Un sistema de ancho variable permite a los vehículos ferroviarios de un tren viajar a través de una rotura de ancho causada por dos redes ferroviarias con diferentes anchos de vía .
Para la operación completa, un tren debe estar equipado con bogies especiales que contengan juegos de ruedas de ancho variable que contengan un eje de ancho variable (VGA). El ancho de vía se modifica conduciendo el tren a través de un cambiador de ancho de vía o una instalación de cambio de calibre . En efecto, la pista se ensancha o se estrecha.
A medida que el tren pasa por el cambiador de ancho, las ruedas se desbloquean, se acercan o se separan y luego se vuelven a bloquear. Los sistemas de ancho variable instalados existen dentro de la red interna de España, y están instalados en enlaces internacionales entre España / Francia (tren español), Suecia / Finlandia (tren sueco), Polonia / Lituania (tren polaco) y Polonia / Ucrania (tren polaco) .
Un sistema de cambio de ancho, sin necesidad de parada, está muy extendido para el tráfico de pasajeros en España , [1] utilizado en servicios que se ejecutan en una combinación de líneas dedicadas de alta velocidad (con ancho estándar ) y líneas más antiguas (con ancho ibérico ). [2] Los sistemas similares para el tráfico de mercancías son todavía bastante incipientes, ya que el mayor peso por eje aumenta el desafío tecnológico. Aunque existen varias alternativas, que incluyen la transferencia de carga, el reemplazo de ruedas y ejes individuales , el intercambio de camiones , los vagones transportadores o el simple transbordo de carga o pasajeros, no son prácticas, por lo que un sistema barato y rápido para cambiar de ancho sería beneficioso para la carga transfronteriza. tráfico. [3]
Los nombres alternativos incluyen juegos de ruedas de calibre ajustable (GAW), sistema de cambio automático de ancho de vía (ATGCS / TGCS), sistema de reajuste de calibre de material rodante (RSRS), sistema de ajuste de ancho de vía (RGAS), juego de ruedas de cambio , [4] camión rodante de ancho variable , [5] cambio de ancho de vía y juego de ruedas de cambio de vía .
Descripción general
Los ejes de ancho variable ayudan a resolver el problema de una rotura de ancho sin tener que recurrir a vías de ancho doble o transbordo . Los sistemas permiten el ajuste entre dos manómetros. No se utilizan diseños de cambiadores de calibre que admitan más de dos calibres. [6]
Sistemas
Hay varios sistemas de ejes de ancho variable:
- Talgo-RD [7] [8] (de Talgo ).
- El sistema Talgo está en servicio fiscal en Portbou e Irun , en la frontera hispano-francesa, desde 1968
- Se utiliza en el tren Strizh entre Moscú y Berlín. [9]
- CAF-BRAVA [7] (de Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles ) [10] [11]
- El sistema BRAVA fue diseñado originalmente en 1968 por Vevey Company (desde entonces absorbida por Bombardier Transportation ), una empresa ubicada en la ciudad de Vevey en el lago de Ginebra , en Suiza. El sistema originalmente se llamó "eje Vevey". [12] [13] El diseño fue posteriormente obtenido y mejorado por Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles (CAF).
- DB Cargo - Knorr-Bremse . [14] en desarrollo en 2002 para su uso entre Europa y Rusia.
- DBAG - Rafil Type V [7] para fletes (de Radsatzfabrik Ilsenburg para Deutsche Bahn). [15] [16] [17]
- Japan Railways RTRI [7] (del Instituto de Investigación Técnica de Ferrocarriles de Japón ) para ser utilizado en ejes motorizados. [18] [19]
- Sistema PKP SUW 2000 [7] producido por ZNTK Poznań para los ferrocarriles estatales polacos . [20] [21]
- El ferrocarril Montreux-Oberland Bernois (MOB), Suiza en preparación por Prose (Fabricante) de Winterthur 1.435 mm ( 4 pies 8 + 1 / 2 en ) / 1,000 mm ( 3 pies 3 + 3 / 8 en ). [22] [23]
Compatibilidad
Los sistemas de ancho variable no son todos compatibles. Solo los sistemas SUW 2000 y Rafil Type V son interoperables. [7]
En 2009, en Roda de Barà, cerca de Tarragona , se estaba desarrollando un Unichanger capaz de manejar cuatro sistemas VGA diferentes. [24]
Trafico internacional
VGA es particularmente importante con el tráfico ferroviario internacional porque los cambios de ancho tienden a ocurrir con más frecuencia en las fronteras internacionales.
