲首台准轨机车，一共制造了6台自重87吨轴列式为0-6-6-0T的蒸汽机车，这是当时世界上最大最重的蒸汽机车，截止到1892年，一共有110台马莱式蒸汽机车在欧洲大陆上运行，其中有24台是准轨。
到了1900年，这一数量扩张到了接近400台，其中218台是准轨或者俄式轨距（1520mm）。
世界上第一台马莱式机车1913年到1923年，马菲公司为德国制造了一台轴列式为0-8-8-0的蒸汽机车，这是全欧洲历史上最大的蒸汽机车，不过马莱式蒸汽机车发展了这么多年，唯独英国对这种机车没有兴趣也没有使用过（英国是加来特式蒸汽机车的资深拥护国）。
除了德国，匈牙利也曾经使用过马莱式蒸汽机车，其中在1898年到1902年有30台MÁV422 型蒸汽机车服役并在1958年全部退役。
1905年开始到1969年，又配属了一批MÁV651型蒸汽机车。
另外还配属了一批MÁV601型机车，这款机车是第一世界大战之前匈牙利使用过性能最好的蒸汽机车。
4、 北美地区的马莱式蒸汽机车美国第一台马莱式蒸汽机车是由美国艾克公司在1900年制造的巴尔的摩和俄亥俄铁路公司2400号机车，机车没有正式定型，绰号Old Maude（老毛德？），机车轴列式0-6-6-0，机车自重151.7吨，动轮轴重27吨，一开始这台机车由于轴距较短以及采用了刚性悬挂等原因，速度受到了限制而被人们质疑，不过随着服役时间的加长，人们认可了机车的性能。
随后鲍德温工厂也开始投入技术支持，然后设计生产了一系列更强大的后续型号。
美国第一台马莱式机车与此同时加拿大太平洋公司也开始试验马莱式蒸汽机车，公司首席机械师兼副总裁助理H·H·沃恩提出了不同寻常的马莱式机车设计，他提出了将低压气缸反置，这样高压气缸和低压气缸的位置相邻，减少了低压蒸汽的传输距离。
1909年到1911年期间生产了1950—1954号车，还生产了一台普通的1955号机车，主要用于落基山脉到希尔基克山脉线路的补机。
由于缺少前导轮，机车经常出现脱轨问题，而且还出现了蒸汽泄漏。
这款机车非常不受机车乘务组的欢迎，因此这款改进被认为很失败，1916年到1917年，这几台机车被回炉重新改进为了轴列式为2-10-0的机车。
这批机车是加拿大铁路历史上仅有的6台铰接式机车。
随着北美地区机车的重量、输出功率和长度的增加，传统的滑轨式支撑以及无法满足锅炉和前转向架的连接了，而且过长的长度会让锅炉在小半径曲线上严重超限，因此美国开始试验柔性锅炉外壳的结构强度。
1910年，圣太菲购入了一台轴列式2-6-6-2的机车，机车自重178吨，全长11.28米，机车首创安装了锅炉管道再热器和伸缩式波纹管式柔性锅炉外壳，不过测试后发现柔性锅炉外壳达不到强度要求，因此正式投产后还是安装了常规的锅炉。
圣太菲3000系机车1918年，艾可公司为弗吉尼亚铁路制造了10台轴列式为2-10-10-2的蒸汽机车定型为AE型蒸汽机车，这是美国历史上最大的马莱式蒸汽机车，该公司针对治下的煤炭运输创建了一支马莱式蒸汽机车车队。
除了上述10台机车以外，还购置了大量的2-8-8-2轴列式的蒸汽机车。
维吉尼亚AE型机车1948年，切萨皮克和俄亥俄铁路公司（C&O）从鲍德温机车工厂订购了25台轴列式为2-6-6-2的蒸汽机车，这是美国制造的最后一批马莱式机车。
自20世纪20年代以来，人们认为这种马莱式机车已经过时了，不过C&O认为这些机车还是适用于一部分煤炭列车的牵引任务，并打算将其投入在位于肯塔基州拉塞尔的编组站使用，最终该订单临时取消，这批机车仅制造了10台，最后一台在1949年9月交付，该机车编号1309，目前保存在西部马里兰风景区铁路上，这台车也是鲍德温机车工厂为北美市场制造的最后一台蒸汽机车。
5、 美国历史上最成功的马莱式蒸汽机车进入到了20年代左右，美国的低速型马莱式蒸汽机车已经达到了一个平稳发展的状态，期间也克服了很多技术上的难题，例如蒸汽分配不均导致的的空转，前转向架粘着力不足，两组动轮之间由于牵引力的不平衡增加了结构上额外的负载等等。
不过到了1941年，在克服了一系列的难题之后，马莱式蒸汽机车来到了顶峰，联合太平洋购置了一批轴列式为4-8-8-4的大男孩蒸汽机车，这批机车的自重在345吨到350吨左右，煤水车自重197吨，机车全长40.54米，这种超大的尺寸导致了这批机车只能在几个大型机车转盘上调头，当时很多小型机务段的转盘都无法容下这台重型机车。
大男孩在56km/h的速度时产生6290马力的轮周功率，最高设计速度110km/h，不过实际由于运用上的问题大男孩很少可以跑到这个速度。
