Una barra Johnson es una palanca de control en una locomotora de vapor , que se utiliza para controlar la sincronización de la admisión de vapor en los cilindros de la locomotora . Al controlar esta sincronización, se regula la cantidad de potencia entregada a las ruedas, al igual que la dirección en la que giran las ruedas, lo que le da a la palanca el nombre alternativo de la palanca de inversión . Este es el término empleado en inglés británico , mientras que el término 'Johnson Bar' es la norma en los Estados Unidos .
Los historiadores no han identificado las razones por las que los ingenieros llamaron a la palanca de inversión una barra Johnson, pero la palanca de inversión se describe en las revistas ferroviarias británicas y estadounidenses de la época. [1] La mejor acreditación de la invención está documentada bajo el engranaje de válvulas Walschaerts .
La palanca de inversión en la historia de las locomotoras está documentada desde aproximadamente 1842. La Asociación Estadounidense de Maestros Mecánicos de Ferrocarriles tenía miembros que publicaban ilustraciones. Las piezas de la palanca de inversión están dibujadas en el "Diccionario de locomotoras", 1ª edición (1906), de George Little Fowler. La palanca está vinculada al pistón del engranaje de la válvula dentro del puerto de vapor de alta presión. El grifo de presión de vapor se cierra para cortar la energía y, después de detenerse, el pistón del engranaje de la válvula se puede mover con seguridad una corta distancia utilizando la palanca como punto de apoyo vinculado al pistón en el interior. Aunque el enlace fue diseñado para dar palanca, la barra Johnson haría un tiro firme para moverse y bloquearse en su posición. Algunas locomotoras tenían en su lugar un engranaje de inversión de tornillo.
El otro uso de la palanca es establecer el punto de corte de vapor.. Esto se mide como el porcentaje de la carrera del pistón durante la cual todavía se está admitiendo vapor vivo de la caldera en el cilindro. Para arrancar la locomotora (cuando se requiere el par máximo), el corte "completo" puede llegar al 85%, lo que significa que el pistón está sujeto a una presión de caldera casi total durante la mayor parte de su recorrido. Por el contrario, cuando se corre a alta velocidad y no se acelera ni se sube una pendiente, el corte se puede establecer en un 10%. Esto reduce el par pero ahorra mucho combustible, ya que se suministra mucho menos vapor al cilindro y se usa de manera más eficiente, expandiéndose más y, por lo tanto, agotado a una temperatura mucho más baja que cuando se trabaja con el corte completo. Para el funcionamiento estable de la mayoría de las locomotoras, es más eficiente en términos de combustible y agua funcionar con el acelerador.abierto de par en par y un atajo.
La palanca de inversión tiene un mecanismo de retención que se acopla con una serie de muescas para mantener la palanca en la posición de corte deseada. Esto significa que el operador no tiene una selección completa de posiciones de corte entre la marcha máxima y media, sino solo aquellas que corresponden con las muescas. La posición de las muescas la elige el diseñador o constructor de la locomotora teniendo en cuenta el propósito previsto de la locomotora; en general, los motores diseñados para transporte de mercancías tendrán menos muescas con un corte mínimo `` más largo '' (que proporciona un alto esfuerzo de tracción a bajas velocidades pero baja eficiencia a altas velocidades) mientras que una locomotora de pasajeros tendrá más muescas y un corte mínimo más corto (lo que permite la eficiencia a altas velocidades a expensas del esfuerzo de tracción).Si el corte mínimo provisto por las muescas fuera demasiado alto, no sería posible hacer funcionar la locomotora de la manera eficiente descrita anteriormente (con un regulador completamente abierto) sin provocar el desperdicio de vapor o el `` ahogo '' de los conductos de vapor. por lo que el regulador tendría que estar cerrado, lo que limita la eficiencia.