Locomotora de vapor

"Tren de vapor" vuelve a dirigir aquí. Para la publicación periódica, consulte Periódico de transporte ferroviario § Ferrocarril de vapor.

LNER Clase A4 4468 Mallard es oficialmente la locomotora de vapor más rápida, alcanzando 126 mph (203 km / h) el 3 de julio de 1938. LNER Class A3 4472 Flying Scotsman fue la primera locomotora de vapor en alcanzar oficialmente 100 mph (160 km / h), el 30 de noviembre de 1934. Reproducir medios 41 018 sube la Schiefe Ebene con 01 1066 como locomotora de empuje (vídeo 34,4 MB)

Una locomotora de vapor es un vehículo ferroviario que proporciona la fuerza para moverse a sí mismo y a otros vehículos mediante la expansión del vapor. Se alimenta mediante la quema de material combustible (generalmente carbón, aceite o, ahora raro, madera ) para calentar el agua en la caldera de la locomotora hasta el punto en que se vuelve gaseosa y su volumen aumenta 1.700 veces. Funcionalmente, es una máquina de vapor sobre ruedas.

En la mayoría de las locomotoras, el vapor se admite alternativamente en cada extremo de sus cilindros, en los que los pistones están conectados mecánicamente a las ruedas principales de la locomotora. Los suministros de combustible y agua se suelen transportar con la locomotora, ya sea en la propia locomotora o en un ténder acoplado a ella. Las variaciones en este diseño general incluyen calderas accionadas eléctricamente, turbinas en lugar de pistones y uso de vapor generado externamente.

Las locomotoras de vapor se desarrollaron por primera vez en el Reino Unido a principios del siglo XIX y se utilizaron para el transporte ferroviario hasta mediados del siglo XX. Richard Trevithick construyó la primera locomotora de vapor que se sabe que transportó una carga a una distancia en Pen-y-darren en 1804, aunque produjo una locomotora anterior para probarla en Coalbrookdale en 1802. Salamanca, construida en 1812 por Matthew Murray para el ferrocarril de Middleton., fue la primera locomotora de vapor comercialmente exitosa. La locomoción No. 1, construida por George Stephenson y la compañía de su hijo Robert, Robert Stephenson and Company, fue la primera locomotora de vapor en transportar pasajeros en un ferrocarril público, el Stockton and Darlington Railway, en 1825. Se produjo un rápido desarrollo; En 1830, George Stephenson inauguró el primer ferrocarril interurbano público, el Liverpool and Manchester Railway, después de que el éxito de Rocket en las pruebas Rainhill de 1829 demostrara que las locomotoras de vapor podían realizar tales funciones. Robert Stephenson and Company fue el principal constructor de locomotoras de vapor en las primeras décadas de vapor para ferrocarriles en el Reino Unido, los Estados Unidos y gran parte de Europa.

Hacia el final de la era del vapor, el énfasis británico de larga data en la velocidad culminó en un récord, aún ininterrumpido, de 126 millas por hora (203 kilómetros por hora) por LNER Clase A4 4468 Mallard. En los Estados Unidos, los anchos de carga más grandes permitieron el desarrollo de locomotoras muy grandes y pesadas como la Union Pacific Big Boy, que pesaba 540 toneladas largas (550  t ; 600 toneladas cortas ) y tenía un esfuerzo de tracción de 135,375 libras-fuerza (602,180 newtons).

Desde principios de la década de 1900, las locomotoras de vapor fueron reemplazadas gradualmente por locomotoras eléctricas y diésel, y los ferrocarriles se convirtieron por completo en energía eléctrica y diésel a partir de finales de la década de 1930. La mayoría de las locomotoras de vapor se retiraron del servicio regular en la década de 1980, aunque varias continúan funcionando en líneas turísticas y patrimoniales.

• 1 Historia
  • 1.1 Gran Bretaña
    • 1.1.1 George Stephenson
  • 1.2 Estados Unidos
  • 1.3 Europa continental
• 2 componentes
  • 2.1 Caldera
  • 2.2 Circuito de vapor
  • 2.3 Tren de rodaje
  • 2.4 Chasis
  • 2.5 Combustible y agua
  • 2.6 Tripulación
• 3 Herrajes y electrodomésticos
  • 3.1 Bombas e inyectores de vapor
  • 3.2 Aislamiento de la caldera
  • 3.3 Válvulas de seguridad
  • 3.4 Manómetro
  • 3.5 Parachispas y cajas de humo
  • 3.6 fogoneros
  • 3.7 Calentamiento del agua de alimentación
  • 3.8 Condensadores y reabastecimiento de agua
  • 3.9 Frenado
  • 3.10 Lubricación
  • 3.11 Soplador
  • 3.12 Búferes
  • 3.13 Pilotos
  • 3.14 Faros
  • 3.15 Campanas y silbidos
  • 3.16 Control automático
  • 3.17 Motores de refuerzo
  • 3.18 Puerta cortafuego
• 4 variaciones
  • 4.1 Cilindros
  • 4.2 Engranaje de válvulas
  • 4.3 Composición
  • 4.4 Locomotoras articuladas
  • 4.5 Tipos de dúplex
  • 4.6 Locomotoras con engranajes
  • 4.7 Cabina hacia adelante
  • 4.8 Turbinas de vapor
  • 4.9 Locomotora sin fuego
  • 4.10 Potencia mixta
    • 4.10.1 Locomotora híbrida diésel de vapor
    • 4.10.2 Locomotora de vapor eléctrica
    • 4.10.3 Locomotora de vapor eléctrica
• 5 Categorización
• 6 Rendimiento
  • 6.1 Medida
  • 6.2 Relación con la disposición de las ruedas
• 7 Fabricación
  • 7.1 La mayoría de las clases fabricadas
  • 7.2 Reino Unido
  • 7.3 Suecia
  • 7.4 Estados Unidos
  • 7.5 Australia
• 8 El fin del vapor en el uso general.
  • 8.1 Estados Unidos
  • 8.2 Gran Bretaña
  • 8.3 Alemania
  • 8.4 Rusia
  • 8.5 China
  • 8.6 Japón
  • 8.7 Corea del Sur
  • 8.8 India
  • 8,9 Sudáfrica
  • 8.10 Otros países
• 9 avivamiento
• 10 Cambio climático
• 11 locomotoras de vapor en la cultura popular
• 12 Véase también
  • 12.1 General
  • 12.2 Tipos de locomotoras de vapor
  • 12.3 Locomotoras históricas
• 13 notas
• 14 referencias
• 15 Bibliografía
• 16 Lecturas adicionales
• 17 Enlaces externos

Historia

Ver también: Historia del transporte ferroviario y Categoría: Locomotoras de vapor tempranas

Bretaña

Los primeros ferrocarriles empleaban caballos para arrastrar carros a lo largo de las vías del tren. En 1784, William Murdoch, un inventor escocés, construyó un prototipo a pequeña escala de una locomotora a vapor en Birmingham. William Reynolds propuso una locomotora de vapor de ferrocarril a gran escala alrededor de 1787. Un modelo temprano de una locomotora de ferrocarril de vapor fue diseñado y construido por el pionero de los barcos de vapor John Fitch en los EE. UU. Durante 1794. Su locomotora de vapor usaba ruedas de paletas interiores guiadas por rieles o pistas. El modelo todavía existe en el Museo de la Sociedad Histórica de Ohio en Columbus. Algunos expertos cuestionan la autenticidad y la fecha de esta locomotora y un tren de vapor viable tendría que esperar la invención de la máquina de vapor de alta presión por Richard Trevithick, pionero en el uso de locomotoras de vapor.

Locomotora Coalbrookdale 1802 de Trevithick

La primera locomotora de vapor ferroviaria en funcionamiento a gran escala fue la locomotora Coalbrookdale de ancho de vía de 3 pies ( 914 mm), construida por Trevithick en 1802. Fue construida para la ferretería Coalbrookdale en Shropshire en el Reino Unido, aunque no ha sobrevivido ningún registro de su funcionamiento allí.. El 21 de febrero de 1804, tuvo lugar el primer viaje en tren de vapor registrado cuando otra de las locomotoras de Trevithick arrastró un tren a lo largo del tranvía de 4 pies 4 pulgadas ( 1.321 mm) desde la fábrica de hierro Pen-y-darren, cerca de Merthyr Tydfil, hasta Abercynon en Ballenas del sur. Acompañado por Andrew Vivian, funcionó con un éxito mixto. El diseño incorporó una serie de innovaciones importantes que incluyeron el uso de vapor a alta presión que redujo el peso del motor y aumentó su eficiencia.

Trevithick visitó el área de Newcastle en 1804 y tenía una audiencia lista de propietarios e ingenieros de minas de carbón (minas de carbón). La visita fue tan exitosa que los ferrocarriles mineros en el noreste de Inglaterra se convirtieron en el principal centro de experimentación y desarrollo de la locomotora de vapor. Trevithick continuó sus propios experimentos de propulsión a vapor a través de otro trío de locomotoras, y concluyó con Catch Me Who Can en 1808.

La locomotora de Salamanca La locomoción en el museo y centro ferroviario de Darlington

En 1812, Mateo Murray exitosa de dos cilindros 's cremallera locomotora de Salamanca presentó por primera vez en el borde barandilla de cremallera y piñón Middleton ferrocarril. Otra locomotora temprana muy conocida fue Puffing Billy, construida entre 1813 y 1814 por el ingeniero William Hedley. Estaba destinado a trabajar en Wylam Colliery cerca de Newcastle upon Tyne. Esta locomotora es la más antigua que se conserva y se exhibe estática en el Museo de Ciencias de Londres.

George Stephenson

George Stephenson, un antiguo minero que trabajaba como maquinista en Killingworth Colliery, desarrolló hasta dieciséis locomotoras Killingworth, incluida Blücher en 1814, otra en 1815 y una Killingworth Billy (recientemente identificada) en 1816. También construyó The Duke en 1817 para Kilmarnock and Troon Railway, que fue la primera locomotora de vapor que funcionó en Escocia.

En 1825, Stephenson construyó el Locomotion No. 1 para Stockton and Darlington Railway, al noreste de Inglaterra, que fue el primer ferrocarril de vapor público del mundo. En 1829, su hijo Robert construyó en Newcastle The Rocket, que participó y ganó los Rainhill Trials. Este éxito llevó a la empresa a emerger como el principal constructor de locomotoras de vapor utilizadas en los ferrocarriles del Reino Unido, Estados Unidos y gran parte de Europa. El ferrocarril de Liverpool y Manchester se inauguró un año después haciendo uso exclusivo de la energía de vapor para los trenes de pasajeros y mercancías.

Estados Unidos

El león de Stourbridge

Antes de la llegada de las importaciones británicas, algunos prototipos de locomotoras de vapor nacionales se construyeron y probaron en los Estados Unidos. John Fitch construyó uno de los primeros prototipos en miniatura, quien le mostró su motor en miniatura a George Washington durante la década de 1780. Un gran ejemplo destacado fue el "vagón de vapor" del coronel John Steven, que se demostró en un circuito de la pista en Hoboken, Nueva Jersey en 1825.

