阿里山林業鐵路即將在2024年7月全線通車。我回首參與修復燃煤式Shay-21百年蒸汽火車的過程，從僅有一般常識上的理解開始，與團隊一頭栽入國內外史料、電腦動畫，與老師傅口述的資料中，摸索鑽研機械操作原理，花費數年修復與運轉測試，直到它真的在眼前動起來了的那一刻，真的有著莫大成就與喜悅！
約莫四年多前，我在林鐵阿里山車庫專攻森林遊樂區的支線服務，常是Shay-31號柴油鍋爐蒸機的駕駛班底。當時聽說，林鐵處即將修復Shay-21號蒸汽火車（註）。當時我對於煤炭蒸機的外燃蒸汽昇壓，僅處於像鐵道迷一般常識上的理解，並未實際操作過。
隨著時間的流逝，燃煤與維修技術傳承上出現斷層。操作過燃煤蒸機的老師傅們大多都已退休，而現場駕駛人員對於燃煤運作的方式、設備、知識，也有不足。我也僅有透過友人私下瞭解燃煤蒸機的點火、昇火、昇壓過程。
2020年8月，我回到15年前所待的嘉義車庫服務。此時Shay-21已在外廠修復一段時間，由林鐵車輛養護科（機務）的修理工廠兩位同仁駐廠學習並紀錄修繕方式與過程。我仍忙碌於服務林鐵主線乘務，及偶有的Shay-25號機車乘務駕駛工作。
在另一端多頭分路進行的Shay-21修復工作中，燃煤蒸機的所有驅動設備，都是靠蒸汽壓力下去驅動設備執行煞車空氣增壓（蒸汽空壓機）、蒸汽壓力供水（華盛頓水泵，又稱沃辛頓水泵，Worthington steam pump）、射水器等等……，有別於我們這一代司機僅有自動化柴油鍋爐、電動馬達供水設備的駕駛經驗。
某一天，我接到修理工廠及長官從通訊APP傳來的訊息說，即將對Shay-21做分階段驗收其中的設備與教育訓練。此時大家苦無頭緒，又急切的要瞭解其中的構造及原理，但中文文獻與技術早已流失。偶然的機會下，他們找上我一同討論解決方案，從此我漸漸一頭栽進這個挑戰之中，成為蒸機修復小組的一員。
老師傅口述搭配關鍵字搜尋，鑽研國內外史料與電腦動畫
在台灣，很多中文資料都已流失在時間的洪流之中，可能深藏在某處，一時之間要瞭解這些資訊來源，也很難有個起頭！許多資料，多半都以老師傅口述操作下去拼湊。但我們所認識的老師傅前輩，都以駕駛為主力。聽完許多口述，在那個以燃煤蒸機為主力的年代，聽起來分工極細。前輩傳授給我們的資訊，幫助我們瞭解到燃煤技術跟駕駛技術；口述內容以日文台語混雜其中。第一步，是需要轉換／譯，找出對應的中文名稱，才能延續下去。但蒸機附屬設備的操作及作動原理圖說，多已不在我們週遭。對於階段驗收的說明與教育訓練，在傳承上，有不小的阻力。
我跟著直覺，運用科技力量，過往關鍵字搜尋的功力幫助很大。既然中文文獻有限，就設法找尋國外資料，開始由大方向研究蒸機的英文名稱、再瞭解某些圖說的英文關鍵字名稱，開始由大部件向小部件慢慢搜尋並研究。
其中不乏國外澳洲、美國、日本圖書館電子館藏、大大小小的國外蒸機討論區，圖檔一路擴展與研究。許多原文資料已因年份久遠，已釋放版權，也找到部份設備的製造原廠留有進化版的設備解剖圖、構造設備部件名稱圖片、電子手冊，我也從國外買了相關書籍進行研究與拼湊。我一頭栽進此領域的搜尋，慢慢地在我慣用的搜尋引擎也建立大數據法則，開始為細緻精準的搜尋結果幫上忙。
靈感及鑽研，光有靜態構造圖片與照片是不夠的。為了冀望未來機務同仁，提升對燃煤蒸機操作興趣，也幫助大家能夠快速理解，開始往國外資料動畫方面鑽研前進，找出像是供水系統的華盛頓水泵、射水器運作原理、燃煤蒸機內部的構造與熱交換原理、回動機操作原理，拼圖皆已漸漸成型，得以進行階段驗收，並為日後的教育訓練打下基礎。林鐵志工團隊，也在研究中提供關於投煤技巧的部份資料。
