locomotora compuesta
Una locomotora compuesta es una locomotora de vapor impulsada por un motor compuesto , un tipo de máquina de vapor donde el vapor se expande en dos o más etapas. [1] [2] La locomotora fue solo una aplicación de capitalización. Se utilizaron dos y tres etapas en barcos, por ejemplo. [3]
La composición se hizo popular para las locomotoras ferroviarias desde principios de la década de 1880 y en la década de 1890 se estaba volviendo común. Se construyeron grandes cantidades, en su mayoría compuestos de dos y cuatro cilindros, en Francia, Alemania, Austria, Hungría y los Estados Unidos. Su popularidad disminuyó debido a problemas de mantenimiento y porque el sobrecalentamiento proporcionó eficiencias similares a un costo menor. No obstante, los mazos compuestos fueron construidos por Norfolk and Western Railway hasta 1952.
En la disposición habitual de un motor compuesto, el vapor primero se expande en uno o dos cilindros de alta presión (HP) , luego, habiendo cedido algo de calor y perdido algo de presión, se escapa a un cilindro de baja presión (LP) de mayor volumen. , (o dos, - o más), extendiendo así la parte de expansión del ciclo termodinámico . Se puede decir que los cilindros funcionan en "serie" a diferencia de la disposición normal de una locomotora de expansión simple.donde trabajan en "paralelo". Para equilibrar los empujes de los pistones de un compuesto, la relación de volumen del cilindro HP:LP debe determinarse cuidadosamente, generalmente aumentando el diámetro del cilindro LP y/o alargando la carrera. En los motores sin condensación, la relación de volumen HP:LP suele ser de 1:2¼. En las locomotoras con engranajes, los volúmenes de los cilindros se pueden mantener más o menos idénticos aumentando la velocidad del pistón LP. El compuesto puede referirse a cualquier motor de expansión múltiple. [4] La información adicional viene con los términos doble, triple, cuádruple. Una locomotora experimental de triple expansión, llamada LFLoree, fue construida por American Locomotive Company y Delaware & Hudson Railroad en 1933. [5] [6]
Los principales beneficios que se buscan con los compuestos son la reducción del consumo de combustible y agua, además de una mayor relación potencia/peso debido a una mayor expansión en el cilindro antes de que se abra la válvula de escape, lo que brinda una mayor eficiencia; Las ventajas adicionales incluyen un par más uniforme y, en muchos casos, cualidades de conducción superiores con el consiguiente menor desgaste en la cadena y el tren de rodaje. Cuando se combinaron grados pesados y cargas por eje bajas, la locomotora compuesta a menudo se consideró la solución más viable. El diseño exitoso de una locomotora compuesta exige una comprensión firme de la termodinámica y la dinámica de fluidos; que tal no haya sido el caso con frecuencia es la razón por la cual muchas producciones en el pasado han estado lejos de ser óptimas. Esto es especialmente cierto en el caso de las locomotoras construidas en los primeros años del siglo XX. El problema no solo afectó a los compuestos, pero fue dramático en su caso debido al largo ciclo de vapor que los hizo particularmente sensibles a la caída de temperatura y la condensación del vapor durante su largo paso. Al reconstruir locomotoras más antiguas a partir de 1929, Chapelon pudo obtener de manera económica lo que parecían mejoras casi "mágicas" en potencia y economía al mejorar el flujo a través del circuito de vapor, al mismo tiempo que instaló un sobrecalentador más grande para aumentar la temperatura inicial del vapor y retrasar condensación en los cilindros de LP.
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