Muchas de las primeras locomotoras para uso comercial en los ferrocarriles estadounidenses se importaron de Gran Bretaña, incluido primero el Stourbridge Lion y más tarde el John Bull. Sin embargo, pronto se estableció una industria nacional de fabricación de locomotoras. En 1830, el Baltimore y ferrocarril de Ohio 's pulgar de Tom, diseñado por Peter Cooper, fue el primer comercial de EE.UU. incorporado locomotora para funcionar en América; pretendía ser una demostración del potencial de la tracción a vapor y no una locomotora que genera ingresos. El DeWitt Clinton, construido en 1831 para Mohawk and Hudson Railroad, fue una locomotora temprana notable.

En 2021, el John Bull original estaba en exhibición estática en el Museo Nacional de Historia Estadounidense en Washington, DC La réplica se conserva en el Museo del Ferrocarril de Pensilvania.

continente europeo

El primer servicio ferroviario fuera del Reino Unido y América del Norte se inauguró en 1829 en Francia entre Saint-Etienne y Lyon ; inicialmente se limitó a la tracción animal. La primera locomotora de vapor en servicio en Europa se llamó El Elefante, que el 5 de mayo de 1835 arrastró un tren en la primera línea en Bélgica, que unía Malinas y Bruselas.

Foto del Adler hecha a principios de la década de 1850.

En Alemania, la primera locomotora de vapor en funcionamiento fue una locomotora de piñón y cremallera, similar a la Salamanca, diseñada por el pionero de las locomotoras británico John Blenkinsop. Construida en junio de 1816 por Johann Friedrich Krigar en la Real Fundición de Hierro de Berlín ( Königliche Eisengießerei zu Berlin), la locomotora circulaba por una vía circular en el patio de la fábrica. Fue la primera locomotora que se construyó en el continente europeo y el primer servicio de pasajeros a vapor; Los espectadores curiosos podían viajar en los autocares adjuntos por una tarifa. Está representado en una insignia de Año Nuevo para la Royal Foundry con fecha de 1816. Se construyó otra locomotora con el mismo sistema en 1817. Se iban a utilizar en los ferrocarriles de boxes en Königshütte y en Luisenthal en el Saar (hoy parte de Völklingen ), pero ninguno pudo volver a funcionar después de ser desmantelado, movido y reensamblado. El 7 de diciembre de 1835, el Adler corrió por primera vez entre Nuremberg y Fürth en el ferrocarril Ludwig de Baviera. Era el motor número 118 de la fábrica de locomotoras de Robert Stephenson y estaba protegido por patente.

Primera locomotora en Rusia. 1834

En Rusia, la primera locomotora de vapor fue construida en 1834 por Cherepanovs. El primer ferrocarril de vapor ruso Tsarskoye Selo comenzó en 1837.

En 1837, el primer ferrocarril a vapor comenzó en Austria en el Ferdinand Northern Railway del Emperador entre Viena-Floridsdorf y Deutsch-Wagram. La máquina de vapor en funcionamiento continuo más antigua del mundo también funciona en Austria: la GKB 671 construida en 1860, nunca se ha puesto fuera de servicio y todavía se utiliza para excursiones especiales.

En 1838, la tercera locomotora de vapor que se construirá en Alemania, la Saxonia, fue fabricada por Maschinenbaufirma Übigau cerca de Dresde, construida por el profesor Johann Andreas Schubert. La primera locomotora de diseño independiente en Alemania fue la Beuth, construida por August Borsig en 1841. La primera locomotora producida por Henschel-Werke en Kassel, Drache, se entregó en 1848.

Las primeras locomotoras de vapor que operaron en Italia fueron la Bayard y la Vesuvio, en la línea Napoli-Portici, en el Reino de las Dos Sicilias.

La primera línea ferroviaria sobre territorio suizo fue la línea Estrasburgo - Basilea inaugurada en 1844. Tres años más tarde, en 1847, se inauguró la primera línea ferroviaria totalmente suiza, la Spanisch Brötli Bahn, de Zúrich a Baden.

Componentes

Artículo principal: Componentes de locomotoras de vapor

Clave para componentes numerados
No.	Articulo	No.	Articulo	No.	Articulo	No.	Articulo
1	Tierno	13	Puerta de la caja de humo	25	Válvula	37	Búnker de carbón
2	Taxi	14	Camión de remolque / bogie trasero	26	Cofre de válvulas / Cofre de vapor	38	Rejilla / parrilla de fuego
3	Válvulas de seguridad	15	Estribo / Estribo	27	Caja de fuego	39	Tolva de ceniza
4	Alcanzar la varilla	dieciséis	Marco	28	Tubos de caldera	40	Caja de diario
5	Silbar	17	Pastillas de frenos	29	Caldera	41	Vigas igualadoras / Palancas igualadoras / Barras igualadoras
6	Generador / turbogenerador	18	Tubo de arena	30	Tubos de recalentador	42	Hojas primaverales
7	Cúpula de arena	19	Barras laterales / Barras de acoplamiento	31	Válvula reguladora / válvula de mariposa	43	Rueda motriz / conductor
8	Palanca del acelerador / palanca del regulador	20	Engranaje de válvula / movimiento	32	Sobrecalentador	44	Pedestal / Sillín
9	Domo de vapor	21	Biela / biela principal	33	Chimenea / Chimenea	45	Tubo de explosión
10	Bomba de aire / compresor	22	Vástago de émbolo	34	Faro	46	Camión piloto (camión pony si es de un solo eje) / Bogie líder
11	Caja de humo	23	Pistón	35	Manguera de freno	47	Piloto / Vaquero
12	Tubo de vapor	24	Cilindro	36	Compartimento de agua	48	Acoplador / Acoplamiento
Las descripciones de estos componentes están aquí.

Caldera

La caldera de tubo de fuego era una práctica estándar para las locomotoras de vapor. Aunque se evaluaron otros tipos de calderas, no se utilizaron ampliamente, a excepción de unas 1.000 locomotoras en Hungría que utilizaban la caldera de tubo de agua Brotan.

Una locomotora de vapor con la caldera y la cámara de combustión expuestas (cámara de combustión a la izquierda)

Una caldera consta de una cámara de combustión donde se quema el combustible, un barril donde el agua se convierte en vapor y una cámara de humo que se mantiene a una presión ligeramente menor que fuera de la cámara de combustión.

El combustible sólido, como la madera, el carbón o el coque, es arrojado a la cámara de combustión a través de una puerta por un bombero, sobre un conjunto de rejillas que mantienen el combustible en una cama mientras se quema. Ash cae a través de la rejilla en un cenicero. Si se usa aceite como combustible, se necesita una puerta para ajustar el flujo de aire, mantener la cámara de combustión y limpiar los chorros de aceite.

La caldera de tubo de fuego tiene tubos internos que conectan la cámara de combustión a la cámara de humo a través de los cuales fluyen los gases de combustión que transfieren calor al agua. Todos los tubos juntos proporcionan una gran área de contacto, llamada superficie de calentamiento del tubo, entre el gas y el agua en la caldera. El agua de la caldera rodea la cámara de combustión para evitar que el metal se caliente demasiado. Esta es otra área donde el gas transfiere calor al agua y se denomina superficie de calentamiento de la cámara de combustión. La ceniza y el carbón se acumulan en la caja de humo a medida que el gas asciende por la chimenea ( chimenea o chimenea en los EE. UU.) Por el vapor de escape de los cilindros.

La presión en la caldera debe controlarse mediante un manómetro montado en la cabina. La presión del vapor puede ser liberada manualmente por el conductor o el bombero. Si la presión alcanza el límite de trabajo de diseño de la caldera, una válvula de seguridad se abre automáticamente para reducir la presión y evitar un accidente catastrófico.

Consecuencias de la explosión de una caldera en una locomotora de ferrocarril, c.1850

El vapor de escape de los cilindros del motor sale disparado por una boquilla que apunta hacia la chimenea en la caja de humo. El vapor arrastra o arrastra los gases de la caja de humo con él, lo que mantiene una presión más baja en la caja de humo que debajo de la rejilla de la caja de humo. Esta diferencia de presión hace que el aire fluya hacia arriba a través del lecho de carbón y mantiene el fuego encendido.

La búsqueda de una eficiencia térmica mayor que la de una caldera de tubo de fuego típica llevó a ingenieros, como Nigel Gresley, a considerar la caldera de tubo de agua. Aunque probó el concepto en el LNER Clase W1, las dificultades durante el desarrollo excedieron la voluntad de aumentar la eficiencia por esa ruta.

El vapor generado en la caldera no solo mueve la locomotora, sino que también se utiliza para operar otros dispositivos como el silbato, el compresor de aire para los frenos, la bomba para reponer el agua en la caldera y el sistema de calefacción del automóvil. La demanda constante de vapor requiere un reemplazo periódico de agua en la caldera. El agua se guarda en un tanque en la ténder de locomotoras o se envuelve alrededor de la caldera en el caso de una locomotora tanque. Se requieren paradas periódicas para rellenar los tanques; una alternativa era una pala instalada debajo de la licitación que recogía agua cuando el tren pasaba sobre una bandeja de vía ubicada entre los rieles.

Mientras la locomotora produce vapor, la cantidad de agua en la caldera se monitorea constantemente mirando el nivel del agua en un tubo transparente o mirilla. El funcionamiento eficiente y seguro de la caldera requiere mantener el nivel entre las líneas marcadas en la mirilla. Si el nivel del agua es demasiado alto, la producción de vapor cae, la eficiencia se pierde y el agua entra con el vapor en los cilindros, posiblemente causando daños mecánicos. Más en serio, si el nivel del agua baja demasiado, la hoja de la corona (superior) de la cámara de combustión queda expuesta. Sin agua en la parte superior de la hoja para transferir el calor de combustión, se ablanda y falla, dejando entrar vapor a alta presión en la cámara de combustión y la cabina. El desarrollo del tapón fusible, un dispositivo sensible a la temperatura, aseguró una ventilación controlada de vapor en la cámara de combustión para advertir al bombero que agregara agua.

La incrustación se acumula en la caldera e impide una transferencia de calor adecuada, y la corrosión eventualmente degrada los materiales de la caldera hasta el punto en que es necesario reconstruirlos o reemplazarlos. La puesta en marcha de un motor grande puede llevar horas de calentamiento preliminar del agua de la caldera antes de que haya suficiente vapor disponible.

Aunque la caldera generalmente se coloca horizontalmente, para las locomotoras diseñadas para trabajar en lugares con pendientes pronunciadas puede ser más apropiado considerar una caldera vertical o una montada de manera que la caldera permanezca horizontal pero las ruedas estén inclinadas para adaptarse a la pendiente de los rieles.