修复后的大男孩4014号车同样在1941年，利马公司生产了一批轴列式为2-6-6-6的重型蒸汽机车并定型为阿勒格尼，它们的尺寸比大男孩略小，但是输出功率比大男孩要高一点，轮周功率达到了6900马力，最大时速72km/h，机车主要配属C&O公司和弗吉尼亚铁路公司。
阿勒格尼蒸汽机车6、 前苏联的马莱式机车由于冷战的开始，前苏联和美国在各个方面都出现了竞争趋势，美国国内重载货运的发展深深刺激了前苏联的铁路领域，只不过那个时候美国的铁路早已经电气化和内燃化了，前苏联由于技术上的弱势只能在蒸汽机车上寻求更高的目标。
1954年到1955年期间，前苏联制造了2台轴列式为2-8-8-4的马莱式蒸汽机车，这两台蒸汽机车是整个欧洲大陆制造的最后两台马莱式机车。
7、 其他地区的马莱式机车前文说过，马莱式机车几乎遍布全世界，在欧洲方面也是很受欢迎，不过20年代开始加来特式蒸汽机车的兴起开始取代马莱蒸汽机车。
欧洲当时使用着一种特殊的短马莱机车，就是把水柜式蒸汽机车和马莱式蒸汽机车融合到了一起，这种机车由于在锅炉外侧增加了水柜，因此不用加挂煤水车，这样机车就比正常的蒸汽机车要短一点，故得名短马莱式。
此外在亚洲地区，荷属东印度群岛（现在的印度尼西亚共和国）有一部分机车服役到了80年代中期。
在1962年，印度尼利亚国家铁路公司订购了一批0-4-4-2的机车，主要用于一些位于亚奇地区的旧铁路。
这批轴列式0-4-4-2的机车是由日本生产，也是亚洲生产的唯一一种马莱式机车，主要用于印尼轨距为1067mm的线路。
在当时印尼各地区的轨距很乱，囊括了600mm，700mm，750mm，1000mm的各种线路，这些线路上也运行着一些轴列式为0-4-4-0的机车，但是型号已经无从考究。
由于新西兰和澳大利亚一直是英国的殖民地，而英国又对马莱式蒸汽机车毫无兴趣，因此新西兰只配属过一台马莱式蒸汽机车，目前保存在奥克兰地区。
澳大利亚曾经购置过3台，目前有一台保存在国内。
8、 中国的马莱式机车清末民初，中国的铁路也在稳固的发展，其中最有名的当属京张铁路，这条铁路由于穿过八达岭地区，无论是建造还是后期维护在当时都是非常不容易的，詹天佑设计的Z字型展线也成为了中国铁路的经典。
但是在线路建成之后人们遇到了个问题，现有的蒸汽机车根本无法有效的发挥性能，由于京张铁路关沟段青龙桥车站附近的坡度达到了33‰，普通的蒸汽机车只能牵引很少的车辆通过，尽管采用补机进行辅助，但是牵引重量一直非常低。
京张铁路是当时的交通要道，是连接北京到包头的平绥铁路中不可或缺的一部分，作为一条铁路干线，牵引重量如果上不去，这对整条铁路都是有影响的。
为了解决这个问题，当时中国引进了4种马莱式蒸汽机车，被分别定型为平绥铁路20型、70型、90型、200型。
新中国成立之后，从新做了定型，分别为ML1、ML2、ML3、ML4型蒸汽机车。
除了ML1星机车是由英国生产，其他3种型号全部来自美国。
1、 ML1型（平绥铁路20型）该机车由英国北英机车工厂生产，1908年购买，一共购置了4台，车号21到24，机车自重139.6吨，全长21.654m，动轮直径1295mm，轴列式0-6-6-0，这批机车以前配属在京绥铁路，在华北交通株式会社管辖时期日方定型マレイ，新中国成立之后1951年改为ㄇㄌ1型归天津局收存并在1955年报废。
ML1型机车2、 ML2型（平绥铁路70型）这款机车于1911年购置，也购置了4台，车号71到74，这批机车是由美国鲍德温机车工厂生产，机车自重119.29吨，全长20.663m，动轮直径1219mm，早期配属平绥铁路，机车在华北交通株式会社管辖时期日方定型マレニ，主要用于京郊地区的调小作业，建国后1951年改为ㄇㄌ2型，1975年退役，机车轴列式2-4-4-2，是最小的一个型号。
ML2型机车3、 ML3型（平绥铁路90型）该机车于1914年购置，一共购置了7台，车号94到100，（也有一说是91到97），由美国艾可机车公司制造，早期配属平绥铁路，在华北交通株式会社管辖时期日方定型マレサ，配属在平绥铁路关沟段，相对于前面两个型号，该机车无论是外形还是性能都提升了一个档次，机车自重187.66吨，全长26.035m，动轮直径1270mm，轴列式2-8-8-2，该机车的到来让京张铁路的单列牵引重量提升了一个档次，不过和后面要介绍的ML4相比，这款机车还是略逊一筹。
机车于1955年退役。
ML3型机车，图片
