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Jun 29, 2023

Diesel

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Es extraño pero cierto: las locomotoras diésel-eléctricas tienen raíces en los tranvías. Dado que las locomotoras diésel reemplazaron rápidamente a las locomotoras de vapor en los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial, es fácil imaginar las diésel como una evolución natural de la locomotora de vapor. El hecho es que casi no hubo transferencia de tecnología. El melodioso silbido de vapor fue reemplazado por una bocina de aire a todo volumen. En lugar de un badajo tirado por una cuerda con una campana de latón, había un timbre neumático para una campana de acero. El sistema de frenos 6ET (Engine & Tender) se transformó en el sistema de frenos 6BL (Branch Line), y todavía carece de una válvula de freno automática de giro automático y de la función vital de mantenimiento de la presión del tubo de freno.

La verdadera transferencia de tecnología comenzó años antes, ya que los orígenes de las locomotoras diésel-eléctricas se remontan a los tranvías, no a las máquinas de vapor. Las primeras locomotoras diésel-eléctricas reflejaban el legado del desarrollo de los tranvías de varias maneras, algunas de las cuales están presentes en todas las locomotoras nuevas hasta el día de hoy.

Comencemos con los motores bobinados de la serie DC. Los ingenieros y científicos que trabajaban en el desarrollo de tranvías vieron las claras ventajas de los motores de corriente continua para la propulsión, específicamente, las características de un alto par a bajas velocidades de rotación. La energía a baja velocidad coincidía perfectamente con las necesidades de las operaciones ferroviarias para arrancar trenes y ofrecía una gran ventaja sobre el vapor. Si bien las armaduras pueden haberse hecho más grandes (y el material aislante ciertamente lo hizo una y otra vez), este diseño de motor de CC siguió siendo casi el motor de tracción exclusivo hasta un siglo después, cuando los motores de CA de velocidad variable se volvieron prácticos.

Mientras reflexionaban sobre el voltaje y la corriente correctos para la propulsión del tranvía, los ingenieros eléctricos llegaron a la progresión de un circuito en serie seguido de un circuito en serie-paralelo y luego una disposición de cableado completamente paralelo para que los motores de tracción administren los niveles apropiados de corriente (amperios). para arranque y voltaje para velocidades más altas. Este importante circuito de potencia en serie-paralelo estuvo presente en las nuevas locomotoras hasta la década de 1980, cuando los continuos aumentos en la potencia del alternador de tracción hicieron que esta disposición del motor quedara obsoleta.

Los primeros diseñadores de tranvías lucharon por transmitir potencia desde el motor de serie CC a las ruedas. Los arreglos incómodos utilizaban correas, engranajes y armaduras montadas en ejes. Todo resultó insatisfactorio porque no había una manera razonable de mantener el motor alineado con el juego de ruedas mientras se recorría la pista. En la solución de tranvía sugerida por el inventor Frank Sprague, el motor de tracción cuelga del eje. Sprague llamó a esto “suspensión de carretilla” y eliminó el problema de alineación. Sigue utilizándose en todo el mundo.

La selección de materiales de carbono para las escobillas eléctricas necesarias para la conmutación de motores de CC fue un golpe de genialidad que resolvió el principal problema de confiabilidad de los motores de CC a principios del siglo XX. Todas las locomotoras utilizaron esta tecnología hasta la introducción de los motores de tracción de CA en los años 1990. De hecho, se creó toda una industria que fabrica escobillas de carbón para la industria estadounidense para respaldar los motores de corriente continua. ¿Has oído hablar alguna vez de la National Carbon Company, posteriormente adquirida por Union Carbide? Incluso hoy en día, más de la mitad de todas las locomotoras norteamericanas utilizan escobillas de carbón.

Durante la era del tranvía, el control de velocidad se lograba con seis a ocho muescas en un reóstato operado manualmente. De manera similar, el control del acelerador de ocho posiciones de los motores de combustión interna es una característica de casi todas las locomotoras diésel-eléctricas construidas en América del Norte. (Las posiciones de medio acelerador en las locomotoras General Electric de la década de 1960 fueron una rara excepción).

Y, por último, todos los aspectos importantes del control de unidades múltiples (MU) que todavía se utilizan para las locomotoras diésel-eléctricas fueron introducidos para uso en tranvías por Frank Sprague en su patente del 16 de octubre de 1900 sobre este tema. No en vano muchos asocian el éxito de las locomotoras diésel-eléctricas con el control múltiple. El impacto de los controles de MU en la longitud de los trenes de mercancías es innegable. Agregar el control de una segunda, tercera, cuarta e incluso quinta locomotora bajo el control de un solo operador ha producido enormes ganancias de productividad desde la era del vapor. Pero vale la pena recordar que Frank Sprague tenía un control de unidades múltiples patentado y funcionando en el ferrocarril elevado Southside de Chicago en 1897. Si bien el cable MU inicial tenía solo cinco conectores, el precedente para operaciones MU que involucraban múltiples vehículos ferroviarios con motores de tracción de CC ya estaba vigente.

Y así, los tranvías sentaron las bases de las locomotoras diésel-eléctricas. Si bien la complejidad de las locomotoras diésel eclipsó hace mucho tiempo a los tranvías, los trenes ligeros de hoy son competidores directos en la aplicación de tecnología moderna.

Don Graab pasó la mayor parte de sus 39 años de carrera ferroviaria en áreas relacionadas con el mantenimiento de locomotoras. Se retiró de Norfolk Southern como vicepresidente mecánico.