Circuito de vapor

Imagen térmica de una locomotora de vapor en funcionamiento

El vapor generado en la caldera llena el espacio sobre el agua en la caldera parcialmente llena. Su presión máxima de trabajo está limitada por válvulas de seguridad accionadas por resorte. Luego se recoge en un tubo perforado colocado sobre el nivel del agua o en una cúpula que a menudo alberga la válvula reguladora, o estrangulador, cuyo propósito es controlar la cantidad de vapor que sale de la caldera. Luego, el vapor viaja directamente a lo largo de una tubería de vapor y desciende hasta la unidad del motor o puede pasar primero al cabezal húmedo de un recalentador, cuya función es mejorar la eficiencia térmica y eliminar las gotas de agua suspendidas en el "vapor saturado". el estado en el que sale de la caldera. Al salir del sobrecalentador, el vapor sale del cabezal seco del sobrecalentador y pasa por una tubería de vapor, ingresando a las cámaras de vapor adyacentes a los cilindros de un motor alternativo. Dentro de cada cámara de vapor hay una válvula deslizante que distribuye el vapor a través de puertos que conectan la cámara de vapor a los extremos del espacio del cilindro. La función de las válvulas es doble: admisión de cada nueva dosis de vapor y evacuación del vapor usado una vez que ha hecho su trabajo.

Los cilindros son de doble efecto, con vapor admitido a cada lado del pistón a su vez. En una locomotora de dos cilindros, un cilindro se encuentra a cada lado del vehículo. Las manivelas están desfasadas 90 °. Durante una rotación completa de la rueda motriz, el vapor proporciona cuatro golpes de potencia; cada cilindro recibe dos inyecciones de vapor por revolución. La primera carrera es hacia la parte delantera del pistón y la segunda carrera hacia la parte trasera del pistón; de ahí dos golpes de trabajo. En consecuencia, dos entregas de vapor en cada cara de pistón en los dos cilindros generan una revolución completa de la rueda motriz. Cada pistón está unido al eje motriz en cada lado por una biela, y las ruedas motrices están conectadas entre sí por bielas de acoplamiento para transmitir potencia desde el conductor principal a las otras ruedas. Tenga en cuenta que en los dos " puntos muertos ", cuando la biela está en el mismo eje que la muñequilla de la rueda motriz, la biela no aplica torsión a la rueda. Por lo tanto, si ambos juegos de bielas pudieran estar en el "punto muerto" al mismo tiempo, y las ruedas se pararan en esta posición, la locomotora no podría comenzar a moverse. Por lo tanto, las muñequillas están unidas a las ruedas en un ángulo de 90 ° entre sí, por lo que solo un lado puede estar en el punto muerto a la vez.

Cada pistón transmite potencia a través de una cruceta, una biela ( biela principal en los EE. UU.) Y una muñequilla en la rueda motriz ( conductor principal en los EE. UU.) O a una manivela en un eje motriz. El movimiento de las válvulas en la cámara de vapor se controla a través de un conjunto de varillas y enlaces llamados engranajes de válvulas, accionados desde el eje impulsor o desde la muñequilla; el engranaje de la válvula incluye dispositivos que permiten invertir el motor, ajustar la carrera de la válvula y la sincronización de los eventos de admisión y escape. El punto de corte determina el momento en que la válvula bloquea un puerto de vapor, "cortando" el vapor de admisión y determinando así la proporción de la carrera durante la cual el vapor es admitido en el cilindro; por ejemplo, un corte del 50% admite vapor durante la mitad de la carrera del pistón. El resto de la carrera es impulsado por la fuerza expansiva del vapor. El uso cuidadoso del corte proporciona un uso económico del vapor y, a su vez, reduce el consumo de combustible y agua. La palanca de marcha atrás ( barra Johnson en los EE. UU.), O el inversor de tornillo (si está equipado), que controla el corte, por lo tanto, realiza una función similar a una palanca de cambios en un automóvil: corte máximo, proporcionando el máximo esfuerzo de tracción a expensas de la eficiencia, se utiliza para arrancar desde parado, mientras que se utiliza un límite tan bajo como el 10% durante la navegación, lo que proporciona un esfuerzo de tracción reducido y, por lo tanto, un menor consumo de combustible / agua.

El vapor de escape se dirige hacia arriba desde la locomotora a través de la chimenea, a través de una boquilla llamada tubo de explosión, creando el familiar sonido de "resoplido" de la locomotora de vapor. El tubo de escape se coloca en un punto estratégico dentro de la caja de humo que es atravesado al mismo tiempo por los gases de combustión que atraviesan la caldera y la rejilla por la acción de la ráfaga de vapor. La combinación de las dos corrientes, vapor y gases de escape, es crucial para la eficiencia de cualquier locomotora de vapor, y los perfiles internos de la chimenea (o, estrictamente hablando, el eyector) requieren un diseño y ajuste cuidadosos. Este ha sido objeto de intensos estudios por parte de varios ingenieros (y a menudo otros lo han ignorado, a veces con consecuencias catastróficas). El hecho de que el tiro dependa de la presión de escape significa que el suministro de energía y la generación de energía se autoajustan automáticamente. Entre otras cosas, debe lograrse un equilibrio entre obtener suficiente tiro para la combustión y dar tiempo suficiente a los gases de escape y las partículas para que se consuman. En el pasado, una corriente de aire fuerte podía levantar el fuego de la parrilla o provocar la expulsión de partículas no quemadas de combustible, suciedad y contaminación por las que las locomotoras de vapor tenían una reputación poco envidiable. Además, la acción de bombeo del escape tiene el efecto contrario de ejercer una contrapresión en el lado del pistón que recibe el vapor, reduciendo así ligeramente la potencia del cilindro. El diseño del eyector de escape se convirtió en una ciencia específica, con ingenieros como Chapelon, Giesl y Porta logrando grandes mejoras en la eficiencia térmica y una reducción significativa en el tiempo de mantenimiento y la contaminación. Algunos de los primeros fabricantes de tractores de gasolina / queroseno ( Advance-Rumely / Hart-Parr ) utilizaron un sistema similar: el volumen de los gases de escape se ventilaba a través de una torre de enfriamiento, lo que permitía que el escape de vapor atrajera más aire a través del radiador.

Tren de rodaje

Animación del tren de rodaje Reproducir medios Locomotora de vapor 2-8-2 en la estación de tren Limpieza a vapor del tren de rodaje de una locomotora de clase "H", Chicago y North Western Railway, 1943 Tren de rodaje de locomotora de vapor

El tren de rodaje incluye el engranaje de freno, los juegos de ruedas, las cajas de grasa, los resortes y el movimiento que incluye las bielas y el engranaje de válvulas. La transmisión de la potencia de los pistones a los raíles y el comportamiento de la locomotora como vehículo, pudiendo sortear curvas, puntos e irregularidades en la vía, es de suma importancia. Debido a que la potencia de movimiento alternativo tiene que aplicarse directamente al riel desde 0 rpm en adelante, esto crea el problema de adherencia de las ruedas motrices a la superficie lisa del riel. El peso adhesivo es la parte del peso de la locomotora que soporta las ruedas motrices. Esto resulta más eficaz si un par de ruedas motrices puede aprovechar al máximo su carga por eje, es decir, su parte individual del peso adhesivo. Las vigas igualadoras que conectan los extremos de las ballestas a menudo se han considerado una complicación en Gran Bretaña, sin embargo, las locomotoras equipadas con las vigas suelen ser menos propensas a perder tracción debido al deslizamiento de las ruedas. La suspensión que utiliza palancas de compensación entre los ejes motrices y entre los ejes motrices y los camiones era una práctica estándar en las locomotoras norteamericanas para mantener la carga uniforme de las ruedas cuando se opera en vías irregulares.

Las locomotoras con adherencia total, donde todas las ruedas están acopladas, generalmente carecen de estabilidad a la velocidad. Para contrarrestar esto, las locomotoras a menudo instalan ruedas de transporte sin motor montadas en camiones de dos ruedas o bogies de cuatro ruedas centrados por resortes / balancines invertidos / rodillos de engranajes que ayudan a guiar la locomotora a través de las curvas. Por lo general, adquieren peso, de los cilindros en la parte delantera o de la cámara de combustión en la parte trasera, cuando el ancho excede el de los bastidores principales. Las locomotoras con múltiples ruedas acopladas sobre un chasis rígido tendrían fuerzas de brida inaceptables en curvas cerradas, lo que produciría un desgaste excesivo de las bridas y los rieles, la extensión de las vías y los descarrilamientos de las ruedas al subir. Una solución fue quitar o adelgazar las bridas de un eje. Más común era darles a los ejes un juego libre y usar el control de movimiento lateral con resortes o dispositivos de gravedad de plano inclinado.

Los ferrocarriles generalmente prefieren locomotoras con menos ejes, para reducir los costos de mantenimiento. La cantidad de ejes requeridos fue dictada por la carga máxima por eje del ferrocarril en cuestión. Un constructor generalmente agregaría ejes hasta que el peso máximo en cualquier eje fuera aceptable para la carga máxima del eje del ferrocarril. Una locomotora con una disposición de ruedas de dos ejes de plomo, dos ejes de transmisión y un eje de arrastre era una máquina de alta velocidad. Se necesitaban dos ejes de avance para tener un buen seguimiento a altas velocidades. Dos ejes motrices tenían una masa recíproca menor que tres, cuatro, cinco o seis ejes acoplados. Por lo tanto, pudieron girar a velocidades muy altas debido a la menor masa recíproca. Un eje de arrastre podía soportar una enorme caja de fuego, por lo tanto, la mayoría de las locomotoras con la disposición de las ruedas de 4-4-2 (tipo Atlántico estadounidense) se llamaban vapores libres y podían mantener la presión del vapor independientemente del ajuste del acelerador.

Chasis

El chasis, o bastidor de la locomotora, es la estructura principal sobre la que se monta la caldera y que incorpora los distintos elementos del tren de rodaje. La caldera está montada rígidamente en una "silla" debajo de la caja de humo y frente al barril de la caldera, pero la caja de fuego en la parte trasera puede deslizarse hacia adelante y hacia atrás, para permitir la expansión cuando está caliente.

Las locomotoras europeas suelen utilizar "marcos de placa", donde dos placas planas verticales forman el chasis principal, con una variedad de espaciadores y una viga de protección en cada extremo para formar una estructura rígida. Cuando se montan cilindros interiores entre los marcos, los marcos de placas son una sola pieza de fundición grande que forma un elemento de soporte importante. Las cajas de grasa se deslizan hacia arriba y hacia abajo para dar una suspensión por resorte, contra las redes engrosadas unidas al bastidor, llamadas "bloques de cuerno".

La práctica estadounidense durante muchos años fue el uso de bastidores de barras construidas, con la estructura de sillín / cilindro de la caja de humo y la viga de arrastre integrados en ellos. En la década de 1920, con la introducción de la "superpotencia", la plataforma de la locomotora de acero fundido se convirtió en la norma, incorporando bastidores, colgadores de resorte, soportes de movimiento, sillín de caja de humo y bloques de cilindros en una única fundición compleja, robusta pero pesada. Un estudio de diseño de SNCF utilizando marcos tubulares soldados dio como resultado un marco rígido con una reducción de peso del 30%.

Combustible y agua

Indicador de agua. Aquí el agua de la caldera está en la "tuerca superior", más alta que el nivel máximo normal de trabajo.