各部人員分工辛苦了一陣子，長官與外廠、駐廠同事們的努力之下，Shay-21 在2022年3月4日進行點火儀式。做為林鐵過去歷史中主力的28噸第一台Shay，它真的在我們面前動了！同月28日，它出廠回到嘉義車庫園區，進行為期近一年多的動態運轉測試。這段時間，現場主管與部份對蒸機有興趣的資深柴油機車駕駛，參加了在老師傅回鍋密集指導多次的動態運轉。
Shay-21使用環保生質煤炭，操作方式有別於傳統，整體測試超過一年
傳統煤炭的優點是，較能保持中心的緩慢燃燒（俗稱留火母），但常會有較大的黑煙排放。有別於傳統煤炭中的無煙煤的燃燒方式，Shay21是使用以特定配方磨粉壓製而成的生質煤炭。它看起來類似原子炭，但成份不同，優點是接觸空氣面積大，與壓縮煤粉的相關配方，可以達到近乎完全燃燒的美好效果，大幅減少黑煙的排放。
但在改變燃料特性的同時，也讓學習的駕駛們面臨了不少挑戰。像是線上運轉測試中，在老師傅指導駕駛下操作，反覆的測試不同載重與不同投煤方式下運轉。有時老師傅看不下去我們這些受訓者的操作，也會親身示範投煤。生質煤炭的特性，除了我們新手一開始駕馭不了，老師傅也同時學習適應不同燃料的燃燒特性。操作方式就是有不同於傳統，以致於整體測試需達一年多時間。
民國113年初，Shay-21開始在每月的第一個週六進行「檜來嘉義」的營運。從Shay的特殊直立式汽缸設計與傳動、到傘型齒輪的過程，使蒸汽引擎馬力藉由減速比，轉換成扭力。加上具有轉向架的蒸汽火車，讓它可以在極小半徑的鐵路曲線轉彎與鐵路陡坡上隨停隨走，極適合阿里山林業鐵路線特性。外露的外燃機蒸汽引擎，運轉時有極佳視覺的機械律動美感，除了鐵道迷外、鐵道業內或機械所學的相關人士也為此律動著迷。
在我執行蒸機乘務的過往中，常遇到有外國人遠從英國、澳洲、瑞士、日本前來目睹它的風采。就我所知，目前除了北美洲約略有八條有動態運轉保存，歐、亞、澳洲大約只剩臺灣阿里山林鐵是動態保存的。在臺灣，可能還有許多人不知道，原來林鐵深藏著這幾部寶貝！能親手操作燃煤式的Shay-21，真的是讓身為同是鐵道迷的我，有著莫大成就與喜悅！
阿里山林業鐵路即將在2024年7月全線通車。在撰文的同時，我們同樣忙於全線通車前的前置作業與試運轉，大家期待已久的「阿里山碰壁」的「之字形路線」，可以在未來的林鐵列車搭乘的旅程中，接觸世界登山鐵路五大工法中所含有四大工法：沿線的Ｓ型路線與Ｕ型彎（180度大彎）、螺旋形路線（獨立山段）、之字型路線（第一分道～阿里山站）、特殊設計的登山火車（Lima Shay Locomotive），邀請大家來享受一部會走、會動的活歷史！
註：Shay locomotive指「齒輪傳動式蒸汽機車」，根據謝伊（Ephraim Shay）的專利所製造。
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作者：郭洪志
責任編輯：陳珊珊
核稿編輯：吳小瑾
出刊日：2024.06.24
民國97年進入阿里山林業鐵路至今16年餘，為林鐵司機員，曾任林鐵阿里山車庫代理車庫長與車庫行政人員。除主線、支線運轉乘務。也幾乎是林鐵蒸汽機車駕駛的固定班底，時常可以蒸機運轉乘務中看見其身影。同時也是位佛系鐵道迷！