1932 baute die belgische Firma Ateliers Métallurgiques in Tubize mit Unterstützung des Italieners Attilo Franco die einzige Quadruplex-Lokomotive der Welt. Ihre besondere Konstruktion sollte nicht nur die Leistung, sondern auch die Effizienz erhöhen. Sie war viel größer als alles, was die belgischen Eisenbahnen benötigten, diente aber als Prototyp für eine geplante, noch größere, aber nie realisierte Hexaplex-Verbundlokomotive für die sowjetischen Eisenbahnen.

Die Lokomotive bestand aus drei Sektionen, die A, B und C genannt wurden. Die mittlere Sektion B beherbergte einen speziellen Doppelkessel, der über zwei zentrale Feuerbüchsen verfügte. Diese befanden sich nebeneinander, wurden jeweils von einem Heizer befeuert und hatten einen eigenen Kohlebunker. An jedem Ende dieses Abschnitts befand sich ein Führerstand, da die Lokomotive für Drehscheiben viel zu lang war.

In den Sektionen A und C befanden sich große Franco-Speisewasservorwärmer, die von den Wasserkästen umschlossen waren. Die Schornsteine befanden sich an den äußersten Enden dieser Sektionen, da die heißen Gase erst nach dem Durchgang durch den Speisewassererhitzer in die Atmosphäre entweichen konnten. Ein Teil der heißen Gase wurde zu den Rosten geleitet, um sich mit der kalten Luft zu vermischen.

Die insgesamt zehn Kuppelachsen wurden von vier Paaren von je zwei Zylindern angetrieben. Die Sektion B hatte zwei Paare von zwei Kuppelachsen, mit Laufachsen an den Enden und einer in der Mitte. Die Sektionen A und C hatten drei Kuppelachsen und eine Nachlaufachse. Daraus ergab sich die Achsfolge C1'+1'B1B1'+1'C. Mit dieser Anordnung konnte die Lokomotive 1.200 Tonnen bei einer Steigung von 16 Promille ziehen. Außerdem wurde ein niedriger spezifischer Verbrauch festgestellt.

Nach den Versuchen wurde die Lokomotive mit der Werksnummer 2096 auf der Brüsseler Ausstellung 1935 ausgestellt und dann ausgemustert. Im Jahr 1943 wurde sie in zwei Hälften geteilt und zu zwei C1'+1'C1'-Lokomotiven umgebaut, indem eine zusätzliche Kuppelachse unter der Hälfte der alten B-Sektion angebracht wurde. Nachdem sie 1944 nach Deutschland gelangt waren, wurden sie in einer Werft eingesetzt. Nach Kriegsende brachten die Sowjets sie an zwei verschiedene Standorte in Polen, wo sie einige Jahre lang eingesetzt wurden.

Die Dundee and Newtyle Railway war in der schottischen Spur von vier Fuß und sechs Zoll gebaut und betrieb drei Lokomotiven in einer ungewöhnlichen Bauweise. Sie waren unter den ersten britischen Loks mit einem Drehgestell, welches sich in dem Fall hinter der Treibachse befand. Die Zylinder waren vertikal angeordnet und übertrugen die Kraft über L-förmige Hebel auf die Treibstangen.

Zwei Loks dieser Bauart waren von J. and C. Carmichael in Dundee gebaut worden. Die „Lord Wharncliffe” wich von der ersten Lok dadurch ab, dass der Zylinderdurchmesser 11,25 statt 11 Zoll betrug. Eine dritte mit dem Namen „Trotter” mit abweichenden Abmessungen kam von James Stirling & Co.

Nachdem die Dundee and Perth Railway die Dundee and Newtyle übernommen hatte, wurden die Loks 1849 nach der Umspurung der Strecke auch auf Normalspur umgebaut. Beide Loks waren bis 1854 im Einsatz. Die „Earl of Airlie” wurde 1863 aufgearbeitet und fotografiert, aber nicht für die Nachwelt erhalten.

Jules Petiet, eigentlich erfolgreicher Chefingenieur bei der französischen Nord, verwirklichte auch einige erfolglose Ideen. Eine davon war es, die Merkmale der Crampton in einer Tenderlok zu integrieren. Die acht Loks hatten an jedem Ende eine Treibachse mit eigenen Zylindern und dazwischen drei Laufachsen. 

Eine weitere Besonderheit war der Dampftrockner, den Petiet auch an anderen Lokomotiven verwendete. Es handelte sich um einen weiteren Zylinder, der auf dem Kessel lag und den Rauch von der Rauchkammer nach hinten in einen gekrümmten Schornstein leitete. Der Dampf wurde hier hindurch geführt und vom Wasser getrennt.

Wie zu erwarten war, konnten sich diese Lokomotiven nicht durchsetzen, erst recht nicht im Schnellzugdienst. Schon in den 1870ern waren sie meist vor Personenzügen auf Nebenstrecken anzutreffen. In den Jahren 1878 bis 1883 erfolgte ihre Verschrottung.