Generalmente, las locomotoras más grandes están acopladas permanentemente a un ténder que transporta el agua y el combustible. A menudo, las locomotoras que trabajan distancias más cortas no tienen un ténder y transportan el combustible en un búnker, con el agua transportada en tanques colocados al lado de la caldera. Los tanques pueden estar en varias configuraciones, incluidos dos tanques al costado ( tanques laterales o tanques de alforjas ), uno en la parte superior ( tanque de silla ) o uno entre los marcos ( tanque de pozo ).

El combustible utilizado dependía de lo que estuviera disponible económicamente para el ferrocarril. En el Reino Unido y otras partes de Europa, los abundantes suministros de carbón hicieron de esta la elección obvia desde los primeros días de la máquina de vapor. Hasta 1870, la mayoría de las locomotoras en los Estados Unidos quemaban madera, pero a medida que se despejaron los bosques del este, el carbón se fue utilizando gradualmente hasta convertirse en el combustible dominante en todo el mundo en las locomotoras de vapor. Los ferrocarriles que sirven a las operaciones de cultivo de caña de azúcar quemaban bagazo, un subproducto del refinado del azúcar. En los EE. UU., La disponibilidad inmediata y el bajo precio del petróleo lo convirtieron en un combustible popular para locomotoras de vapor después de 1900 para los ferrocarriles del suroeste, particularmente el Pacífico Sur. En el estado australiano de Victoria, muchas locomotoras de vapor se convirtieron en combustibles de petróleo pesado después de la Segunda Guerra Mundial. Los ferrocarriles alemanes, rusos, australianos y británicos experimentaron con el uso de polvo de carbón para encender locomotoras.

Durante la Segunda Guerra Mundial, se modificaron varias locomotoras de maniobras de vapor suizas para usar calderas calentadas eléctricamente, que consumían alrededor de 480 kW de energía recolectada de una línea aérea con pantógrafo. Estas locomotoras eran significativamente menos eficientes que las eléctricas ; se utilizaron porque Suiza sufría una escasez de carbón debido a la guerra, pero tenía acceso a abundante energía hidroeléctrica.

Varias líneas turísticas y locomotoras patrimoniales en Suiza, Argentina y Australia han utilizado petróleo ligero tipo diesel.

El agua se suministró en los lugares de parada y los depósitos de locomotoras desde una torre de agua dedicada conectada a grúas de agua o pórticos. En el Reino Unido, los EE. UU. Y Francia, se instalaron abrevaderos ( bandejas de orugas en los EE. UU.) En algunas líneas principales para permitir que las locomotoras repongan su suministro de agua sin detenerse, debido al agua de lluvia o el deshielo que llenó el abrevadero debido a las inclemencias del tiempo. Esto se logró mediante el uso de una "cuchara de agua" desplegable instalada debajo del ténder o el tanque de agua trasero en el caso de un motor de tanque grande; el bombero bajó remotamente la pala en el comedero, la velocidad del motor forzó el agua hacia el tanque y la pala se volvió a levantar una vez que estuvo lleno.

Una locomotora toma agua con una grúa de agua

El agua es esencial para el funcionamiento de una locomotora de vapor. Como argumentó Swengel:

Tiene el calor específico más alto de cualquier sustancia común; es decir, se almacena más energía térmica calentando agua a una temperatura determinada de la que se almacenaría calentando una masa igual de acero o cobre a la misma temperatura. Además, la propiedad de vaporizar (formar vapor) almacena energía adicional sin aumentar la temperatura... el agua es un medio muy satisfactorio para convertir la energía térmica del combustible en energía mecánica.

Swengel continuó señalando que "a baja temperatura y rendimientos relativamente bajos de la caldera", el agua de buena calidad y el lavado regular de la caldera eran una práctica aceptable, a pesar de que dicho mantenimiento era alto. Sin embargo, a medida que aumentaban las presiones del vapor, se desarrollaba un problema de "formación de espuma" o "cebado" en la caldera, en el que los sólidos disueltos en el agua formaban "burbujas de piel dura" dentro de la caldera, que a su vez se llevaban a las tuberías de vapor y podían soplar las culatas de cilindros. Para superar el problema, periódicamente se desperdiciaba (soplaba) agua caliente concentrada en minerales de la caldera. Las presiones de vapor más altas requirieron más purga de agua fuera de la caldera. El oxígeno generado por el agua hirviendo ataca la caldera y, al aumentar la presión del vapor, aumenta la tasa de óxido (óxido de hierro) generado dentro de la caldera. Una forma de ayudar a superar el problema fue el tratamiento del agua. Swengel sugirió que estos problemas contribuyeron al interés en la electrificación de los ferrocarriles.

En la década de 1970, LD Porta desarrolló un sofisticado sistema de tratamiento químico de agua de alta resistencia ( Tratamiento Porta ) que no solo mantiene limpio el interior de la caldera y evita la corrosión, sino que modifica la espuma de tal manera que forma una "manta compacta". "en la superficie del agua que filtra el vapor a medida que se produce, manteniéndolo puro y evitando el arrastre a los cilindros de agua y materia abrasiva en suspensión.

Tripulación

Una tripulación de locomotoras en Francia

Una locomotora de vapor normalmente se controla desde la parte trasera de la caldera, y la tripulación suele estar protegida de los elementos por una cabina. Normalmente se requiere una tripulación de al menos dos personas para operar una locomotora de vapor. Uno, el maquinista o maquinista (Norteamérica), es responsable de controlar el arranque, la parada y la velocidad de la locomotora, y el bombero es responsable de mantener el fuego, regular la presión del vapor y monitorear los niveles de caldera y agua tierna. Debido a la pérdida histórica de infraestructura operativa y personal, las locomotoras de vapor preservadas que operan en la línea principal a menudo tendrán un equipo de apoyo que viaje con el tren.

Herrajes y electrodomésticos

Artículo principal: Componentes de locomotoras de vapor Más información: Categoría: piezas de locomotoras

Todas las locomotoras están equipadas con una variedad de electrodomésticos. Algunos de ellos se relacionan directamente con el funcionamiento de la máquina de vapor; otros son para señalización, control de trenes u otros fines. En los Estados Unidos, la Administración Federal de Ferrocarriles ordenó el uso de ciertos electrodomésticos a lo largo de los años en respuesta a preocupaciones de seguridad. Los electrodomésticos más típicos son los siguientes:

Bombas e inyectores de vapor

Se debe suministrar agua ( agua de alimentación ) a la caldera para reemplazar la que se escapa como vapor después de entregar una carrera de trabajo a los pistones. Como la caldera está bajo presión durante el funcionamiento, el agua de alimentación debe introducirse en la caldera a una presión mayor que la presión del vapor, lo que requiere el uso de algún tipo de bomba. Las bombas manuales eran suficientes para las primeras locomotoras. Los motores posteriores usaban bombas impulsadas por el movimiento de los pistones (bombas de eje), que eran fáciles de operar, confiables y podían manejar grandes cantidades de agua, pero solo funcionaban cuando la locomotora estaba en movimiento y podían sobrecargar el engranaje de la válvula y los vástagos del pistón a altas velocidades.. Posteriormente, los inyectores de vapor reemplazaron la bomba, mientras que algunos motores pasaron a turbobombas. La práctica estándar evolucionó para usar dos sistemas independientes para alimentar agua a la caldera; ya sea dos inyectores de vapor o, en diseños más conservadores, bombas de eje cuando funcionan a la velocidad de servicio y un inyector de vapor para llenar la caldera cuando está parado o a bajas velocidades. En el siglo XX, prácticamente todas las locomotoras de nueva construcción usaban solo inyectores de vapor; a menudo, a un inyector se le suministraba vapor "vivo" directamente de la caldera y el otro usaba vapor de escape de los cilindros de la locomotora, que era más eficiente (ya que hacía uso de vapor de otro modo desperdiciado), pero solo se podía usar cuando la locomotora estaba en movimiento y el regulador estaba abierto. Los inyectores se volvieron poco fiables si el agua de alimentación estaba a una temperatura alta, por lo que las locomotoras con calentadores de agua de alimentación, las locomotoras de tanque con los tanques en contacto con la caldera y las locomotoras de condensación a veces usaban bombas de vapor recíprocas o turbobombas.

Los tubos de vidrio verticales, conocidos como medidores de agua o vasos de agua, muestran el nivel de agua en la caldera y se controlan cuidadosamente en todo momento mientras se enciende la caldera. Antes de la década de 1870 era más común tener una serie de grifos de prueba instalados en la caldera al alcance de la tripulación; cada grifo de prueba (se instalaron al menos dos y normalmente tres) se montó a un nivel diferente. Al abrir cada llave de prueba y ver si sale vapor o agua a través de ella, se puede estimar el nivel de agua en la caldera con precisión limitada. A medida que aumentaban las presiones de la caldera, el uso de válvulas de prueba se volvió cada vez más peligroso y las válvulas eran propensas a bloquearse con incrustaciones o sedimentos, dando lecturas falsas. Esto llevó a su reemplazo por la mirilla. Al igual que con los inyectores, generalmente se instalaron dos vasos con accesorios separados para proporcionar lecturas independientes.

Aislamiento de calderas

Ver también: Aislamiento térmico

El término para aislamiento de tuberías y calderas es "rezagado", que se deriva del término del tonelero para una duela de barril de madera. Dos de las primeras locomotoras de vapor utilizaron revestimiento de madera para aislar sus calderas: la Salamanca, la primera locomotora de vapor comercialmente exitosa, construida en 1812, y la Locomoción No. 1, la primera locomotora de vapor para transportar pasajeros en una línea ferroviaria pública. Se desperdician grandes cantidades de calor si una caldera no está aislada. Las primeras locomotoras usaban rezagos, duelas de madera en forma, colocadas longitudinalmente a lo largo del barril de la caldera y mantenidas en su lugar por aros, bandas de metal, los términos y métodos son de tonelería.

Retraso en las primeras locomotoras de vapor

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  La Salamanca (1812)

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  Locomoción No. 1, (1825)

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  Cohete (1829; una réplica)

Los métodos de aislamiento mejorados incluían la aplicación de una pasta espesa que contenía un mineral poroso como el kieselgur o la fijación de bloques con forma de compuesto aislante como los bloques de magnesia. En los últimos días del vapor, se fijaban a la caldera "colchones" de tela de amianto cosida rellena de fibra de amianto, en separadores para que no tocaran la caldera. Sin embargo, el amianto está prohibido actualmente en la mayoría de los países por motivos de salud. El material más común en la actualidad es la lana de vidrio o envoltorios de papel de aluminio.

El revestimiento está protegido por una carcasa de chapa metálica ajustada conocida como ropa de caldera o despeje.

El retraso efectivo es particularmente importante para las locomotoras sin fuego ; sin embargo, en los últimos tiempos, bajo la influencia de LD Porta, se ha practicado un aislamiento "exagerado" para todo tipo de locomotoras en todas las superficies susceptibles de disipar el calor, como los extremos de los cilindros y los revestimientos entre los cilindros y los bastidores principales. Esto reduce considerablemente el tiempo de calentamiento del motor con un marcado aumento de la eficiencia general.

