Engranaje de válvula Stephenson
El engranaje de válvula de Stephenson o el enlace de Stephenson o el enlace de cambio [1] es un diseño simple de engranaje de válvula que se usó ampliamente en todo el mundo para varios tipos de máquinas de vapor . Lleva el nombre de Robert Stephenson [2] pero fue inventado por sus empleados.
Durante la década de 1830, el accionamiento de válvula más popular para locomotoras se conocía como movimiento de gab en el Reino Unido y movimiento de gancho en V en los EE . UU . [3] El movimiento de gab incorporaba dos juegos de excéntricas y varillas para cada cilindro; una excéntrica estaba configurada para dar movimiento hacia adelante y la otra hacia atrás al motor y, en consecuencia, una u otra podía acoplarse con un pasador que accionaba la válvula de distribución por medio de los gab: - extremos en forma de uve de las varillas excéntricas que se suponía que atrapaban el balancín accionando el vástago de la válvula cualquiera que sea su posición. Era un mecanismo torpe, difícil de operar y solo daba eventos de válvula fijos.
En 1841, dos empleados de la fábrica de locomotoras de Stephenson , el dibujante William Howe y el diseñador de modelos William Williams, sugirieron el recurso simple de reemplazar los gabinetes con un eslabón ranurado vertical, pivotado en ambos extremos hacia las puntas de las varillas excéntricas. Para cambiar de dirección, los extremos del eslabón y la barra se subían o bajaban por medio de una manivela acodada contrapesada accionada por una varilla de alcance que la conectaba a la palanca de inversión. Esto no solo simplificó la inversión, sino que se percató de que el engranaje se podía subir o bajar en pequeños incrementos y, por lo tanto, el movimiento combinado de las excéntricas de "adelante" y "atrás" en diferentes proporciones impartiría un recorrido más corto a la válvula, cortandoadmisión de vapor más temprano en la carrera y utilizando una menor cantidad de vapor de forma expansiva en el cilindro, utilizando su propia energía en lugar de seguir extrayéndolo de la caldera. Se convirtió en práctica poner en marcha el motor o subir pendientes con un corte largo, generalmente alrededor del 70-80% como máximo de la carrera de potencia y acortar el corte a medida que se ganaba impulso para beneficiarse de la economía del trabajo expansivo y el efecto de un mayor avance y Mayor compresión al final de cada carrera. Este proceso se conocía popularmente como "linking up" o "notching up"., esto último porque la palanca de inversión podría mantenerse en posiciones precisas por medio de un pestillo en la palanca que encaja en muescas en un cuadrante; el término se mantuvo incluso después de la introducción del inversor de tornillo. Otra ventaja intrínseca del engranaje de Stephenson que no se encuentra en la mayoría de los otros tipos fue el paso variable. Dependiendo de cómo se dispusiera el engranaje, era posible reducir considerablemente la compresión y la contrapresión al final de cada carrera del pistón cuando se trabajaba a baja velocidad en plena marcha; una vez más, a medida que se ganaba impulso y se acortaba el corte, el avance avanzaba automáticamente y se aumentaba la compresión, amortiguando el pistón al final de cada carrera y calentando el vapor atrapado restante para evitar la caída de temperatura en la carga fresca del vapor de admisión entrante.
Las locomotoras estadounidenses se emplearon universalmente dentro del engranaje de válvulas Stephenson colocado entre los marcos hasta alrededor de 1900, cuando rápidamente dio paso al movimiento exterior de Walschaerts . En Europa, el engranaje de Stephenson podía colocarse fuera de las ruedas motrices y accionarse mediante excéntricas o manivelas de retorno o bien entre los bastidores accionados desde el eje a través de excéntricas, como ocurría principalmente en Gran Bretaña.
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