A MÁV Ie. osztályú, később 222 sorozatú gyorsvonati mozdonyát a korabeli hazai gőzmozdonyok jellegzetes stílusjegyeivel, emellett különleges megoldásnak számító tandem gépezettel rendelkezik. Tervezője Kordina Zsigmond, a MÁV Gépgyár akkori főmérnöke. bélyegkép|Kép a MÁv 222.559 pályaszámú mozdonyáról
Kifejlesztése A MÁV 1884-ben nyitotta meg Budapest-Kelenföld és Újszőny (ma: Komárom) közötti vonalát. Ezzel létre jött a Budapest–Bécs közötti második, ún. jobbparti vasútvonal (ezt ma Budapest–Hegyeshalom–Rajka-vasútvonalként ismerjük). A korábbi, a Duna bal partján épített vonal egy magánvasút, az OMÁV kezelésében volt, így a két vonal között hamarosan éles verseny kezdődött. A jobbparti vonal lényegesen kedvezőtlenebb vonalvezetéssel (jelentős emelkedők, kis sugarú ívek) épült, így nagyobb teljesítményű mozdonyok szükségeltettek a vonatok továbbításához. 1888-ban Baross Gábor közlekedésügyi miniszter bevezette az úgynevezett zónatarifa-rendszert, melynek nyomán az utazási kedv, így a vonatok tömege is jelentősen megnőtt, olyannyira, hogy a MÁV az idő szerinti legerősebb gyorsvonati mozdonya az Ia. osztályú (később 220 sorozatú) mozdonyok is csak költséges előfogatolással volt képes a vonatokat továbbítani. Ugyanekkor jelent meg a hazai vasúttörténetet végigkísérő jelenség, hogy a vasúti pályák terhelhetősége elmaradt a tervezők által tervezhető és a szükségletek által igényelt méretű (elsősorban: tengelyterhelésű) mozdonyok megkívánta mértéktől. Már az 1881-ben elkészült Ia. osztály is túl nehéznek bizonyult több vonalra, így annak könnyített és valamivel gyengébb változatát, az Id. osztályú (később 221 sorozatú) mozdonyokat kellett építeni egészen 1888-ig, a pályák szükséges megerősítéséig. Ilyen körülmények között rendelték meg a MÁV Gépgyártól egy olyan gyorsvonati mozdony elkészítését, mely 160 tonnás vonatot 6,7‰-es pályán 60 km/h, sík pályán 80 km/h sebességgel képes továbbítani. A mozdony legfeljebb 14 t tengelyterhelésű és szerkocsival együtt 13,5 m-nél rövidebb össz-tengelytávolságú lehetett. Ez utóbbi feltételt egy másik infrastrukturális adottság, a mozdonyfordító korongok mérete szabta meg. A mozdony emiatt legfeljebb négy tengelyes lehetett, mely az Ia. és Id. osztályú mozdonyokkal azonos 2'B tengelyelrendezést és legfeljebb 4 × 14 = 56 tonnás tömeglimitet jelentett. A kitűzött feladatot a MÁV Gépgyár neves főmérnöke, Kordina Zsigmond vezetésével oldotta meg.
Szerkezete A szükséges teljesítmény először is a kazán méreteinek a lehetőségek határáig történő megnövelését kívánta meg. A kisebb fűtőértékű szenek alkalmazhatóságának követelménye igen nagy méretű rostélyfelületet kívánt. Mivel ekkor még mozdonyszerkesztési elv volt, hogy a kazánt a mozdony stabilitása miatt minél alacsonyabbra építsék, a megfelelően széles rostélyt csak külső mozdonykeret alkalmazásával lehetett elérni. A másik teljesítménynövelő eszköz a kompaund gépezet alkalmazása volt. Azonban a külső keret a megfelelő átmérőjű kisnyomású henger elhelyezését nem tette lehetővé: jelentősen túlnyúlt volna a szerkesztési szelvényen. Mivel a belső hengereket a görbített (könyökös) tengelyekkel járó problémák miatt mindenképpen mellőzni akarták, ezért egy viszonylag ritka, de ötletes megoldást, az Arthur Woolf nevével fémjelzett tandem hengerelrendezést választották. Ez azt jelentette, hogy két nagyobb helyett négy kisebb hengert alkalmaztak, mégpedig úgy, hogy a mozdony mindkét oldalára egy-egy nagynyomású és előtte elhelyezve egy-egy kisnyomású hengert szereltek, melyek közös dugattyútengelyre dolgoztak. Ez a kéthengeres kompaund megoldásnál (ahol egyik oldalon egy nagynyomású, másik oldalon pedig egy nagyobb átmérőjű kisnyomású henger található) kiegyensúlyozottabb és nyugodtabb járást jelent. Természetesen hátránya is van: egyrészt a négy henger nagyobb hűtőfelülete, valamint a hengercsoport