A MÁV Ia. osztályú, később MÁV 220 sorozatú gőzmozdonyai az első hazai gyártású gyorsvonati mozdonyok voltak, melyek jól beváltak és nagy darabszámban készültek.
Kifejlesztése A MÁV első gyorsvonatait a II. osztályú (később 238 sorozatú) 1B tengelyelrendezésű személyvonati mozdonyai továbbították. Ezek legnagyobb sebessége 55 km/h, mely hamarosan kevésnek bizonyult és ráadásul ennél a sebességnél is nyugtalanul futottak. A teljesítményük is egyre kevésbé felelt meg. A MÁV első gyorsvonati mozdonyai, az 1873-ban elkészült 2'B tengelyelrendezésű I. osztályú (később 259 sorozatú) mozdonyok már forgalomba állításukkor is gyengének bizonyultak. Átmenetileg néhány II. osztályú mozdonyt alakítottak át nagyobb sebességre alkalmassá téve (IIb. osztály, később 240 sorozat), de ez túl költséges és a kazán méreteinek változatlansága miatt semmiképpen sem végleges megoldás lehetett csak. Így 1879-ben döntés született egy, a célnak megfelelő típus beszerzéséről. Az új, jóval nagyobb teljesítményű gyorsvonati mozdony a Bécsújhelyi Mozdonygyár által az osztrák Kaiser Franz-Josephs-Bahn (KFJB) részére szállított és ott igen jól bevált 201–213 pályaszámcsoportú 2'B tengelyelrendezésű mozdonyok tervei alapján, azok kismértékű módosításával született. Mivel a MÁV Gépgyár ekkor még nem rendelkezett elegendő mozdonytervezési tapasztalattal (ebben az évben készült csak el az első saját tervezésű mozdonytípusa), ezért a terveket MÁV Igazgatósága készítette el és bocsátotta Gépgyár rendelkezésére. A Gépgyárban A1I (a későbbi jelölési rendszer szerint 101) szerkezetszámot kapott, a MÁV-nál Ia. osztályba sorolt mozdonytípus első hat példánya 1881-re készült el és a 183–188 pályaszámokat kapták.
Szerkezete A mozdonyok a Kaiser Franz-Josephs-Bahn 201–213 pályaszámcsoportú mozdonyaival azonos szerkezettel, nagyrészt milliméterre azonos méretekkel készült. Számottevő eltérést a hosszkazán csőbeosztásában és a gőzhengerek (és ezzel összefüggésben a forgattyúk) méreteiben fedezhetők fel.
Kazán Az Ia. osztályú mozdonyok állókazánjának és a tűzszekrényének méretei megegyeztek a KFJB mozdonyainak adataival. A 14, 16 és 20 mm-es lemezekből készült porosz-, más néven Becker-rendszerű állókazánnal készültek, melyet a hátsó kapcsolt tengely fölött helyezték el. A két részből álló rostély 1/4,3-as esésű, első része mozgatható. A 14 mm-es folytvas lemezekből szegecseléssel készült hosszkazán befoglaló méretei, azaz az 1330 mm belső átmérő és a csőfalköz 4000 mm-es hossza szintén azonosak a KFJB-mozdonyokéval. A hosszkazán első övén helyezték el a gőzdómot, melyre közvetett terhelésű rugómérleges biztonsági szelepet szereltek. A kazán nyomása 10,5 bar lett.A KFJB-mozdonyéhoz képesti 0,5 baros emelést változatlan lemezvastagság mellett kockázat nélkül végre lehetett hajtani. Ezt jól bizonyítja az is, hogy később minden további nélkül 12 barra emelték a névleges nyomást, illetve a sorozatgyártású mozdonyokat eleve 12 barral szállították. A mintaként választott típustól eltérően a hosszkazánba nem az addigi MÁV-típusoknál is általánosan alkalmazott és az 1890-es évektől újra szabványosnak tekinthető 46,5/52 mm-es, hanem kisebb, 40,5/46 mm átmérőjű folytvas tűzcsöveket építettek be. A kisebb csőátmérő a csövek darabszámának növelését tette lehetővé, az Ia. osztály esetében 220 db-ra. A hosszkazánhoz rövid, 818 mm hosszúságú füstszekrény csatlakozik. A füstszekrényben amerikai rendszerű szikrafogót és ún. békaszájú kifúvófejet helyeztek el, mely Prüssmann-rendszerű kéményhez csatlakozik. A füstszekrény és a kémény méretei újra megegyeztek a KFJB-mozdonyokéval, akárcsak a kazánt vízzel tápláló 1–1 db 7, illetve 9 mm-es nyílású Friedmann-rendszerű, SZ. osztályú nem szívó, ún. „restarting” frissgőz-lövettyű.
