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!

百年國寶阿里山蒸汽火車是重要的文化資產。圖/《神木之森:台灣阿里山森林鐵道紀行》
百年國寶阿里山蒸汽火車是重要的文化資產。圖/《神木之森:台灣阿里山森林鐵道紀行》

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式蒸汽火車頭經過阿里山林鐵及文資管理處內部專業職人傾注心力修復。《神木之森:台灣阿里山森林鐵道紀行》

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。

《神木之森:台灣阿里山森林鐵道紀行》

【延伸推薦】

紀錄片|《神木之森:台灣阿里山森林鐵道紀行》:圍繞著阿里山森林鐵道的歷史人文、特色車站、自然景觀和人文聚落,從嘉義站出發,沿途欣賞到多個特色車站和景點,到達海拔2451米的最高點祝山車站,享受壯麗的日出景觀。

節目|《奔馳世界絕景鐵道》:系列飛越壯麗風景,從空中拍攝並呈現世界上最令人屏息的壯觀鐵道,帶領觀眾踏上難忘的冒險之旅。

文章|環遊世界鐵道五十多國,蘇昭旭:鐵道之旅首重精緻的服務,回歸心靈需求才能真正享受旅程

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

郭洪志

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!