Válvulas de seguridad

Artículo principal: válvula de seguridad Las válvulas de seguridad de la caldera se levantan en 60163 Tornado, creando un rastro de humo falso

Las primeras locomotoras estaban equipadas con una válvula controlada por un peso suspendido del extremo de una palanca, con la salida de vapor detenida por una válvula en forma de cono. Como no había nada que impidiera que la palanca con peso rebotara cuando la locomotora pasaba por irregularidades en la vía, desperdiciando así vapor, el peso fue reemplazado más tarde por una columna de resorte más estable, a menudo suministrada por Salter, una conocida báscula de resorte. fabricante. El peligro de estos dispositivos era que el equipo de conducción podía verse tentado a añadir peso al brazo para aumentar la presión. La mayoría de las primeras calderas estaban equipadas con una válvula de bola de carga directa "con cierre" a prueba de manipulaciones protegida por una capucha. A finales de la década de 1850, John Ramsbottom introdujo una válvula de seguridad que se hizo popular en Gran Bretaña durante la última parte del siglo XIX. Esta válvula no solo era a prueba de manipulaciones, sino que la manipulación por parte del conductor solo podía tener el efecto de aliviar la presión. La válvula de seguridad de George Richardson fue una invención estadounidense introducida en 1875 y fue diseñada para liberar el vapor solo en el momento en que la presión alcanzara el máximo permitido. Este tipo de válvula tiene un uso casi universal en la actualidad. El Great Western Railway de Gran Bretaña fue una excepción notable a esta regla, conservando el tipo de carga directa hasta el final de su existencia separada, porque se consideró que dicha válvula perdía menos presión entre la apertura y el cierre.

Manómetro

Artículo principal: medición de presión Manómetros en Blackmore Vale. El de la derecha muestra la presión de la caldera, el de la izquierda, la presión de la caja de vapor.

Las primeras locomotoras no mostraban la presión del vapor en la caldera, pero era posible estimarla por la posición del brazo de la válvula de seguridad que a menudo se extendía sobre la placa trasera de la cámara de combustión; las gradaciones marcadas en la columna del resorte dieron una indicación aproximada de la presión real. Los promotores de las pruebas de Rainhill instaron a que cada contendiente tuviera un mecanismo adecuado para leer la presión de la caldera, y Stephenson ideó un tubo vertical de mercurio de nueve pies con un visor en la parte superior, montado junto a la chimenea, para su Rocket. El manómetro de tubo de Bourdon, en el que la presión endereza un tubo enrollado de sección ovalada de latón o bronce conectado a un puntero, se introdujo en 1849 y rápidamente ganó aceptación, y todavía se utiliza hoy en día. Algunas locomotoras tienen un manómetro adicional en la cámara de vapor. Esto ayuda al conductor a evitar el deslizamiento de las ruedas al arrancar, advirtiendo si la apertura del regulador es demasiado grande.

Apagachispas y cajas de humo

Parachispas y caja de humo autolimpiable

Artículos principales: parachispas y caja de humo. Diseño típico de caja de humo autolimpiante

Los quemadores de leña emiten grandes cantidades de chispas voladoras que requieren un dispositivo para apagar chispas eficiente que generalmente se encuentra en la chimenea. Se instalaron muchos tipos diferentes, el tipo temprano más común fue la pila Bonnet que incorporaba un deflector en forma de cono colocado antes de la boca del tubo de la chimenea y una pantalla de alambre que cubría la salida de la chimenea ancha. Un diseño más eficiente fue la pila centrífuga de Radley and Hunter patentada en 1850 (comúnmente conocida como pila de diamantes), que incorpora deflectores orientados de manera que induzcan un efecto de remolino en la cámara que alentaba a las brasas a quemarse y caer al fondo a medida que avanzaban. ceniza. En la cámara de humo autolimpiante se logró el efecto contrario: al permitir que los gases de combustión golpearan una serie de placas deflectoras, inclinadas de tal manera que la explosión no se veía afectada, las partículas más grandes se rompían en pequeños pedazos que serían eyectados con la explosión, en lugar de depositarse en el fondo de la caja de humo para quitarla a mano al final del recorrido. Al igual que con el supresor, se incorporó una pantalla para retener las brasas grandes.

Las locomotoras de las clases estándar de los ferrocarriles británicos equipadas con cámaras de humo autolimpiantes se identificaron mediante una pequeña placa ovalada de fundición marcada "SC", colocada en la parte inferior de la puerta de la caja de humos. Estos motores requerían diferentes procedimientos de eliminación y la placa resaltaba esta necesidad de personal de depósito.

Fogoneros

Artículo principal: fogonero mecánico

Un factor que limita el rendimiento de la locomotora es la velocidad a la que se alimenta el combustible al fuego. A principios del siglo XX, algunas locomotoras se volvieron tan grandes que el bombero no podía palear carbón con la suficiente rapidez. En los Estados Unidos, varios fogoneros mecánicos a vapor se convirtieron en equipo estándar y fueron adoptados y utilizados en otros lugares, incluidos Australia y Sudáfrica.

Calentamiento del agua de alimentación

Introducir agua fría en una caldera reduce la potencia y, a partir de la década de 1920, se incorporaron una variedad de calentadores. El tipo más común de locomotoras era el calentador de agua de alimentación de vapor de escape que conducía parte del escape a través de pequeños tanques montados en la parte superior de la caldera o caja de humo o en el tanque de licitación; el agua caliente tenía que ser entregada a la caldera mediante una pequeña bomba de vapor auxiliar. El tipo de economizador poco común se diferenciaba en que extraía el calor residual de los gases de escape. Un ejemplo de esto son los tambores de precalentamiento que se encuentran en la caldera Franco-Crosti.

El uso de inyectores de vapor vivo y de vapor de escape también ayuda en el precalentamiento del agua de alimentación de la caldera en un pequeño grado, aunque no hay ninguna ventaja de eficiencia para los inyectores de vapor vivo. Este precalentamiento también reduce el choque térmico que puede experimentar una caldera cuando se introduce agua fría directamente. A esto también ayuda la alimentación superior, donde se introduce agua en la parte más alta de la caldera y se hace que gotee sobre una serie de bandejas. George Jackson Churchward instaló este arreglo en el extremo superior de sus calderas cónicas sin cúpula. Otras líneas británicas, como London, Brighton amp; South Coast Railway, instalaron algunas locomotoras con la alimentación superior dentro de una cúpula separada delante de la principal.

Condensadores y reabastecimiento de agua

Artículo principal: locomotora de vapor de condensación Regar una locomotora de vapor Locomotora de condensación sudafricana Clase 25

Las locomotoras de vapor consumen grandes cantidades de agua porque operan en un ciclo abierto, expulsando su vapor inmediatamente después de un solo uso en lugar de reciclarlo en un circuito cerrado como lo hacen las máquinas de vapor estacionarias y marinas. El agua era un problema logístico constante y se diseñaron motores de condensación para su uso en zonas desérticas. Estos motores tenían radiadores enormes en sus ofertas y, en lugar de expulsar el vapor del embudo, se capturaba, se pasaba de nuevo a la licitación y se condensaba. El aceite lubricante de los cilindros se eliminó del vapor agotado para evitar un fenómeno conocido como cebado, una condición causada por la formación de espuma en la caldera que permitiría que el agua entrara en los cilindros causando daños debido a su incompresibilidad. Los motores más notables que empleaban condensadores (Clase 25, los "sopladores que nunca soplan") funcionaron en el desierto de Karoo en Sudáfrica desde la década de 1950 hasta la de 1980.

Algunas locomotoras británicas y estadounidenses estaban equipadas con palas que recogían agua de "abrevaderos" ( bandejas de orugas en los EE. UU.) Mientras estaban en movimiento, evitando así paradas para el agua. En los EE. UU., Las comunidades pequeñas a menudo no tenían instalaciones de recarga. Durante los primeros días del ferrocarril, la tripulación simplemente se detuvo junto a un arroyo y llenó la licitación con cubos de cuero. Esto se conocía como "agua de sacudidas" y dio lugar al término "ciudades de jerkwater" (que significa una pequeña ciudad, un término que hoy se considera burlón). En Australia y Sudáfrica, las locomotoras de las regiones más secas funcionaban con remolques de gran tamaño y algunas incluso tenían un vagón de agua adicional, a veces llamado "cantina" o en Australia (sobre todo en Nueva Gales del Sur) "desmotadora de agua".

Las locomotoras de vapor que trabajaban en los ferrocarriles subterráneos (como el Metropolitan Railway de Londres) estaban equipadas con aparatos de condensación para evitar que el vapor se escapara a los túneles ferroviarios. Estos todavía se usaban entre King's Cross y Moorgate a principios de la década de 1960.

Frenado

Ver también: Freno de ferrocarril

Las locomotoras tienen su propio sistema de frenado, independiente del resto del tren. Los frenos de las locomotoras emplean zapatas grandes que presionan contra las huellas de las ruedas motrices. Con la llegada de los frenos de aire comprimido, un sistema separado permitió al conductor controlar los frenos en todos los automóviles. Se montó un compresor de aire de una sola etapa, impulsado por vapor, en el costado de la caldera. Los trenes de carga largos necesitaban más aire y se introdujo un compresor de dos etapas con cilindros LP y HP, impulsado por cilindros de vapor HP y LP de compuestos cruzados. Tenía tres veces y media la capacidad de la etapa única. La mayoría fueron hechos por Westinghouse. Dos se instalaron delante de la caja de humo en grandes locomotoras articuladas. Los sistemas Westinghouse se utilizaron en Estados Unidos, Canadá, Australia y Nueva Zelanda.

Una alternativa al freno de aire es el freno de vacío, en el que se monta un eyector operado por vapor en el motor en lugar de la bomba de aire, para crear un vacío y liberar los frenos. Se utiliza un eyector secundario o una bomba de vacío de cruceta para mantener el vacío en el sistema contra las pequeñas fugas en las conexiones de las tuberías entre los carros y los vagones. Existían sistemas de vacío en las redes ferroviarias de Gran Bretaña, India, Australia Occidental y Sudáfrica.

Las locomotoras de vapor están equipadas con cajas de arena desde las que se puede depositar arena en la parte superior del riel para mejorar la tracción y el frenado en climas húmedos o helados. En las locomotoras estadounidenses, las cajas de arena, o domos de arena, generalmente se montan en la parte superior de la caldera. En Gran Bretaña, el gálibo de carga limitado impide esto, por lo que las cajas de arena se montan justo encima o debajo de la placa de rodadura.

Lubricación

Ver también: Lubricación Lubricador de desplazamiento de la marca "Wakefield" montado en la placa posterior de una caldera de locomotora. A través de la mirilla de la derecha se puede ver un goteo de aceite (viajando hacia arriba a través del agua).

Los pistones y válvulas de las primeras locomotoras fueron lubricados por los maquinistas que arrojaron un trozo de sebo por el tubo de explosión. Pronto se desarrollaron métodos más sofisticados para administrar la sustancia. El sebo se adhiere bien a las paredes de los cilindros y es más eficaz que el aceite mineral para resistir la acción del agua. Sigue siendo un componente de la formulación moderna de aceite para cilindros de vapor.