Um die Schwingungen und die dynamischen Kräfte bei Dampflokomotiven zu beseitigen, entwickelte Jean-Jacques Heilmann als Erster eine elektrische Kraftübertragung für Dampflokomotiven. Sein erster Entwurf von 1890 umfasste eine Art Generatorwagen, der einen Kessel nutzte, welcher eine Verbunddampfmaschine mit dreifacher Expansion antrieb. Diese trieb einen 360-kW-Generator an, der seine Leistung an drei Wagen mit je vier Fahrmotoren abgab.

Der erste funktionsfähige Prototyp einer ähnlichen Konstruktion wurde 1893 fertiggestellt und „La Fusée Electrique“ („Die elektrische Rakete“) genannt. Die Dampfmaschine verfügte nur noch über eine zweistufige Expansion und wurde mit Hilfe der Schweizer SLM entwickelt. Ein BBC-Generator mit einer Leistung von 500 kW trieb acht Fahrmotoren in den beiden vierachsigen Drehgestellen der Lokomotive an. Probefahrten über rund 2.000 km verliefen erfolgreich, da sie sehr ruhige Laufeigenschaften und eine Höchstgeschwindigkeit von 107 km/h zeigten.

Es gab zwar Interesse aus verschiedenen Ländern, aber zunächst keine Bestellungen. Häufig wurde bemängelt, dass diese Lokomotiven zu kompliziert, zu teuer und zu schwer seien. Schließlich bestellte die französische Ouest zwei Lokomotiven, die etwas schwerer als die Prototypen waren. Diese wurden 1897 fertiggestellt und erhielten die Nummern 8001 und 8002. Bei Testfahrten hatten sie keine Probleme, einen 250-Tonnen-Zug mit 100 km/h zu ziehen. Dennoch gab es keine weiteren Bestellungen und die beiden wurden verschrottet. Ähnliche Arten der Kraftübertragung wurden erst später mit Verbrennungsmotoren realisiert.

Die ersten 19 Lokomotiven, die Brunel 1938 beschaffen ließ, waren zum Teil abenteuerliche Konstruktionen zum Erreichen hoher Geschwindigkeiten. Zum einen waren dies die Loks „Snake” und „Viper” der Haigh-Hüttenwerke, die mit einem Getriebe mit der Übersetzung 2:3 auf höhere Geschwindigkeiten gebracht wurden und die Achsfolge 1A1 hatten. Weniger konventionell waren die beiden Loks von Hawthorn, welche von Thomas Elliot Harrison entwickelt wurden und bei denen Kessel und Antrieb auf zwei Fahrzeuge verteilt waren.

Die erste davon war die „Thunderer”, bei der sich Kessel und Führerstand auf einem dreiachsigen Fahrgestell befanden. Auf einem weiteren, zweiachsigen Fahrgestell waren die Zylinder mitsamt eines Getriebes mit der Übersetzung 10:27 untergebracht. Der Antrieb erfolgte hier auf beide Achsen mit 1.830 mm großen Rädern. Über je ein elastisches Rohr wurde der Frischdampf zum angetriebenen Fahrgestell geleitet und der Abdampf wieder zurück in die Rauchkammer. 

Bei der „Hurricane” entledigte man sich des Getriebes, indem man die angetriebenen Räder auf genau zehn Fuß bzw. 3.048 mm vergrößerte. Aus Platzgründen war nur noch eine Achse angetrieben, weshalb man zwei Laufachsen hinzufügte und der Antriebseinheit somit die Achsfolge 1A1 verlieh. Sowohl „Thunderer”, als auch „Hurricane” wurden nur bis Dezember 1939 eingesetzt und deren Kessel danach als stationärer Dampferzeuger und für eine Güterzuglok verwendet. Dank der Erfahrungen mit den Loks verzichtete man in Zukunft auf Getriebe und gleichermaßen aufgeteilte Loks und realisierte hohe Geschwindigkeiten auf anderem Wege.

Die S2 war die größte Dampflok überhaupt mit direktem Achsantrieb durch eine Turbine. Sie wurde 1944 von Baldwin und Westinghouse geliefert und von der PRR hauptsächlich vor wichtigen Schnellzügen eingesetzt. Dadurch, dass die Turbine direkt zwischen der zweiten und dritten Kuppelachse lag und diese über Zahnräder antrieb, traten nur wenige mechanische Verluste auf. Mit einer Leistung von 6.900 PS konnten dauerhaft über 100 mph gehalten werden, jedoch war der Dampfverbrauch der Turbine bei geringen Geschwindigkeiten höher als bei konventionellen Dampfloks. Dies führte im Zusammenhang mit der komplizierten Wartung zunächst zur Ausmusterung 1949 und zur anschließenden Verschrottung.