nehéz szerelhetősége. Kazán Az Ie. osztályú mozdonyoknak tehát nagyméretű porosz-, más néven Becker-rendszerű állókazánja volt, mely 14,5, 18 és 14 mm-es lemezekből készült. A rostély 1/8-as esésű, első része buktatható volt. A hosszkazán több, mint 1,3 m átmérőjű, csőfalközének hossza 4000 mm és 14 mm-es folytvas lemezekből szegecseléssel készült. A hosszkazánban 188 db 46,5/52 mm átmérőjű folytvas tűzcsövet építettek be. A csőátmérőhöz viszonyítva a hosszuk viszonylag rövid, ami azt jelenti, hogy a hőenergia túl rövid úton távozik a kazánból és ez a hatásfokot valamivel rontja. Ennek oka egyrészt, hogy a megfelelő méretezési ismeretek akkor még nem álltak rendelkezésre, másrészt a mozdony méret- és tömegkorlátai is kompromisszumot követeltek a kazán méreteinél. A hosszkazán első övén helyezték el a gőzdómot, melyre közvetett terhelésű rugómérleges biztonsági szelepet szereltek. A hosszkazánhoz 1,73 m hosszú, ún. amerikai füstszekrény csatlakozik, melyben békaszájú gőzfúvót helyeztek el, mely hengeres öntöttvas kéményhez csatlakozik. A kazánt 1–1 db Gresham & Craven-rendszerű nem szívó, 10, illetve 9 mm-es nyílású frissgőz-lövettyű táplálta vízzel.
Gépezet Az oldalanként két, (egy nagy- és előtte egy kisnyomású) tandem elrendezésű, a főkereten kívül vízszintesen elhelyezett gőzhenger az első kapcsolt kerékpárt hajtotta. A gőzhengerek folytvas beömlőcsövei mindkét oldalon 121/133 mm átmérőjűek és 1,85 m hosszúak, az átömlőcsövek ugyanilyen átmérőjűek, de 1,95 m hosszúak voltak, míg a kiömlőcsövek 166/178 mm átmérőjűvel és 1,95 m hosszúsággal készültek. A jobb oldali forgattyút a bal oldalihoz képest 90°-kal előbbre ékelték a kerékpártengelyre.
A dugattyúrudat a hátlsó nagynyomású henger fedelén átvezették, a kisnyomású hengernél viszont elöl nem átmenő rendszerű volt. A dugattyúrudak tömszelencéi azbesztfonatos tömítéssel készültek. A keresztfejek kétvezetékesek voltak, azonban a vezetékek eleje a szokásostól eltérően nem támaszkodtak a hátsó hengerfedelekre a dugattyúk egyszerűbb leszerelhetősége érdekében. A hajtó- és csatlórudak I-keresztmetszettel készültek. A gőzhengerek üresjárati munkájának (ellenállásának) csökkentésére a hengerfedelelekre és az átömlőre is ún. Ricour-szelepet szereltek. A jobb oldali hengerpárra 5 bar értékre beállított nyomáscsökkentő szelep is került.
A mozdony gépezetét indítókészülékkel is ellátták, noha erre egy négyhengeres mozdonynál nem volna feltétlenül szükség; azonban a könnyebb indítás mégis megkívánta. Az indítóberendezés egy, a kormánytengely emeltyűjének beállításával nyitható gőzbeeresztő szelep. A szelep a kormányművön a 60% feletti töltés beállításával automatikusan nyílik és gőzt bocsát az átömlőcsőbe, így a kisnyomású henger is friss gőzt kap. Ezzel egy időben az átömlőből a nagynyomású henger dugattyúja mögé is beáramlik és ellennyomást hoz létre, mely a vonóerőt bizonyos mértékben csökkenti.
A gőzhengerek külső beömlésű kagylós síktolattyúit Magyarországon elsőként Heusinger–Walschaert-rendszerű vezérművek szabályozták. Az azonos oldali hengereket közös tolattyúrúddal vezérelték. A vezérmű még nem ellenforgattyús, hanem ún. excenteres kivitelű volt. Az elülső henger tolattyúját a tolattyúrúdhoz mereven rögzítették, míg a hátulsót a vezérmű beállításakor a tolattyúrúdon elcsúsztathatóvá képezték ki.
A nagynyomású tolattyúk 27 mm-es külső és 7 mm-es negatív belső túlfedéssel, míg kisnyomású tolattyúk 21 mm-es külső és 6½ mm-es negatív belső túlfedéssel készültek.
Mivel a külső vezérmű nagynyomású hengerek legnagyobb töltését mindkét irányban 74%, a kisnyomásúakét 78% korlátozta volna, ezért a tolattyúk külső fedésein kivágásokat ejtettek a legnagyobb töltések 83, illetve 85,5%-ra emelése érdekében.
A két tolattyúrudat, így mind a négy tolattyút egyetlen kormánymű vezérelte. A kormányvonórudat kormánycsavarral szabályozták.