A medida que aumentaban las velocidades y las distancias, se desarrollaron mecanismos que inyectaban aceite mineral espeso en el suministro de vapor. El primero, un lubricador de desplazamiento, montado en la cabina, utiliza una corriente controlada de vapor que se condensa en un recipiente de aceite sellado. El agua del vapor condensado desplaza el aceite hacia las tuberías. El aparato suele estar equipado con mirillas para confirmar la tasa de suministro. Un método posterior utiliza una bomba mecánica que funciona desde una de las crucetas. En ambos casos, el suministro de aceite es proporcional a la velocidad de la locomotora.

Cojinete de cabeza de biela (con biela y biela ) de un Blackmoor Vale mostrando tapones de corcho perforados a depósitos de aceite

La lubricación de los componentes del bastidor (cojinetes del eje, bloques de bocina y pivotes de bogie) depende de la acción capilar : los recortes de hilo de estambre se arrastran desde los depósitos de aceite hasta las tuberías que conducen al componente respectivo. La tasa de aceite suministrada está controlada por el tamaño del haz de hilo y no por la velocidad de la locomotora, por lo que es necesario quitar los recortes (que están montados en un alambre) cuando está parado. Sin embargo, en paradas regulares (como la plataforma de una estación de terminación), el aceite que llega a la vía aún puede ser un problema.

Los cojinetes de la muñequilla y la cruceta llevan pequeños depósitos de aceite en forma de copa. Estos tienen tubos de alimentación a la superficie del cojinete que comienzan por encima del nivel de llenado normal, o se mantienen cerrados por un pasador suelto, de modo que solo cuando la locomotora está en movimiento ingresa aceite. En la práctica del Reino Unido, las tazas se cierran con tapones de corcho simples, pero se empuja un trozo de caña porosa a través de ellas para dejar pasar el aire. Es habitual que se incorpore una pequeña cápsula de aceite picante (anís o ajo) en el metal del cojinete para advertir si falla la lubricación y se produce un calentamiento o desgaste excesivo.

Soplador

Cuando la locomotora está funcionando con energía, se crea una corriente de aire en el fuego por el vapor de escape dirigido hacia la chimenea por el tubo de escape. Sin corriente de aire, el fuego se extinguirá rápidamente y la presión del vapor disminuirá. Cuando la locomotora está parada, o marchando por inercia con el regulador cerrado, no hay vapor de escape que genere una corriente de aire, por lo que la corriente de aire se mantiene por medio de un soplador. Este es un anillo colocado alrededor de la base de la chimenea o alrededor del orificio del tubo de explosión, que contiene varias boquillas de vapor pequeñas dirigidas hacia arriba de la chimenea. Estas boquillas se alimentan con vapor directamente de la caldera, controlado por la válvula de soplado. Cuando el regulador está abierto, la válvula del soplador está cerrada; cuando el conductor tiene la intención de cerrar el regulador, primero abrirá la válvula del soplador. Es importante que el ventilador se abra antes de que se cierre el regulador, ya que sin corriente en el fuego, puede haber contracorriente, donde el aire atmosférico sopla por la chimenea, lo que hace que el flujo de gases calientes a través de los tubos de la caldera se invierta, con el el fuego mismo fue lanzado a través del pozo de fuego hacia el reposapiés, con graves consecuencias para la tripulación. El riesgo de contracorriente es mayor cuando la locomotora entra en un túnel debido al impacto de presión. El soplador también se utiliza para crear una corriente de aire cuando se eleva vapor al inicio del servicio de la locomotora, en cualquier momento cuando el conductor necesita aumentar la corriente de aire en el fuego y para eliminar el humo de la línea de visión del conductor.

Los retrocesos eran bastante comunes. En un informe de 1955 sobre un accidente cerca de Dunstable, el inspector escribió: "En 1953, se informaron veintitrés casos, que no fueron causados ​​por un defecto del motor, y resultaron en 26 maquinistas que recibieron lesiones. En 1954, el número de incidentes y de las lesiones fueron las mismas y también hubo una víctima mortal ". Siguen siendo un problema, como lo demuestra el incidente de 2012 con BR Standard Class 7 70013 Oliver Cromwell.

Amortiguadores

Artículo principal: Buffer (transporte ferroviario)

En la práctica británica y europea (excepto en los países de la ex Unión Soviética), las locomotoras suelen tener amortiguadores en cada extremo para absorber cargas de compresión ("amortiguadores"). La carga de tensión de tirar del tren (fuerza de tiro) es soportada por el sistema de acoplamiento. Juntos, estos controlan la holgura entre la locomotora y el tren, absorben impactos menores y proporcionan un punto de apoyo para los movimientos de empuje.

En la práctica canadiense y estadounidense, todas las fuerzas entre la locomotora y los vagones se manejan a través del acoplador, en particular el acoplador Janney, estándar largo en el material rodante de los ferrocarriles estadounidenses, y su engranaje de tiro asociado, que permite un movimiento flojo limitado. Pequeños hoyuelos llamados "bolsillos de poling" en las esquinas delanteras y traseras de la locomotora permitieron empujar los vagones hacia una vía adyacente usando un poste sujetado entre la locomotora y los vagones. En Gran Bretaña y Europa, el "castaño de Indias" estilo norteamericano y otros acopladores que manejan fuerzas entre elementos de material rodante se han vuelto cada vez más populares.

Pilotos

Por lo general, se fijaba un piloto en la parte delantera de las locomotoras, aunque en Europa y en algunos otros sistemas ferroviarios, incluida Nueva Gales del Sur, se consideraban innecesarios. Con forma de arado, a veces llamados "atrapa vacas", eran bastante grandes y estaban diseñados para eliminar obstáculos de la pista como ganado, bisontes, otros animales o ramas de árboles. Aunque no pudieron "atrapar" ganado callejero, estos elementos distintivos permanecieron en las locomotoras hasta el final del vapor. El cambio de motor usualmente reemplazaba al piloto con pequeños pasos, conocidos como estribos. Muchos sistemas utilizaron el piloto y otras características de diseño para producir una apariencia distintiva.

Faros

Preservado ferrocarril de Great Western locomotora 7802 Bradley Manor, con dos lámparas de aceite que significa un servicio expreso de pasajeros, y una lámpara eléctrica de alta intensidad añadido para los estándares de seguridad

Cuando comenzaron las operaciones nocturnas, las empresas ferroviarias de algunos países equiparon sus locomotoras con luces para que el conductor pudiera ver lo que había delante del tren o para que otros pudieran ver la locomotora. Los faros eran originalmente lámparas de aceite o acetileno, pero cuando las lámparas de arco eléctrico estuvieron disponibles a fines de la década de 1880, reemplazaron rápidamente a los tipos más antiguos.

Gran Bretaña no adoptó faros brillantes, ya que afectarían la visión nocturna y, por lo tanto, podrían enmascarar las lámparas de aceite de baja intensidad utilizadas en las señales del semáforo y en cada extremo de los trenes, lo que aumenta el peligro de que se pierdan las señales, especialmente en vías con mucho tráfico. Las distancias de frenado de las locomotoras también eran normalmente mucho mayores que el alcance de los faros delanteros, y los ferrocarriles estaban bien señalizados y completamente vallados para evitar que el ganado y las personas se desviaran hacia ellos, lo que eliminaba en gran medida la necesidad de lámparas brillantes. Así, se siguieron utilizando lámparas de aceite de baja intensidad, colocadas en la parte delantera de las locomotoras para indicar la clase de cada tren. Se proporcionaron cuatro "hierros de lámpara" (soportes en los que colocar las lámparas): uno debajo de la chimenea y tres espaciados uniformemente a lo largo de la parte superior de la viga de protección. La excepción a esto fue el Ferrocarril del Sur y sus componentes, quienes agregaron una lámpara de hierro adicional a cada lado de la caja de humo, y la disposición de las lámparas (o en la luz del día, placas circulares blancas) le dijo al personal del ferrocarril el origen y destino del tren. En todos los vehículos, también se proporcionaron hierros de lámpara equivalentes en la parte trasera de la locomotora o ténder para cuando la locomotora estaba funcionando ténder o búnker primero.

En algunos países, la operación de vapor de herencia continúa en la red nacional. Algunas autoridades ferroviarias han ordenado que los faros delanteros potentes se enciendan en todo momento, incluso durante el día. Esto fue para informar más al público o a los trabajadores de la pista de cualquier tren activo.

Campanas y silbatos

Artículo principal: Silbato de tren

Las locomotoras usaban campanas y silbatos de vapor desde los primeros días de la locomoción a vapor. En Estados Unidos, India y Canadá, las campanas advirtieron de un tren en movimiento. En Gran Bretaña, donde todas las líneas están cercadas por ley, las campanas solo eran un requisito en los ferrocarriles que circulaban por una carretera (es decir, no cercadas), por ejemplo, un tranvía al costado de la carretera o en un astillero. En consecuencia, solo una minoría de locomotoras en el Reino Unido llevaban campanas. Los silbatos se utilizan para señalar al personal y dar advertencias. Dependiendo del terreno en el que se esté utilizando la locomotora, el silbato podría diseñarse para advertir a larga distancia de una llegada inminente o para un uso más localizado.

Las primeras campanas y silbidos se hicieron sonar a través de palancas y palancas. Los timbres automáticos se generalizaron en los EE. UU. Después de 1910.

Control automático

Un indicador típico de " girasol " de AWS. El indicador muestra un disco negro o un disco "explosivo" amarillo y negro.

Desde principios del siglo XX, las empresas operadoras de países como Alemania y Gran Bretaña empezaron a equipar las locomotoras con el sistema de advertencia automático (AWS) en la cabina de señalización, que aplicaba automáticamente los frenos cuando se pasaba una señal de "precaución". En Gran Bretaña, estos se hicieron obligatorios en 1956. En los Estados Unidos, el Ferrocarril de Pensilvania también equipó sus locomotoras con tales dispositivos.

Motores de refuerzo

El motor de refuerzo era un motor de vapor auxiliar que proporcionaba un esfuerzo de tracción adicional para el arranque. Era un dispositivo de baja velocidad, generalmente montado en el camión de remolque. Se desactivó mediante un engranaje loco a baja velocidad, por ejemplo, 30 km / h. Los impulsores se utilizaron ampliamente en los EE. UU. Y se probaron experimentalmente en Gran Bretaña y Francia. En el sistema ferroviario de vía estrecha de Nueva Zelanda, seis locomotoras Kb 4-8-4 fueron equipadas con propulsores, los únicos motores de ancho de vía de 3 pies y 6 pulgadas ( 1,067 mm) en el mundo que tienen dicho equipo.

Los motores de refuerzo también se instalaron en camiones de licitación en los EE. UU. Y se conocen como locomotoras auxiliares. Se conectaron dos e incluso tres ejes de camiones mediante varillas laterales que los limitaban al servicio a baja velocidad.

Puerta de incendios

La puerta de incendios se utiliza para cubrir el pozo de incendios cuando no se está agregando carbón. Tiene dos propósitos, primero, evita que el aire pase por encima del fuego, en lugar de obligarlo a pasar a través de él. El segundo propósito es proteger a la tripulación del tren contra los retrocesos. Sin embargo, tiene un medio para permitir que algo de aire pase sobre la parte superior del fuego (denominado "aire secundario") para completar la combustión de los gases producidos por el fuego.

