El engranaje de válvula accionado por cadena Bulleid es un tipo de engranaje de válvula de locomotora de vapor diseñado por Oliver Bulleid durante la Segunda Guerra Mundial para su uso en sus diseños del Pacífico (4-6-2) . Era peculiar del Ferrocarril del Sur en Gran Bretaña y se tomó prestado de la práctica de los vehículos de motor en un intento de crear un diseño compacto y eficiente con un mínimo de requisitos de servicio.
Principios de diseño
La decisión de Bulleid de tener tres cilindros, todos impulsando el eje central acoplado de sus clases de la Marina Mercante y West Country / Battle of Britain , dio lugar a varios problemas. Como cada cilindro debía tener su propio engranaje de válvula separado, esto dejaba muy poco espacio para el movimiento interior convencional. [1] Esto llevó a Bulleid a diseñar un nuevo movimiento de Walschaerts miniaturizado que era lo suficientemente compacto como para encerrar todo el sistema en una carcasa. Los tres juegos de engranajes de válvulas se trabajaron desde un cigüeñal auxiliar de tres tiros . [2] Una cadena de transmisión Morse de dientes invertidoscorría horizontalmente desde una rueda dentada triple en el eje impulsor hasta una rueda dentada loca, desde la cual una segunda cadena corría hacia abajo hasta el cigüeñal. [3] Mediante el uso de dos cadenas, el engranaje de la válvula se aisló del movimiento del eje motriz sobre sus resortes. El piñón loco se podía mover para dar a ambas cadenas la tensión correcta, pero en la práctica solo se ajustaba la cadena vertical. [4]
El cigüeñal auxiliar accionaba tanto las varillas excéntricas como las palancas de combinación del engranaje de válvulas. Las válvulas de pistón eran del tipo de admisión exterior. [5] Las cabezas de las válvulas estaban conectadas por una disposición de doble viga, cada una accionada por un eje oscilante vertical ubicado entre las dos vigas y a medio camino entre las dos cabezas, con un eslabón de conexión adicional pivotado justo detrás de la cabeza de la válvula más cercana al frente. Un eje oscilante sellado impulsaba el balancín superior y el enlace, y todo el conjunto funcionaba dentro del espacio de escape de la cámara de vapor. La ventaja de tener vapor de admisión trabajando en las caras exteriores de las válvulas significaba que el volumen bajo presión máxima estaba completamente sellado en los extremos sin prensaestopas susceptibles a fugas.
Los movimientos de la válvula y la biela interior estaban encerrados en un baño de aceite que consistía en una caja de acero vertical ubicada entre los miembros del bastidor principal, que contenía 40 galones imperiales (182 litros; 48 galones estadounidenses) de aceite. [6] Aproximadamente 2 pulgadas (51 mm) de profundidad de aceite yacían en el baño; la cabeza interior estaba lubricada por salpicadura y dos bombas rociaron aceite a través de tuberías perforadas sobre los distintos pasadores de movimiento de la válvula. [6] [7] Nada de esto fue particularmente revolucionario, ya que se tomó prestado de la práctica del motor de combustión interna ; y para su uso con vapor fue una práctica establecida para los motores de vapor en Sentinel Waggon Works. Se pensó que la disposición evitaría la necesidad diaria de engrasar todas las partes móviles y, como estaban protegidas de los elementos, deberían poder correr 100.000 millas (160.000 km) sin atención. Fue esta consideración la que significó el uso continuo del sistema, aunque en forma modificada, en la clase Leader de Bulleid .
Problemas
En la práctica, el arreglo presenta una serie de desventajas. Grietas desarrolladas en la carcasa del baño de aceite debido a un procedimiento de soldadura incorrecto. [7] La condensación provocó corrosión y el aceite se filtró a través de sellos inadecuados, lo que provocó el deslizamiento de las ruedas y peligros de incendio . [8] La sincronización de las válvulas era muy impredecible; esto se ha atribuido al estiramiento de la cadena, aunque Bulleid afirmó que estaba permitido. Las cadenas fueron reemplazadas como parte de un examen de válvulas y pistones a alrededor de 30,000 a 36,000 millas (48,000 a 58,000 km), momento en el cual estaban considerablemente gastadas. [4]Este desgaste, en los pasadores de la cadena y las ruedas dentadas, podría resultar en un alargamiento de las cadenas de hasta 6 pulgadas (15,2 cm). Bulleid afirmó que una holgura de 3 pulgadas (76,2 mm) sería absorbida por la cadena bajo carga, y que la irregularidad restante de la válvula se corregiría ajustando el corte. [6]
Se considera ampliamente que el estiramiento de la cadena es la causa de las ineficiencias del engranaje, pero otra causa puede haber sido geométrica debido a las proporciones secuenciales de las palancas, especialmente los balancines multiplicadores que transmitían el movimiento limitado del engranaje de válvula "miniaturizado" al enlace de unión. accionando la válvula de pistón de carrera larga. Estos balancines por sí solos habrían dificultado la sincronización precisa de las válvulas, dando lugar a tensiones en el mecanismo de accionamiento, un síntoma de lo cual sería un aumento en la probabilidad de estiramiento de la cadena. El alcance máximo de los enlaces de expansión fue de 2,25 pulgadas (5,7 cm). Para proporcionar el recorrido máximo de la válvula de 6 pulgadas (15,2 cm), los balancines multiplicaron el movimiento del cigüeñal auxiliar en una relación de 8: 3. [6]Los efectos del desgaste en las juntas de los pasadores, también multiplicados por la misma relación, hicieron que las aberturas de las válvulas variaran entre cilindros incluso si el impulsor mantenía el mismo corte. [9]
Otra complicación fue el comportamiento impredecible del tipo de inversor de vapor Eastleigh empleado. [7] Si este inversor se comportaba mal bajo las presiones fluctuantes presentes en la caja de vapor, la locomotora parecía tener voluntad propia. [10] Por ejemplo, si el inversor se pone en marcha completa, la holgura en el movimiento haría que las válvulas sobrepasen su recorrido completo diseñado. Esto provocaría que la locomotora despegara como un caballo de carreras desatado, alto consumo de carbón, arrojando el fuego por la chimenea y corriendo el riesgo de un violento resbalón a alta velocidad.
Estos problemas combinados contribuyeron al eventual reemplazo del engranaje por tres juegos separados de engranajes Walschaerts montados de manera convencional.
Referencias
- ^ Bulleid, HAV (1977). Bulleid del Sur . Hinckley: Ian Allan Publishing. ISBN 0-7110-0689-X.
- ^ Bulleid, HAV Bulleid del sur . pag. 56.
- ^ Mannion, RJ (1998). Los Pacíficos del Sur . Stroud: Publicaciones Sutton. pag. 46. ISBN 0-7509-1734-2.
- ↑ a b Mannion, RJ The Southern Pacifics . pag. 47.
- ^ Day-Lewis, S (1964). Bulleid, último gigante de Steam . Londres: George Allen y Unwin. pag. 148.
- ^ a b c d Mannion, RJ The Southern Pacifics . pag. 48.
- ^ a b c Bulleid, HAV Bulleid del sur . pag. 57.
- ^ Reed, Brian. Perfil Loco no 22, "Pacificos de la Marina Mercante" . Windsor, Reino Unido: Publicaciones de perfiles. pag. 231.
- ^ Mannion, RJ The Southern Pacifics . pag. 89.
- ^ Bulleids en retrospectiva . Wheathampstead, Hertfordshire: Publicación de videos de transporte.