Keret, futómű, mozdonysátor A mozdony a viszonylag magas, 90 km/h legnagyobb sebességre tekintettel kereken 2 m futókör-átmérőjű hajtott és kapcsolt- valamint 1050 mm átmérőjű futókerékpárokkal készültek. A kerékpárok végére az addigi típusokkal azonos módon Hall-rendszerű forgattyúnyak-csapágyas forgattyúkat húztak fel. A hajtott kerekek forgattyújával egy darabból készült a vezérmű excenter-tárcsája is. A hajtott- és a kapcsolt kerékpárok tengelyeit a tengelyvonalban teljesen átfúrták. A tengelyágy-vezetékeket és a csapágyakat egyedi kenőbeles kenőberendezésekkel látták el.
A külső elrendezésű, szegecseléssel készült keret két, egymástól 1,84 m távolságban lévő 30 mm vastag folytvaslemez hossztartóból állt, melyeket elöl a mellgerenda, hátul a kapocsszekrény kötött össze, közöttük pedig a forgócsapot is befogadó hengermerevítők és a felettük lévő szekrényes füstszekrénytartó, valamint mögötte még két további függőleges folytvaslemez-kereszttartó (ún. keretkötő) merevített ki. A mellgerenda mögött vízszintes keretkötőlemezeket is beszegecseltek. A tengelyágytokok keretkivágásait acélöntésű ágyvezetékek merevítették, valamint a keretlemezeknek a kivágásoknál lévő nyúlványait alul összekötő ún. kötővasak fogták össze. Az ágytokok kopásai húzóékekkel utánállíthatóak voltak. A hajtó- és kapcsolt kerékpárok tengelyek fölött helyezett hordrugóit himbák kötötték össze.
Az 1800 mm tengelytávolságú elülső futóforgóváz kerete .. mm vastag lemezekből készült. A terhelést a forgóvázkeretre gömbcsészés ágyazású forgócsap és tekercsrugóra támaszkodó oldalsó csúszópofák vitték át. A forgócsapot a forgóváz tengelytávolságának felezővonalában mereven a főkeretbe ágyazták. A futókerékpárok hordrugói a tengelyek fölött helyezkedtek el.
A mozdonysátor homlokán egy-egy ovális forgóablakot alakítottak ki. Oldalra egy fix- és egy tolóablak került.
Segédberendezések A mozdonyra egy Westinghouse-rendszerű fékhengert szereltek. A féktuskók a mozdony hajtott kerékpárjait hátulról fékezték, míg a futóforgóváz kerékpárjai a MÁV mozdonyainál szokásos módon fékezetlenek voltak. Az összes féktuskóerő a tapadási súly 25%-a volt. A sebességet egy Petri-rendszerű sebességmérő mérte. A gőzben lévő alkatrészek kenéséről Kordina-rendszerű, a kazán gőzével működő központi olajozó, ún. lubrikátor gondoskodott. Kedvezőtlen tapadási viszonyok esetén kézi rudazatos, kúpkerekes, sűrített levegős fúvóval kiegészített homokoló juttatott homokot a kapcsolt kerékpárok elé. A mozdonyokat hagyományos bajor rendszerű nagynyomású gőzfűtési berendezéssel is ellátták.
Szerkocsi Az Ie. osztályú mozdonyokhoz a korábbiaknál nagyobb befogadóképességű háromtengelyes, a MÁV Gépgyárban 9 szerkezetszámon kifejlesztett, a MÁV-nál kezdetben a mozdonnyal megegyezően Ie. osztályúként jelölt szerkocsit kapcsoltak.
Az első próbák Az első 733 pályaszámú mozdony tehát 1890. végére készült el és még az év decemberében – a kemény, sokszor −27 °C-os hidegben – kiterjedt próbáknak vetették alá. Először a Budapest–Bruck-Királyhida vonalon tizenegy kéttengelyes személykocsiból összeállított 160 tonna tömegű próbavonatot továbbított továbbított a vonalon sík szakaszán 80 km/órát meghaladó, a 6,5‰-es dombvidéki, kis sugarú pályaívekben bővelkedő szakaszán pedig 60 km/h sebességgel. Ezt követően a hegyvidéki szakaszokban bővelkedő Budapest–Hatvan–Salgótarján–Losonc–Zólyom–Ruttka vonalon tíz kéttengelyes személykocsiból álló 125 tonnás próbavonat továbbítása során a 16‰-es emelkedőn 31,37 km/h sebességgel haladt. A következő év májusában a Budapest–Sátoraljaújhely-vasútvonalon tizenhat kocsis, 280,8 tonnás vonatot a 6,7‰-es emelkedőjű Aszód–Gödöllő szakaszon 63,11 km/h tartós sebességet ért el. A mozdony legnagyobb sebessége az átadást megelőző ún. műszakrendőri próbán elérte a 114 km/h sebességet is.