Las puertas contra incendios vienen en varios diseños, el más básico de los cuales es una sola pieza que tiene bisagras en un lado y puede abrirse sobre la plataforma para los pies. Este diseño tiene dos problemas. Primero, ocupa mucho espacio en el reposapiés y, segundo, la corriente de aire tenderá a cerrarlo por completo, cortando así el aire secundario. Para compensar esto, algunas locomotoras están equipadas con un pestillo que evita que la puerta cortafuegos se cierre por completo, mientras que otras tienen un pequeño orificio de ventilación en la puerta que se puede abrir para permitir que fluya el aire secundario. Aunque se consideró diseñar una puerta contra incendios que se abriera hacia adentro en la cámara de combustión evitando así las molestias causadas en la plataforma, dicha puerta quedaría expuesta a todo el calor del fuego y probablemente se deformaría, volviéndose inútil.

Un tipo de puerta cortafuegos más popular consiste en una puerta corredera de dos piezas operada por una sola palanca. Hay pistas por encima y por debajo de la puerta de incendios por la que pasa la puerta. Estos rieles son propensos a atascarse con escombros y las puertas requirieron más esfuerzo para abrirse que la puerta batiente antes mencionada. Para solucionar este problema, algunas puertas cortafuego utilizan una operación motorizada que utiliza un cilindro de vapor o aire para abrir la puerta. Entre estas se encuentran las puertas de mariposa que pivotan en la esquina superior, la acción de pivote ofrece poca resistencia al cilindro que abre la puerta.

Variaciones

Se produjeron numerosas variaciones en la locomotora básica cuando los ferrocarriles intentaron mejorar la eficiencia y el rendimiento.

Cilindros

Artículo principal: Cilindro (locomotora)

Las primeras locomotoras de vapor tenían dos cilindros, uno a cada lado, y esta práctica persistió como la disposición más simple. Los cilindros se pueden montar entre los bastidores principales (conocidos como cilindros "internos") o fuera de los bastidores y las ruedas motrices (cilindros "exteriores"). Los cilindros interiores son accionados por manivelas integradas en el eje impulsor; Los cilindros exteriores son accionados por manivelas en extensiones de los ejes motrices.

Los diseños posteriores emplearon tres o cuatro cilindros, montados tanto dentro como fuera de los bastidores, para un ciclo de energía más uniforme y una mayor potencia de salida. Esto fue a expensas de engranajes de válvulas más complicados y mayores requisitos de mantenimiento. En algunos casos, el tercer cilindro se agregó en el interior simplemente para permitir cilindros exteriores de menor diámetro y, por lo tanto, reducir el ancho de la locomotora para su uso en líneas con un ancho de carga restringido, por ejemplo, las clases SR K1 y U1.

La mayoría de las locomotoras británicas de pasajeros expreso construidas entre 1930 y 1950 eran del tipo 4-6-0 o 4-6-2 con tres o cuatro cilindros (por ejemplo, GWR 6000 Class, LMS Coronation Class, SR Merchant Navy Class, LNER Gresley Class A3 ). Desde 1951, todas menos una de las 999 nuevas locomotoras de vapor de clase estándar de British Rail en todos los tipos utilizaron configuraciones de 2 cilindros para facilitar el mantenimiento.

Engranaje de válvula

Artículo principal: engranaje de válvula

Las primeras locomotoras usaban un engranaje de válvula simple que daba máxima potencia ya sea hacia adelante o hacia atrás. Pronto, el engranaje de válvulas Stephenson permitió al conductor controlar el corte; esto fue reemplazado en gran medida por el engranaje de válvulas de Walschaerts y patrones similares. Los primeros diseños de locomotoras que usaban válvulas deslizantes y admisión exterior eran relativamente fáciles de construir, pero ineficientes y propensos al desgaste. Finalmente, las válvulas de corredera fueron reemplazadas por válvulas de pistón de admisión internas, aunque hubo intentos de aplicar válvulas de asiento (comúnmente utilizadas en motores estacionarios) en el siglo XX. El engranaje de válvulas Stephenson generalmente se colocaba dentro del marco y era de difícil acceso para el mantenimiento; los patrones posteriores aplicados fuera del marco eran más visibles y mantenidos.

Compuesto

Artículo principal: Locomotora compuesta U-127, la locomotora compuesta 4-6-0 de De Glehn que quema petróleo y que tiró del tren fúnebre de Lenin, en el Museo del Ferrocarril de Moscú en la Terminal Ferroviaria Paveletsky

Las locomotoras compuestas se usaron a partir de 1876, expandiendo el vapor dos o más veces a través de cilindros separados, reduciendo las pérdidas térmicas causadas por el enfriamiento de los cilindros. Las locomotoras compuestas fueron especialmente útiles en trenes donde se necesitaban largos períodos de esfuerzos continuos. La combinación contribuyó al aumento dramático de potencia logrado por las reconstrucciones de André Chapelon de 1929. Una aplicación común fue en locomotoras articuladas, siendo la más común la diseñada por Anatole Mallet, en la que la etapa de alta presión se unía directamente al bastidor de la caldera; Frente a esto se hizo pivotar un motor de baja presión sobre su propio bastidor, que toma el escape del motor trasero.

Locomotoras articuladas

Artículo principal: Locomotora articulada Una locomotora Garratt de la clase 400 de South Australian Railways, construida en 1952 según un diseño de Beyer, Peacock amp; Company por Société Franco-Belge. La articulación se realiza mediante pivotes en los extremos del bastidor central de la locomotora. David Lloyd George sale de la estación Tan-y-Bwlch, Gwynedd - una locomotora Fairlie en el Ferrocarril Festiniog, Gales

Las locomotoras muy potentes tienden a ser más largas que aquellas con menor potencia de salida, pero los diseños largos de estructura rígida son impracticables para las curvas cerradas que se encuentran con frecuencia en los ferrocarriles de vía estrecha. Se desarrollaron varios diseños de locomotoras articuladas para superar este problema. El Mallet y el Garratt fueron los dos más populares. Tenían una sola caldera y dos unidades de motor (juegos de cilindros y ruedas motrices): ambas unidades de motor de Garratt estaban en bastidores giratorios, mientras que uno de los Mallet estaba en un bastidor giratorio y el otro estaba fijado debajo de la unidad de caldera. También se diseñaron algunas locomotoras triplex, con una tercera unidad de motor debajo del ténder. Otras variaciones menos comunes incluyeron la locomotora Fairlie, que tenía dos calderas juntas en un marco común, con dos unidades de motor separadas.

Tipos dúplex

Artículo principal: Locomotora dúplex

También se probaron locomotoras dúplex, que contenían dos motores en un bastidor rígido, pero no tuvieron un éxito notable. Por ejemplo, el 4-4-4-4 Pennsylvania Railroad clase T1, diseñado para correr muy rápido, sufrió problemas de deslizamiento recurrentes y finalmente irreparables a lo largo de sus carreras.

Locomotoras con engranajes

Artículo principal: Locomotora de vapor con engranajes

Para las locomotoras donde se requería un alto par de arranque y baja velocidad, el enfoque convencional de transmisión directa era inadecuado. Las locomotoras de vapor "con engranajes", como la Shay, la Climax y la Heisler, se desarrollaron para satisfacer esta necesidad en los ferrocarriles industriales, madereros, mineros y de canteras. La característica común de estos tres tipos era la provisión de engranajes reductores y un eje de transmisión entre el cigüeñal y los ejes de transmisión. Esta disposición permitió que el motor funcionara a una velocidad mucho más alta que las ruedas motrices en comparación con el diseño convencional, donde la relación es 1: 1.

Cabina adelante

En los Estados Unidos, en el Southern Pacific Railroad, se produjo una serie de locomotoras de cabina delantera con la cabina y la cámara de combustión en la parte delantera de la locomotora y el ténder detrás de la caja de humo, de modo que el motor parecía funcionar al revés. Esto solo fue posible mediante la combustión de aceite. Southern Pacific seleccionó este diseño para proporcionar aire libre de humo para que el conductor del motor respire mientras la locomotora pasa por túneles de montaña y cobertizos de nieve. Otra variación fue la locomotora Camelback, con la cabina situada a mitad de camino a lo largo de la caldera. En Inglaterra, Oliver Bulleid desarrolló la locomotora de la clase SR Leader durante el proceso de nacionalización a fines de la década de 1940. La locomotora se sometió a pruebas exhaustivas, pero varias fallas de diseño (como el encendido de carbón y las válvulas de camisa) hicieron que esta locomotora y las otras locomotoras parcialmente construidas fueran desechadas. Bulleid llevó el diseño de cabina hacia adelante a Irlanda, donde se mudó después de la nacionalización, donde desarrolló el "quemador de césped". Esta locomotora tuvo más éxito, pero fue descartada debido a la dieselización de los ferrocarriles irlandeses.

La única locomotora delantera de cabina conservada es Southern Pacific 4294 en Sacramento, California.

En Francia, las tres locomotoras Heilmann se construyeron con un diseño de cabina delantera.

Turbinas de vapor

Locomotora de turbina de vapor Ljungström con precalentador de aire, c.1925 Artículos principales: turbina de vapor y locomotora de turbina de vapor.

Las turbinas de vapor se crearon como un intento de mejorar el funcionamiento y la eficiencia de las locomotoras de vapor. Los experimentos con turbinas de vapor que utilizan transmisiones eléctricas y de accionamiento directo en varios países resultaron en su mayoría infructuosos. El London, Midland amp; Scottish Railway construyó el Turbomotive, un intento con gran éxito de demostrar la eficiencia de las turbinas de vapor. Si no hubiera sido por el estallido de la Segunda Guerra Mundial, es posible que se hubieran construido más. La turbomotora funcionó desde 1935 hasta 1949, cuando fue reconstruida en una locomotora convencional porque muchas piezas requerían reemplazo, una propuesta antieconómica para una locomotora "única". En los Estados Unidos, los ferrocarriles Union Pacific, Chesapeake amp; Ohio y Norfolk amp; Western (Namp;W) construyeron locomotoras eléctricas de turbina. El Pennsylvania Railroad (PRR) también construyó locomotoras de turbina, pero con una caja de cambios de transmisión directa. Sin embargo, todos los diseños fallaron debido al polvo, vibraciones, fallas de diseño o ineficiencia a velocidades más bajas. El último que quedó en servicio fue el N amp; W, retirado en enero de 1958. El único diseño verdaderamente exitoso fue el TGOJ MT3, utilizado para transportar mineral de hierro desde Grängesberg en Suecia hasta los puertos de Oxelösund. A pesar de funcionar correctamente, solo se construyeron tres. Dos de ellos se conservan en funcionamiento en museos de Suecia.