Gépezet A gőzhengereket a kereten kívül helyezték el. A hengerek átmérőjét az eredeti terveken szereplőhöz képest 450 mm-re, míg a dugattyú lökethosszát 650 mm-re növelték. Ezek a méretek – a később gyártott mozdonytípusokkal összevetve – a kazán teljesítményéhez képest viszonylag nagyok voltak. Ez viszonylag alacsony, 54 km/h-s leggazdaságosabb sebességet jelentett, viszont így akár 14‰-es pályákon is megfelelő teljesítményt nyújtottak. A lökethossz növelése a nagyobb sebességeknél mérsékelte a gépezet igénybevételét. A mozdony hengerei az első kapcsolt kerékpárt hajtották. A vezérmű, mely szintén a kereten kívülre került, nyitott Stephenson-rendszerű , a tolattyúk akkor még hagyományos kagylós síktolattyúk voltak. A vezérmű méretei és beállításai a KFJB-mozdonyokét követték. A kormányvonórudat Essig–Carmine-rendszerű, emeltyűvel kombinált kormánycsavarral szabályozták.
Keret és futómű A keret és futómű méretei szintén a KFJB-mozdonyokénak megfelelőek. Az idehaza először ennél a típusnál alkalmazott 1680 mm-es hajtókerékváz- és a 895 mm-es futókerékváz-átmérőkA MÁV szabványos kerékabroncs-méreteivel új abroncsok mellett a kerekek futókör-átmérői rendre: 1826 mm és 1014 mm. a MÁV gyorsvonati mozdonyainak szabványméretei lettek. Az Ia. osztályú mozdonyok a MÁV korábbi Sigl-tervezésű mozdonyaihoz hasonlóan külső kerettel készültek. A keret szokatlanul vastag, 35 mm-es folytvas lemezekből szegecseléssel készültek. A hajtott kerékpárok hordrugóit a tengelyek vonala helyezték el és egymással himbák kötötték össze. A hajtott tengelyek végeire e típus esetében is Hall-rendszerű forgattyúnyak-csapágyas forgattyúkat szereltek. Az elülső futókerékpárokat úgynevezett Kamper-rendszerű forgóvázba ágyazták, melynek forgástengely jóval a forgóváz mögött volt, míg a forgóvázkeretet vezetőrudak kötötték össze a mozdony mellgerendájával. A típus legnagyobb sebessége a magyar vasutakon először elérte a 90 km/h-t.
Segédberendezések A mozdonyra kezdetben egyáltalán nem szereltek fékberendezést, csak a forgalomba helyezés után kaptak Hardy-rendszerű légűrféket, majd az 1890-es években Westinghouse-rendszerű légféket. A féktuskók a mozdony hajtott kerékpárjait hátulról fékezték, míg a futóforgóváz kerékpárjai a MÁV mozdonyainál szokásos módon fékezetlenek voltak. Kedvezőtlen tapadási viszonyok esetén kézi rudazatos, kúpkerekes homokoló juttatott homokot a kapcsolt kerékpárok elé. A mozdonyokat gőzfűtési rendszerrel is ellátták.