Velocidad
La velocidad máxima de los trenes equipados con las diferentes tecnologías varía. Solo CAF y Talgo producen VGA de alta velocidad, lo que permite velocidades de hasta 250 km / h. [7]
Cambiador de calibre
Un cambiador de calibre es un dispositivo que fuerza el ajuste del calibre en las ruedas. Los diseños consisten en un par de rieles de carrera que varían gradualmente en ancho entre los dos calibres, combinados con otros rieles y palancas para desbloquear, mover, apoyar y volver a bloquear los ejes ajustables.
En el sistema español Talgo-RD, se utiliza un rociado constante de agua para lubricar las superficies metálicas, para reducir el calor y el desgaste. Un cambiador de ancho Talgo-RD mide 20 metros de largo y 6 metros de ancho.
Operación
Las unidades múltiples de ancho variable , o un tren que incluya una locomotora de ancho variable (por ejemplo, Talgo 250) y material rodante, pueden circular directamente a través de un cambiador de ancho. Normalmente, la locomotora no podrá cambiar de ancho, lo que significa que debe apartarse mientras pasa el resto del tren. En el lado opuesto se acoplará al tren una nueva locomotora del otro ancho.
Se puede empujar un tren (o un vagón individual) hasta la mitad del cambiador de ancho, desacoplar y luego (una vez lo suficientemente lejos) acoplarlo a la nueva locomotora y tirar del resto del camino. Una gran longitud de cable con ganchos en el extremo significa que el proceso puede ser asincrónico, utilizándose el cable para hacer un puente a lo largo del cambiador de ancho (para acoplar temporalmente los vagones que llegan y la locomotora receptora, aunque sin control de frenado del locomotora a los vehículos del tren).
En los trenes de larga distancia en España y los trenes nocturnos que cruzan de España a Francia, la locomotora que llega se detiene justo antes del cambiador de ancho, se desacopla y se mueve hacia un desvío corto fuera del camino. Luego, la gravedad mueve el tren a través del cambiador de ancho a baja velocidad controlada. La nueva locomotora se acopla a la parte delantera solo después de que el tren lleno haya terminado de pasar por el cambiador.
Países
Australia
En 1933, se ofrecieron hasta 140 invenciones [25] a los ferrocarriles de Australia para superar las rupturas de ancho de vía entre los diferentes estados. Ninguno fue aceptado. [26] Aproximadamente 20 de estos dispositivos eran ruedas / ejes ajustables de algún tipo u otro, que pueden ser análogos al VGA moderno . Los sistemas VGA se diseñaron principalmente para líneas de ancho ancho y ancho estándar.
Canadá
Los ejes de ancho variable se utilizaron durante un tiempo en el Grand Trunk Railway en la década de 1860 en Canadá para conectar 5 pies 6 pulgadas ( 1,676 mm ) y 4 pies 8 + 1 / 2 en ( 1435 mm ) de calibre estándar sin transbordo. Quinientos vehículos fueron equipados con "camiones de ancho ajustable", pero después de un intenso uso diario, el sistema resultó insatisfactorio, especialmente en climas fríos y nevados. El sistema utilizaba ejes telescópicos con bujes anchos que permitían apretar o estirar las ruedas a través de un cambiador de calibre, después de soltar manualmente los pasadores de sujeción. [27] [28] [29]
Las operaciones ferroviarias sobre el puente del Niágara también fueron complicadas. [30]
porcelana
- Una patente con diagrama (2006) (no parece decir cómo se cambian también las zapatas de freno o los frenos de disco) [31]
Finlandia / Suecia
En 1999, se instaló un cambiador de ancho en Tornio en el extremo finlandés de la sección de ancho doble entre Haparanda y Tornio, para su uso con vagones de mercancías de ancho variable. [32] El cambiador de calibre Tornio es un diseño de Rafil de Alemania; solía existir un cambiador de ancho similar Talgo-RD en el extremo de Haparanda, pero fue retirado [33] ya que requería deshielo en invierno. [34]
El tráfico ferroviario operado por SeaRail y que llegaba desde Alemania y Suecia por mar utilizaba las instalaciones de intercambio de bogies en el puerto de Turku .
Georgia
Se ha instalado un nuevo cambiador de ancho en Akhalkalaki para el ferrocarril Bakú-Tbilisi-Kars . El extremo noroeste tiene carriles 1.435 mm ( 4 pies 8 + 1 / 2 en ) aparte, extremo sureste tiene carriles 1,520 mm ( 4 pies 11 + 27 / 32 en ) de distancia. Se proporcionan adaptadores de cambio de bogie y de ancho variable.
