¿Qué es la locomotora a vapor?

Las locomotoras a vapor son locomotoras a vapor. Las locomotoras a vapor se utilizaron desde mediados del siglo XIX hasta mediados del siglo XX.

A mediados de los años 1500, las locomotoras comenzaron a ser tiradas por caballos en la carreta, que comenzó a usarse en Alemania. Con la invención de la máquina de vapor a principios de 1700, estos caminos comenzaron a convertirse en ferrocarriles, y la primera locomotora de vapor fue fabricada en 1804 por Richard Trevithick y Andrew Vivian en Inglaterra. La locomotora trabajó en Gales en la línea de tranvía "Penydarren" (Merthyr Tydfil), que está cerca del tamaño del riel. En el siguiente período, la locomotora de dos cilindros de Matthew Murray fue construida en 1812 para el operador del ferrocarril Vagonyolu Middleton.

Estos desarrollos en el Reino Unido aceleraron el inicio de los EE. UU. Y Tom Thumb, la primera locomotora de vapor estadounidense que trabajó en el ferrocarril Baltimore-Ohio en 1829, comenzó a trabajar en esta línea, y era un modelo de prueba y se lanzó en la ceremonia de inauguración del ferrocarril de Carolina del Sur en Estados Unidos. Best Friend of Charleston fue la primera locomotora ferroviaria exitosa.

Desarrollo de locomotora a vapor

En los 25 años posteriores a la construcción de la locomotora Trevithick, se utilizó con éxito un número limitado de locomotoras de vapor en los ferrocarriles que transportan carbón. Hacia el final de las guerras napoleónicas, este aumento en los precios de los piensos también tuvo un impacto significativo en esto. Dado que las carreteras Ievha hechas en hierro fundido no eran lo suficientemente fuertes como para soportar el peso de la locomotora de vapor, estas carreteras con una sección en "L" donde las ruedas del vagón encajaban fueron reemplazadas por rieles de superficie plana y ruedas con bridas.

Cilindro de locomotora a vapor

George Stephenson, aprovechando la experiencia de sus diseñadores anteriores en 1814, hizo que las locomotoras de superficie plana se movieran sobre rieles. En casi todas las locomotoras anteriores, los cilindros se colocaron verticalmente y se sumergieron parcialmente en la caldera. En 1815, Stephenson y Losh patentaron la idea de transmitir las ruedas motrices principales directamente desde los cilindros a través de las bielas superiores delanteras en lugar de transmitir la potencia de accionamiento desde el pistón a la rueda motriz principal. El dispositivo, que transmite la potencia de transmisión con ruedas dentadas, provocó un movimiento brusco, especialmente cuando el desgaste apareció en dientes grandes. El mecanismo, que transmite potencia directamente desde el cilindro, les dio a los diseñadores un mayor grado de libertad porque es más delgado.

Calderas de locomotora a vapor

Las calderas de locomotoras también se han convertido en una forma tubular cuando tenía la forma de un tubo magro, y luego en una forma tubular donde coexistían muchas tuberías, proporcionando así una superficie de calentamiento más amplia. En esta última forma, se unieron una serie de tuberías a una placa similar, que se encontró en el lado donde ardía la estufa. El vapor de escape de los cilindros provoca una explosión al pasar a través de las tuberías y pasar del extremo del humo a la chimenea, manteniendo vivo el fuego mientras la locomotora se mueve. Mientras una locomotora se encontraba donde estaba, se utilizó un nudo. Henry Booth, contador de la compañía Liverpool y Manchester, patentó en 1827 un accidente multitubo más sofisticado. Stephenson también usó el presente invento en su locomotora llamada Rocket (pero primero tuvo que hacer pruebas muy largas para evitar que los anillos de conexión en las placas finales a las que estaban conectadas las tuberías de cobre no fugas).

Después de 1830, la locomotora de vapor tomó la forma que se conoce hoy. Los cilindros se colocaron horizontalmente o ligeramente inclinados al final de donde salía el humo, y si el lugar del bombero se encontraba al final donde se quemó la estufa.

Chasis de locomotora a vapor

Con los rodillos y los ejes saliendo de estar conectados a la caldera o colocándolos justo debajo de la caldera, se necesitaba un marco para mantener juntas las diversas partes. El bastidor de varilla, utilizado por primera vez en locomotoras británicas, pronto se implementó en los EE. UU. Y pasó de hierro forjado a acero fundido. Los rodillos fueron montados fuera del marco. En Inglaterra, el marco de la barra fue reemplazado por un marco de placa. En esto, los cilindros se encuentran dentro del marco, y hay suspensiones de resorte (helicoidales o en forma de hoja) para los marcos, y los cojinetes del eje (cojinetes engrasados) para sostener los ejes.

Con la introducción del acero en la fabricación de calderas después de 1860, fue posible trabajar a presiones más altas. Hacia fines del siglo XIX, la presión de 19 bares se generalizó en las locomotoras; Si el compuesto es locomotoras, se comenzó a utilizar una presión de 12 bar. Esta presión aumentó a 3,8 bar en esta era. En 17,2, los cilindros de las locomotoras expresas se fabricaron con un diámetro de 1890 cm y una carrera de 51 cm. Más tarde, en países como Estados Unidos, el diámetro del cilindro aumentó a 66 cm y las locomotoras y los vagones comenzaron a hacerse más grandes.

En las primeras locomotoras, había bombas accionadas por eje. Sin embargo, estos solo funcionaron mientras el motor estaba funcionando. El inyector fue encontrado en 1859. El vapor (o vapor de escape posterior) de la caldera estaba rociando a través de la boquilla gruesa en forma de cono (difusor), llenando el agua en la caldera a una presión más alta. Una "válvula de retención" (válvula unidireccional) mantuvo el vapor dentro de la caldera. Se tomó vapor seco desde la parte superior de la caldera y en una tubería perforada o desde un punto en la parte superior de la caldera y se recogió en la gota de vapor. Este vapor seco se transfirió luego a un regulador y el regulador controló la distribución del vapor seco. El desarrollo más importante en las locomotoras de vapor fue la introducción del sobrecalentamiento.

Wilhelm Schmidt encontró la tubería inclinada, que transportaba vapor a través de una tubería de gas al horno primero y luego a un colector en el extremo delantero de la caldera, y también fue utilizada por otros ingenieros. El ahorro en combustible, especialmente en agua, se mostró de inmediato. Por ejemplo, se produjo vapor 'saturado' a una presión de 12 bar y una temperatura de 188 ° C; Este vapor se expandía rápidamente en los cilindros, calentando 93 ° C adicionales. Así, en el siglo XX, las locomotoras se volvieron capaces de operar a altas velocidades, incluso en tiempos de corte cortos del 20%. Los avances como ruedas de acero, revestimientos de caldera de fibra de vidrio, válvulas de pistón de paso largo, pasos de vapor directos y sobrecalentamiento han contribuido a la etapa final de la aplicación de la locomotora de vapor.

El vapor de la caldera también se utilizó para otros fines. Para aumentar la tracción, en lugar de verter, se comenzó a usar "chorro de arena" con vapor, lo que aumentó la fuerza de fricción en 1887. Los frenos principales fueron operados por un vacío de la máquina o por aire comprimido suministrado por una bomba de vapor. Además, se proporcionó calefacción de vapor transportada a los vagones por tuberías y se obtuvo luz eléctrica de la dinamo de vapor (generador).