Чертеж первого паровоза Тревитика.
В этом паровозе Тревитик применил горизонтальное расположение цилиндра и усиление тяги в котельной топке при помощи выпуска отработанного пара в дымовую трубу. Подобное расположение цилиндров и такой же метод форсирования (усиления) тяги применяется в настоящее время на всех без исключения паровозах, но оба эти важные изобретении были забыты изобретателями, работавшими после Тревитика, и заново осуществлены Стефенсоном.
Кольцевая дорога-аттракцион, построенная Тревитиком в 1808 г., и действовавший на ней паровоз «Catch Me Who Can».
Почин, сделанный корнваллийским изобретателем, не остался бесплодным. Его работами была доказана практическая возможность устроить паровой экипаж, движущийся как по обыкновенным дорогам, так и по рельсам. В 1811 году Джон Бленкинсоп, владелец Мидльтонских копей, решил попытаться применить паровую тягу на принадлежавшей ему рельсовой дороге. Предприимчивый шахтовладелец обратился с заказом к известному предпринимателю и инженеру Метью Муррею.
При постройке паровоза было решено внести в его конструкцию некоторые особенности. Еще при испытании паровозов Тревитика наблюдалось так называемое буксование: ведущие колеса вращались, а паровоз не трогался с места. Причина этого часто наблюдающегося явления заключается в том, что сопротивление, которое паровозу нужно преодолеть, превосходит силу сцепления между рельсами и ободами колес. Однако правильное объяснение было найдено не сразу. Тревитик, с успехом применяя гладкие колеса на обыкновенных рельсах, рекомендовал для усиления сцепления ввести дополнительное колесо, снабженное шипами, которые цеплялись бы за проложенную вдоль рельсов деревянную планку.
Ричард Тревитик (1771–1833).
Муррей пошел гораздо дальше Тревитика. Построенный им паровоз имел четыре колеса с гладкими ободами; они служили лишь для поддержания веса котла и машины. Ведущее колесо было расположено сбоку паровоза. На окружности его имелись большие зубцы. При вращении колеса они захватывали за зубчатую металлическую рейку, проложенную рядом с рельсами.
Машина имела не один, как у Тревитика, а два цилиндра. Это было большим шагом вперед. Можно было отказаться от применения неудобного и тяжелого махового колеса: для преодоления мертвых точек достаточно было рассчитать положения поршней так, чтобы, когда один из них находился в конце своего хода, другой развивал бы наибольшую работу. Это было достигнуто простым смещением обоих кривошипов на угол, равный 90°. Для уменьшения тепловых потерь оба цилиндра были введены внутрь котла, имевшего форму короткого цилиндра, в середине которого проходила жаровая труба. На одном конце ее помещалась топка, на другом — дымовая труба.