Alemania – Rusia
(Ver España)
- Los pedidos de 3 trenes realizados se realizaron en 2011. [35] Los trenes están en servicio desde 2016 con el Strizh (tren) .
Japón
El " Tren de cambio de ancho " es un proyecto iniciado en Japón en la década de 1990 para investigar la viabilidad de producir un tren eléctrico de unidades múltiples (EMU) capaz de operar tanto el 1.435 mm ( 4 pies 8 + 1 / 2 en ) Shinkansen red de alta velocidad en 270-300 km / h y el original 1,067 mm ( 3 pies 6 en ) red a 130-140 km / h. [36] [37] Véase la patente de Estados Unidos 5.816.170 . [38] [39]
El tren de primera generación se probó de 1998 a 2006, incluso en la pista de pruebas de alta velocidad de EE. UU. En 2002. [40] [41] El tren de segunda generación, destinado a circular a una velocidad máxima de 270 km / h (170 mph), fue probado en varios lugares de Japón entre 2006 y 2013. [42] Un tren de tercera generación ha sido sometido a pruebas de confiabilidad desde 2014 en preparación para la posible introducción al servicio en la extensión prevista de Kyushu Shinkansen a Nagasaki.
La UEM "Tren de cambio de ancho" de primera generación en mayo de 2003
La UEM "Tren de cambio de ancho" de segunda generación en septiembre de 2012
Polonia
Polonia tiene cambiadores de ancho SUW 2000 instalados en líneas internacionales a Lituania y Ucrania utilizados para trenes nocturnos diarios y algunos transportes de carga.
- Desde el 14 de diciembre de 2003, se introdujeron trenes VGA entre Cracovia (Polonia) y Lviv (Ucrania) en lugar del intercambio de bogies . [43] VGA ahorra aproximadamente 3 horas en comparación con el cambio de camión. Los calibres involucrados son 1.435 mm ( 4 pies 8 + 1 / 2 en ) y 1,520 mm ( 4 pies 11 + 27 / 32 en ).
- Ver Ucrania .
España
España es el mayor usuario de sistemas de ancho variable. Esto se debe a la necesidad de conectar líneas principales más antiguas construidas en ancho ibérico y extensas nuevas líneas ferroviarias de alta velocidad y conexiones con Francia, utilizando el ancho estándar. Se instalan dos cambios de ancho en las líneas a Francia y en todas las entradas / salidas que conducen entre la red de alta velocidad y las líneas más antiguas. También hay longitudes significativas de 1000 mm ( 3 pies 3 + 3 / 8 en ) líneas secundarias pero estos no son conectados a la red principal.
En febrero de 2004, RENFE realizó pedidos de:
- Cuarenta y cinco CAF / Alstom 25 kV CA / 3 kV CC, EMU de ancho variable para servicios regionales de 250 km / h, entre octubre de 2006 y mayo de 2009 (€ 580 millones) [ cita requerida ]
- Veintiséis trenes de ancho variable de 25 kV CA para servicios de larga distancia de 250 km / h que utilizan dos coches de motor Bombardier y coches de remolque Talgo Serie VII (370 millones de euros) [ cita requerida ] Los anchos implicados son 1.435 mm ( 4 pies 8 + 1 / 2 en ) y 1,668 mm ( 5 pies 5 + 21 / 32 en ).
- Olmedo a Medina del Campo en Valladolid , pista de pruebas española. [44]
- Noviembre de 2008 - Tren de alta velocidad de Cádiz a Varsovia . [45]
- Julio de 2009: Talgo 250 se suministra con mandos finales de cambio de calibre Voith Turbo SZH-692 . [ cita requerida ]
Suiza
Se implementarán ejes de ancho variable en la línea Montreux-Gstaad-Zweisimmen-Spiez-Interlaken. Los trenes cambiarán automáticamente de 1000 mm ( 3 pies 3 + 3 / 8 en ) a 1,435 mm ( 4 pies 8 + 1 / 2 en ) en Zweisimmen. [46] Se ha construido y probado un bogie de prueba. No tiene ejes que permitan que los semimáculos de bogie que sostienen las ruedas en ambos lados se deslicen lateralmente entre sí. [47]
Ucrania
Como parte de una oferta conjunta para la Copa Europea de Fútbol 2012 con Polonia , se introducirían trenes VGA al otro lado de su frontera.