Szerkocsi Az Ia. osztályú mozdonyokhoz a korábbi Sigl-mozdonyokkal azonos háromtengelyes, a MÁV Gépgyárban S 8 szerkezetszámmal, az Államvasutaknál 1911-től A típusként jelölt szerkocsi készült. A szerkocsira egy 13″-os Westinghouse-rendszerű függőleges fékhengert szereltek és minden kerékpárját egy oldalról (hátulról) fékezték. Az összes féktuskóerő az üres szerkocsi súlyának 117,5, a teljesen rakotténak 46,7%-a volt.
Az első tapasztalatok Az első hat Ia. osztályú mozdonyt a MÁV akkori legjelentősebb vonalain Budapest–Ruttka, illetve a Budapest–Hatvan–Miskolc közötti gyorsvonatok továbbítására osztották be. A mozdonyok teljesítménye teljesen megfelelőnek bizonyult, azonban a 13,65 tonnás tengelyterhelés és 44,9 tonna össztömege miatt még nem volt minden fővonalon közlekedtethető, így a mozdonyok sorozatgyártása helyett egyelőre az Ia. osztály könnyített változatát, az Id. osztályú (később 221 sorozatú) mozdonyokat rendelték nagyobb mennyiségen. Az 1880-as években a már említett hat mozdonyon kívül csak tíz db Ia. osztályú mozdony készült ebben az időszakban. Ezeket a 708–717 pályaszámokkal ellátott mozdonyokat a bécsújhelyi Sigl cég szállította. E példányok kéménye az előzőektől eltérően ún. gólyafészkes kivitelű volt. Mivel az első hat Ia osztályú mozdonyon alkalmazott Kamper-rendszerű forgóváz Magyarországon nagyobb sebességeknél nem vált be, ezért innentől kezdve a mozdonyokat már fixen, a forgóváztengelytáv felénél rögzített félgömbcsapos forgóvázzal készítették. A forgócsapot fixen a keretbe rögzítették.Ezt a változtatást a kkStB is végrehajtotta az ugyanezen a típuson alapló 4 sorozatú mozdonyok megrendelésekor Utólag az első példányokat is ilyen kivitelűre alakították át. A típus engedélyezett vonatterheléseit a MÁV számításokkal az alábbiak szerint állapította meg:
Az Ia. osztályú mozdonyok engedélyezett vonatterhelései Pálya- emelkedés 30 km/h 40 km/h 50 km/h 60 km/h 70 km/h 80 km/h 90 km/h 0‰ 1261 t 844 t 559 t 379 t 251 t 166 t 107 t 5‰ 439 t 322 t 231 t 167 t 115 t 76 t 46 t 10‰ 241 t 177 t 126 t 89 t 58 t 34 t – 16‰ 141 t 99 t 66 t – – – – 25‰ 70 t – – – – – –
A sorozatgyártás és a mozdonyok fénykora A MÁV vasútvonalainak fokozatos átépítése az 1880-as évek végére végre lehetővé tette az Ia. osztályú mozdonyok sorozatgyártását.
A sorozatgyártású mozdonyok a MÁV Gépgyár 30. szerkezetszámot kaptak, emellett 4-4 db mozdonyt a Floridsdorfi Mozdonygyár és a Bécsújhelyi Mozdonygyár is szállított. Ezeknél a mozdonyoknál a kazán nyomása (korábbiaktól a már említett módon) 12 barra növekedett, továbbá a szikraszórás csökkentésére a füstszekrény hosszát 1700 mm-re növelték. Ez a módosítás a mozdonytípus küllemét is jelentősen megváltoztatta.A MÁV által bevezetett amerikai füstszekrény a mozdonyok külső megjelenését az osztrák mozdonyokétól jól megkülönböztethetővé, jellegzetesen „magyarossá” tette A füstszekrénybe ún. amerikai rendszerű szikrafogót szereltek, a kémény Prüssmann-rendszerű lett. A kapcsolt kerékpárok hordrugói a könnyebb cserélhetőség érdekében a tengelyek fölé kerültek, valamint tömegcsökkentési céllal a keretlemezek vastagságát 30 mm-re csökkentették.