Da die Sächsischen Staatseisenbahnen im Erzgebirge über steile Strecken verfügten, musste man auf Grund des gestiegenen Gewichtes der Züge in den Jahren vor dem Ersten Weltkrieg eine starke Tenderlok zum Schieben oder Vorspannen von Güterzügen entwickeln. Das Ergebnis war die XV HTV mit einer ungewöhnlichen und aufwendigen Auslegung des Fahrwerks, welche nur zwei mal gebaut wurde.

Da man in Sachsen nicht von der Alltagstauglichkeit der Bauart Gölsdorff bei sechs gekuppelten Achsen überzeugt war, schlug man bei der Entwicklung einen anderen Weg ein. Zum Einsatz kamen zwei dreiachsige Fahrwerke, die jedoch nicht in Drehgestellen gelagert waren, sondern fest im Rahmen. Dabei konnte die jeweils innere Achse um 28 mm seitwärts verschoben werden, während die äußeren als Klien-Lindner-Hohlachsen ausgeführt waren und um bis zu 37 mm radial ausgelenkt werden konnten. Letztere waren in Außenrahmen gelagert, was der Lokomotive ein ungewöhnliches Aussehen verlieh.

Als Antrieb befand sich in der Mitte der Lok auf jeder Seite ein Zylinderblock, in dem jeweils ein Hochdruckzylinder das hintere und ein Niederdruckzylinder das vordere Fahrwerk antrieb. Daraus folgte ein kurzer Abstand zwischen den Zylindern, jedoch ein weiter Weg des Dampfes vom Kessel zu den Zylinderblöcken und zurück zum Blasrohr. Diese Konstruktion erwies sich hinsichtlich des Kurvenlaufes und Verschleißes als sehr gelungen, erforderte aber einen großen Wartungsaufwand. Zudem ergab sich bei dem häufigen Schleudern der Räder eine unterschiedliche Abnutzung der Radreifen der beiden Triebwerke. Somit ging schnell die Synchronisierung der Hoch- und Niederdruckzylinder verloren, so dass ein häufiges Nachjustieren der Steuerung notwendig war.

Trotzdem verrichteten die beiden Exemplare zuverlässig ihren Dienst, wobei vor allem die Laufruhe positiv auffiel und sie somit mit einer Höchstgeschwindigkeit von 70 km/h relativ schnell für Güterzüge waren. Sie wurden von der Reichsbahn übernommen und bekamen dort die Nummern 79 001 und 79 002. Ihre Dienstzeit endete aber schon 1932, da sich solch wartungsaufwendige Maschinen in dieser geringen Stückzahl nicht wirtschaftlich einsetzen ließen.

Für die bekannte Saluda-Steigung mit mehr als vier Prozent war die Southern auf der Suche nach einer Lok mit einer besonders großen Zugkraft. Hier kam die Idee auf, im Tender zusätzliche angetriebene Achsen unterzubringen und den Tender somit als zusätzliche Reibungsmasse zu verwenden. Hier gab es mehrere Konstruktionen, von denen es nur die Ms-2 auf eine Stückzahl von sieben schaffte.

Wie bei allen dieser Versuchsmaschinen, entstand die Ms-2 aus einer herkömmlichen Dampflok und dem Rahmen einer weiteren, älteren Lok, auf den ein Tenderaufbau aufgesetzt wurde. Als Lok kam hierbei die moderne Mikado der Klasse Ms zum Einsatz, während der Rahmen des Tenders von einer älteren Consolidation stammte. Die fünf so zusammengesetzten Maschinen verließen 1915 die Werkstätten der Southern Railway in Spencer, North Carolina. Eine Rohrleitung ging direkt vom Ausgang des Überhitzers in den Tender und versorgte das hintere Triebwerk bei Bedarf mit Dampf.

Während die Kuppelräder der Lok 63 Zoll maßen, maßen die Kuppelräder des Tenders nur 50 Zoll, was zu einem ungewöhnlichen Auspuffgeräusch geführt haben muss. Die Zylinder des Tenders wurden von den ursprünglichen 20 Zoll auf einen Durchmesser von 18 Zoll ausgebuchst. Auch die Zylinder der Lok wurden zur Dampfersparnis von 27 auf 26 Zoll ausgebuchst. Im Vergleich zur ursprünglichen Ms konnten nun auf einer Steigung von 1,7 Prozent 1.270 statt vorher 1.000 Tonnen gezogen werden.

Neben der Ms-2 wurden andere Mikados mit einem Tender der Achsfolge 1'C gebaut oder auch Loks der Achsfolge 1'E1' mit einem Tender der Achsfolge 1'C. Was alle gemein hatten, war die deutlich nachlassende Zugkraft bei leerer werdendem Tender. Während Tenderloks auch mit fast leeren Vorräten noch ein nennenswertes Gewicht haben, war das Leergewicht des Tenders doch sehr gering. Außerdem wurde der Abdampf des hinteren Triebwerks über dem Tender in die Luft geblasen, was den Saugzug im Kessel verringert haben muss. Schon wenige Jahre später übernahmen die Mallets der Klasse Ls-1 die Steigung von Saluda.