Reino Unido
John Fowler menciona en 1886 un intento del GWR de desarrollar un eje "telescópico". [48]
Los tranvías corrían entre Leeds ( 4 pies 8 + 1 / 2 en o 1,435 mm de calibre estándar ) y Bradford ( 4 pies o 1,219 mm de calibre) después de una prueba exitosa en 1906 utilizando Bradford número del coche de tranvía 124. El sistema fue más tarde patentados por - GB190601695 (A) de 1906 Este sistema fue mejorado nuevamente en la patente GB190919655 (A) de 1909 al introducir un sistema de bloqueo que actúa sobre la rueda y el eje en lugar de solo la llanta de la rueda. Esto proporcionó un agarre más efectivo donde la rueda podía moverse libremente a lo largo del eje estriado . [49] [50]
Comparación con el intercambio de camiones
Tiempo tomado
En VGA, el tren pasa a través del "ajustador" a unos 10 km / h [51] (2,77 m / s) sin necesidad de desacoplar los vagones o desconectar (y probar) el equipo de freno.
Locomotoras
Las locomotoras de vapor generalmente no son convertibles de ancho sobre la marcha. Si bien las locomotoras diesel pueden cambiarse por camión, [52] normalmente no se hace debido a la complejidad de la reconexión de cables y mangueras. En Australia, algunas locomotoras se transfieren entre gálibos. La transferencia puede ocurrir cada pocos meses, pero no para un viaje individual.
En 2004, las locomotoras eléctricas de pasajeros de ancho variable estaban disponibles en Talgo. [53] [54] [55] No está claro si se dispone de locomotoras de carga de ancho variable.
Eléctrico
- L-9202 es una locomotora Bo-Bo de doble voltaje experimental de alta velocidad ( 3 kV CC / 25 kV CA ) VGA. [56]
- También se planearon locomotoras Talgo 250 para transportar trenes de ancho variable de doble voltaje desde Montpellier a 200 km desde la frontera hasta Barcelona y Madrid. Dos carros de motor Talgo 250 transportan 11 carros de remolque de pasajeros. [57] [58]
- UEM [59]
Peso
- Un camión de calibre ajustable completo con juegos de ruedas pesa un total de aproximadamente una tonelada / tonelada más que un camión convencional y normalmente debe usar frenos de disco , que se enfrían más lentamente. [45] [57]
Historia
- 1915. CW Prosser. - Argus [60]
- 1921. CR Prosser. - Viernes de Argus 8 de julio de 1921 [61]
- 1922. J. Grieve. - Argus, 19 de julio de 1922 [62]
Ver también
- CRA
- Cambio de eje
- Vía del eje
- Vehículo barrera
- Intercambio de bogies
- Tranvías de Bradford Corporation
- Acoplamientos dobles
- Tren de cambio de ancho
- INTERGAUGE una forma de VGA
- Interoperabilidad
- Lista de anchos de vía
- Aparato de transferencia de automóviles Ramsey
- SUW 2000 una forma de VGA
- Juego de ruedas
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El esquema seleccionado fue patentado por CD Tisdale de East Boston, Massachusetts, y la primera patente se emitió en marzo de 1863. Las ruedas especiales con bujes extra grandes se equiparon con cuñas de llave. Se hicieron muescas en los ejes para que las ruedas pudieran ajustarse en un calibre estándar o de 5 pies y 6 pulgadas. Las llaves estaban bloqueadas en su lugar con un largo imperdible y bandas de goma gigantes. La posición de la rueda fue cambiada por una pista gradualmente divergente o convergente. En el cambio de ancho a estándar, las llaves se aflojarían y quitarían en un extremo de la vía que se estrechaba, los trabajadores en un pozo de 4 pies de profundidad quitaron las llaves de debajo del tren. Se construyó un largo cobertizo sobre los pozos para proteger a los trabajadores. Con las llaves fuera, el tren fue empujado lentamente por la vía, y las ruedas serían forzadas hacia adentro mientras el tren se movía a lo largo de los rieles convergentes. Una vez al final, los trabajadores volverían a insertar y bloquear las cuñas y el tren podría seguir su camino. El cambio se puede realizar en cinco a diez minutos. Al cambiar a vía ancha, un tercer riel colocado dentro de la vía cónica empujó la rueda hacia la vía más ancha. Las estaciones de cambio estaban ubicadas en Pointe-Saint-Charles , Montreal y Sarnia, Ontario . El plan se probó por primera vez en noviembre de 1863, pero no se le dio ninguna consideración seria hasta principios de 1868. Las pruebas resultaron tan prometedoras que, a fines del año siguiente, doscientos automóviles de ancho ajustable circulaban entre Chicago y Boston a través de Michigan Central. Grand Trunk, Vermont Central y varias líneas de conexión en Nueva Inglaterra. Los problemas de la ruta norte este-oeste parecían haberse resuelto, y el Despacho Nacional ordenó trescientos coches más. [...] su conversión costosa y disruptiva podría haberse evitado si los camiones de ancho variable hubieran funcionado tan bien como se hubiera anunciado. Evidentemente, se habían desarrollado problemas. Se decía que las ranuras del chavetero debilitaban los ejes. Las dudas sobre la seguridad de los ejes telescópicos se expresaron ya en 1846, mucho antes de la prueba Grand Trunk. Se expresó un escepticismo considerable en cuanto a la confiabilidad de los trabajadores encargados de aflojar y apretar tantas ruedas día tras día ".
