Également connue sous le nom de tige latérale, une tige d’accouplement est utilisée pour relier les roues motrices d’une locomotive entre elles. Les tiges d’accouplement se trouvent le plus souvent sur les locomotives à vapeur, où la puissance doit être transmise à plusieurs roues motrices. Les locomotives à vapeur ont deux pistons, un de chaque côté de la locomotive. Puisqu’il n’y a qu’un seul piston pour chaque rangée de roues motrices, le piston ne fournit de la puissance directement qu’à l’une des nombreuses roues motrices. Les tiges d’accouplement aident à répartir et à transférer cette puissance à toutes les roues motrices.
La première locomotive à utiliser une bielle d’accouplement était la Locomotion n ° 1, construite en 1825 par Robert Stephenson and Company. La locomotive elle-même se composait d’un moteur à vapeur à poutre, où une tige d’accouplement était utilisée pour relier le moteur à poutre avec ses roues motrices. Il s’agissait d’un énorme progrès dans la technologie des locomotives à l’époque, car la plupart des locomotives utilisaient des chaînes pour transférer la puissance. Dans les années 1930, les tiges d’accouplement ont connu une autre avancée lorsque des roulements à rouleaux ont été utilisés pour aider à réduire la friction.
Les bielles jouent un rôle très similaire à une bielle trouvée dans la plupart des moteurs alternatifs. La partie de la roue où la tige de couplage se connecte à la roue elle-même est excentrée, ce qui crée un mouvement excentrique. Ce mouvement excentrique est nécessaire pour faire tourner toutes les autres roues du système, car les bielles connectées au point mort de chaque roue ne pourraient transférer aucune puissance. En raison de la force transférée du piston de la locomotive aux roues et à la tige d’accouplement, presque toutes les roues de locomotive sont équipées de contrepoids. Ceux-ci sont très similaires à ce que l’on trouverait sur un vilebrequin, où la vibration créée par le mouvement excentrique d’une bielle est équilibrée et régulée par un poids sur le côté opposé de la manivelle.
L’un des inconvénients des locomotives qui utilisent des bielles pour le transfert de puissance est un déséquilibre de quantité de mouvement. Les pistons, les engrenages des soupapes et les bielles qui entraînent les roues ont presque toujours un mouvement horizontal. Étant donné que la tige d’accouplement se déplace à la fois horizontalement et verticalement lorsque la roue tourne, l’élan est déséquilibré. Bien que les contrepoids aident à diminuer la gravité du déséquilibre, il ne peut pas être complètement éliminé. Cela peut entraîner ce que l’on appelle le martèlement, où l’incroyable élan du mouvement ascendant des roues peut faire sauter momentanément la locomotive du champignon du rail.