Ugyan a vonat terhelésének fokozatos növekedése miatt már az utódtípus (Ie. osztály, később 222 sorozat) tervezését is megkezdték, mégis nagy mennyiségben rendelték az Ia. osztályú mozdonyokat: 1890-ben 10 db, 1891-ben 7 db, 1894-ben 8 db, 1895-ben 34 db, 1896-ban 20 db, 1897-ben 41 db, 1898-ban 26 db, 1899-ben 20 db, 1900-ban 15 db Ia. osztályú mozdonyt vett át a MÁV.
Figyelemre méltó, hogy az utód Ie. osztály gyártásával egy időben is tovább folytatódott a gyártás és 197 db-os állományával az Ia. osztály lett a MÁV legelterjedtebb személyszállító vonati mozdonytípusa, mely nemcsak sík- de dombvidéki vonalak vonatait is megbízhatóan továbbította. A sorozatgyártású mozdonyokat 1891-ig a 723–732, 739–742 és 1251–1253 pályaszámcsoportokba sorolták, majd valamennyi Ia. osztályú mozdony átkerült a 11–207 pályaszámcsoportba.A mozdonyok 1894-ben új hadijelet kaptak, mely az első harminchárom példány típus esetén , a többi járműnél lett.1895-ben a Kassa–Oderbergi Vasút szintén rendelt 3 db Ia. osztályú mozdonyt, majd 1898-ban még kettőt, melyeket a 41–45 pályaszámokat kapták. A típus utolsó mozdonyait a MÁV Gépgyár 1905-ben szállította a Pécs–Barcsi Vasút részére. E mozdonyok MÁV-os cégjelet és az Ia. osztály 208–211 pályaszámait kapták.
Az Ia. osztályú mozdonyok gyártását az alábbi táblázat foglalja össze:
Az Ia. osztály (MÁV 220 sorozat) gyártási adatai Gyártó Mozdony szerkezet- szám Szerkocsi szerkezet- szám Vasút Pályaszám1891-ig Pályaszám1891–1911-ig Pályaszám1911-től Gyártásiév MÁV Gépgyár A1I (101) Szerkocsikat a prága-smíchovi Ringhoffers Waggonfabrik készítette. MÁV 183–188 11–16 220,001–006 1881. Lf. v. Sigl 74. MÁV 708–717 17–26 220,007–016 1885. MÁV Gépgyár A1II (301) 81 MÁV – 27–36 220,017–026 1890. MÁV Gépgyár 302 82 MÁV – 37–43 220,027–033 1891. WLF MÁV – 44–47 220,034–037 1894. Lf. v. Sigl 125. MÁV – 48–51 220,038–041 1894. MÁV Gépgyár 303 86 MÁV – 52–66 220,042–056 1895. MÁV Gépgyár 304 87 MÁV – 67–7778–81 220,057–067220,068–071 1895.1896. MÁV Gépgyár 305 88 KsOd – 41–43 1895. MÁV Gépgyár 306 89 MÁV – 82–8990–105 220,072–079220,080–095 1895.1896. MÁV Gépgyár 307 812 MÁV – 106–113 220,096–103 1897. MÁV Gépgyár 308 813 MÁV – 114–146 220,104–136 1897. MÁV Gépgyár 309 817 MÁV – 147–172 220,137–162 1898. MÁV Gépgyár 3010 819 KsOd – 44–45 1898. MÁV Gépgyár 3011 820 MÁV – 173–192 220,163–182 1899. MÁV Gépgyár 3012 823 MÁV – 193–207 220,183–197 1900. MÁV Gépgyár 3013 830 MÁVPBV – 208–211 220,201–204 1905.
A MÁV Ia. osztályú mozdonyainak állomásítása 1901-ben az alábbiak szerint alakult: Budapest-Keleti: 36 db, Budapest-Nyugati: 32 db, Miskolc és Zágráb: 20–20 db, Arad és Kolozsvár: 17–17 db,