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El tráfico entre Tornio y Haaparanta continuó disminuyendo levemente. Se tomaron medidas para aumentar el volumen de esta línea acelerando los trámites de cruce de fronteras. El desarrollo de una nueva máquina de cambio de ancho de vía siguió avanzando y las pruebas se iniciarán en Tornio a principios de la primavera de 1999. Esta máquina aumentará el volumen de tráfico entre Finlandia y Escandinavia.
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En la frontera entre Suecia y Finlandia se llevan a cabo ensayos con sistemas con la técnica de cambio automático de ancho de vía desde 1997 durante las severas condiciones invernales. Se han probado dos sistemas diferentes, el sistema español Talgo y el sistema alemán Rafil. Hemos decidido continuar con el sistema Rafil. [...] se han comprado 14 bogies. El tráfico comercial ha estado en marcha desde octubre de 2005.
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- ^ a b Netzel, Andreas (2008). "Der automatisch umspurbare HGV-Triebzug Talgo 250" [El tren de alta velocidad de ancho variable Talgo 250]. ZEV Rail Glasers Annalen (en alemán). 132 : 170–1. INIST : 20940983 .
- ^ "Primera locomotora eléctrica de ancho variable en prueba: la que se dice que es la primera locomotora eléctrica de alta velocidad de ancho variable del mundo está a punto de iniciar el proceso de certificación en España. Talgo explica los antecedentes de este apasionante proyecto a David Briginshaw" . Revista Ferroviaria Internacional . 2007.
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- ^ "08 de julio de 1921 - ROTURA DEL DISPOSITIVO MEDIDOR. Demostración ante Memb" . Trove.nla.gov.au. 1921-07-08 . Consultado el 5 de febrero de 2014 .
- ^ "19 de julio de 1922 - ROTURA DEL PROBLEMA DEL MEDIDOR. Dispositivo del Capitán Grieve" . Trove.nla.gov.au . Consultado el 5 de febrero de 2014 .
Otras lecturas
- Alberto García Álvarez (agosto de 2010). Cambio automático de ancho de vía para trenes en España (PDF) (4 ed.). Fundación de los Ferrocarriles Españoles. ISBN 978-84-89649-56-9.
- Iglesias, Ignacio Jorge; ADIF (28 de junio de 2011). "El proyecto Unichanger: nueva generación de instalaciones de cambio de ancho" (PDF) . Madrid.
El sistema TCRS4 permite el paso de tecnologías CAF, Talgo, Rafil-DB [y] SUW2000
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enlaces externos
- Un sistema de eje de tren con ruedas de ancho variable , patente EP1112908, cedida a Talgo SA.
- Bogie de ancho variable para material rodante , patente EP0873929, cedida al Instituto de Investigaciones Técnicas Ferroviarias.
- Conjunto de eje ferroviario provisto de cambio automático de ancho de vía y adaptable a bogies de carga convencionales , patente US5787814, cedida a Talgo SA.
- Juegos de ruedas para vagones de ancho variable - Breve artículo , International Railway Journal, julio de 1999 [ aclaración necesaria ]
- Europea automática de canciones Indicador de cambio de sistemas , UIC -backed estudio de los diferentes sistemas de ancho variable
- Explicación del sistema de ancho variable de Talgo (en francés)
- El sistema de calibre variable de Talgo en acción
- Vista cercana del bogie variable de MOB en acción
- [enlace muerto permanente ] Informe de AU
- CFR
- [enlace muerto permanente ] Wishnevski
- Ucrania
- Sistemas de cambio automático de ancho en España (en español)