Locomotora sin fuego

Artículo principal: Locomotora sin fuego Locomotora sin fuego

En una locomotora sin fuego, la caldera se reemplaza por un acumulador de vapor, que se carga con vapor (en realidad agua a una temperatura muy por encima del punto de ebullición, (100 ° C (212 ° F)) de una caldera estacionaria. Se utilizaron locomotoras sin fuego donde había era un alto riesgo de incendio (por ejemplo , refinerías de petróleo ), donde la limpieza era importante (por ejemplo, plantas de producción de alimentos) o donde el vapor está fácilmente disponible (por ejemplo, fábricas de papel y centrales eléctricas donde el vapor es un subproducto o está disponible a bajo precio). El recipiente de agua ("caldera") está fuertemente aislado, al igual que con una locomotora encendida. Hasta que toda el agua se haya evaporado, la presión del vapor no desciende excepto cuando desciende la temperatura.

Otra clase de locomotora sin fuego es una locomotora de aire comprimido.

Poder mixto

Locomotora híbrida diésel de vapor

Artículo principal: Locomotora híbrida diésel de vapor

En Rusia, Gran Bretaña e Italia se han producido locomotoras de potencia mixta, que utilizan propulsión a vapor y diésel.

Locomotora de vapor eléctrica

Artículo principal: Locomotora de vapor eléctrica

En condiciones inusuales (falta de carbón, abundante hidroelectricidad) algunas locomotoras en Suiza fueron modificadas para usar electricidad para calentar la caldera, convirtiéndolas en locomotoras eléctricas de vapor.

Locomotora de vapor eléctrica

Artículo principal: locomotora Heilmann Locomotora Heilmann no 8001, Chemins de Fer de l'Ouest

Una locomotora de vapor eléctrica usa transmisión eléctrica, como las locomotoras diesel-eléctricas, excepto que se usa una máquina de vapor en lugar de un motor diesel para impulsar un generador. Tres de estas locomotoras fueron construidas por el ingeniero francés Jean Jacques Heilmann  [ fr ] en la década de 1890.

Categorización

El gobernador Stanford, una locomotora 4-4-0 (usando notación Whyte ) típica de la práctica estadounidense del siglo XIX.

Las locomotoras de vapor se clasifican por su disposición de ruedas. Los dos sistemas dominantes para esto son la notación de Whyte y la clasificación UIC.

La notación Whyte, utilizada en la mayoría de los países de habla inglesa y de la Commonwealth, representa cada juego de ruedas con un número. Estos números representaban típicamente el número de ruedas delanteras sin motor, seguido por el número de ruedas motrices (a veces en varios grupos), seguido por el número de ruedas traseras sin motor. Por ejemplo, un motor de patio con solo 4 ruedas motrices se clasificaría como una disposición de ruedas 0-4-0. Una locomotora con un camión principal de 4 ruedas, seguido de 6 ruedas motrices y un camión de arrastre de 2 ruedas, se clasificaría como 4-6-2. Se dieron nombres a diferentes arreglos que generalmente reflejan el primer uso del arreglo; por ejemplo, el tipo "Santa Fe" ( 2-10-2 ) se llama así porque los primeros ejemplos fueron construidos para el Ferrocarril Atchison, Topeka y Santa Fe. Estos nombres se dieron de manera informal y variaron según la región e incluso la política.

La clasificación UIC se utiliza principalmente en países europeos, además del Reino Unido. Designa pares consecutivos de ruedas (informalmente "ejes") con un número para las ruedas no motrices y una letra mayúscula para las ruedas motrices (A = 1, B = 2, etc.) Así que una designación Whyte 4-6-2 sería un equivalente a una designación UIC 2-C-1.

En muchos ferrocarriles, las locomotoras se organizaron en clases. Estas locomotoras representaban ampliamente que podían sustituirse entre sí en servicio, pero lo más común es que una clase representara un diseño único. Como regla, a las clases se les asignaba algún tipo de código, generalmente basado en la disposición de las ruedas. Las clases también adquirían apodos comúnmente, como Pug (una pequeña locomotora de maniobras), que representan características notables (y a veces poco complementarias) de las locomotoras.

Rendimiento

Medición

En la era de las locomotoras de vapor, generalmente se aplicaban dos medidas de rendimiento de las locomotoras. Al principio, las locomotoras se clasificaron por el esfuerzo de tracción, definido como la fuerza promedio desarrollada durante una revolución de las ruedas motrices en la cabeza del carril. Esto se puede calcular aproximadamente multiplicando el área total del pistón por el 85% de la presión de la caldera (una regla empírica que refleja la presión ligeramente más baja en la cámara de vapor sobre el cilindro) y dividiendo por la relación entre el diámetro del motor y la carrera del pistón.. Sin embargo, la fórmula precisa es:

$$t= C PAGS D 2 s D {\ Displaystyle t = {\ frac {cPd ^ {2} s} {D}}}.

donde d es el diámetro interior del cilindro en pulgadas, s es la carrera del cilindro, en pulgadas, P es la presión de la caldera en libras por pulgada cuadrada, D es el diámetro de la rueda motriz en pulgadas y c es un factor que depende del corte efectivo. En los EE. UU., C generalmente se establece en 0.85, pero más bajo en motores que tienen un límite máximo limitado al 50-75%.

El esfuerzo de tracción es solo la fuerza "promedio", ya que no todo el esfuerzo es constante durante una revolución de los impulsores. En algunos puntos del ciclo, solo un pistón está ejerciendo un momento de giro y en otros puntos, ambos pistones están funcionando. No todas las calderas entregan plena potencia al arrancar, y el esfuerzo de tracción también disminuye a medida que aumenta la velocidad de rotación.

El esfuerzo de tracción es una medida de la carga más pesada que una locomotora puede arrancar o transportar a muy baja velocidad sobre la pendiente dominante en un territorio dado. Sin embargo, a medida que crecía la presión para hacer circular mercancías más rápidas y trenes de pasajeros más pesados, se consideró que el esfuerzo de tracción era una medida inadecuada del rendimiento porque no tenía en cuenta la velocidad. Por lo tanto, en el siglo XX, las locomotoras comenzaron a clasificarse por potencia de salida. Se aplicaron diversos cálculos y fórmulas, pero en general los ferrocarriles utilizaron vagones dinamométricos para medir la fuerza de tracción a la velocidad en las pruebas reales en carretera.

Las compañías ferroviarias británicas se han mostrado reacias a revelar cifras de potencia en la barra de tiro y, en su lugar, se han basado en un esfuerzo de tracción continuo.

Relación con la disposición de las ruedas

La clasificación de Whyte está indirectamente relacionada con el rendimiento de la locomotora. Dadas las proporciones adecuadas del resto de la locomotora, la potencia de salida está determinada por el tamaño del fuego, y para una locomotora de carbón bituminoso, esto está determinado por el área de la parrilla. Las locomotoras modernas no compuestas generalmente pueden producir alrededor de 40 caballos de fuerza en la barra de tiro por pie cuadrado de rejilla. La fuerza de tracción, como se señaló anteriormente, está determinada en gran medida por la presión de la caldera, las proporciones de los cilindros y el tamaño de las ruedas motrices. Sin embargo, también está limitado por el peso sobre las ruedas motrices (denominado "peso adhesivo"), que debe ser al menos cuatro veces el esfuerzo de tracción.

El peso de la locomotora es aproximadamente proporcional a la potencia de salida; el número de ejes necesarios viene determinado por este peso dividido por el límite de carga por eje para la vía donde se utilizará la locomotora. El número de ruedas motrices se deriva del peso adhesivo de la misma manera, dejando que los ejes restantes sean contabilizados por los bogies delantero y trasero. Las locomotoras de pasajeros tenían convencionalmente bogies delanteros de dos ejes para guiar mejor a la velocidad; por otro lado, el gran aumento en el tamaño de la rejilla y la cámara de combustión en el siglo XX significó que se recurrió a un bogie de arrastre para brindar apoyo. En Europa, se hicieron uso de varias variantes del bogie Bissel en las que el movimiento de giro de un camión de un solo eje controla el desplazamiento lateral del eje motriz delantero (y en un caso también del segundo eje). Esto se aplicó principalmente a locomotoras de tráfico mixto y expreso de 8 acoplamientos, y mejoró considerablemente su capacidad para sortear curvas al tiempo que restringía la distancia entre ejes de la locomotora y maximizaba el peso de adherencia.

Como regla general, los motores de maniobra (EE. UU.: Motores de conmutación) omitían los bogies de avance y retroceso, tanto para maximizar el esfuerzo de tracción disponible como para reducir la distancia entre ejes. La velocidad no era importante; hacer el motor más pequeño (y por lo tanto el menor consumo de combustible) para el esfuerzo de tracción fue primordial. Las ruedas motrices eran pequeñas y solían soportar la cámara de combustión, así como la sección principal de la caldera. Los motores de banco (EE. UU.: Motores auxiliares) tendían a seguir los principios de los motores de maniobra, excepto que la limitación de la distancia entre ejes no se aplicaba, por lo que los motores de banco tendían a tener más ruedas motrices. En los EE. UU., Este proceso finalmente dio como resultado el motor tipo Mallet con sus muchas ruedas motrices, y estas tendieron a adquirir bogies delanteros y luego traseros a medida que la guía del motor se convirtió en un problema mayor.

A medida que los tipos de locomotoras comenzaron a divergir a fines del siglo XIX, los diseños de motores de carga al principio enfatizaron el esfuerzo de tracción, mientras que los de los motores de pasajeros enfatizaron la velocidad. Con el tiempo, el tamaño de las locomotoras de carga aumentó y el número total de ejes aumentó en consecuencia; el bogie principal solía ser de un solo eje, pero se agregó un camión de arrastre a las locomotoras más grandes para sostener una cámara de combustión más grande que ya no podía caber entre las ruedas motrices o por encima de ellas. Las locomotoras de pasajeros tenían bogies delanteros con dos ejes, menos ejes motrices y ruedas motrices muy grandes para limitar la velocidad a la que tenían que moverse las partes recíprocas.

En la década de 1920, el enfoque en Estados Unidos se centró en los caballos de fuerza, personificados por el concepto de "superpotencia" promovido por Lima Locomotive Works, aunque el esfuerzo de tracción seguía siendo la consideración principal después de la Primera Guerra Mundial hasta el fin del vapor. Los trenes de mercancías se diseñaron para funcionar más rápido, mientras que las locomotoras de pasajeros necesitaban tirar de cargas más pesadas a gran velocidad. Esto se logró aumentando el tamaño de la parrilla y la cámara de combustión sin cambios en el resto de la locomotora, requiriendo la adición de un segundo eje al camión de remolque. El flete 2-8-2 s se convirtió en 2-8-4 s, mientras que 2-10-2 s se convirtió en 2-10-4 s. De manera similar, el pasajero 4-6-2 s se convirtió en 4-6-4 s. En los Estados Unidos, esto condujo a una convergencia en la configuración articulada 4-8-4 y 4-6-6-4 de doble propósito, que se utilizó tanto para el servicio de carga como para el de pasajeros. Las locomotoras de mazo pasaron por una transformación similar, evolucionando de motores de banco a enormes locomotoras de línea principal con cámaras de combustión mucho más grandes; sus ruedas motrices también se aumentaron de tamaño para permitir una carrera más rápida.

Fabricar

Artículo principal: Lista de constructores de locomotoras

La mayoría de clases fabricadas

Esh 4444 0-10-0 en la terminal ferroviaria de Varshavsky, San Petersburgo

La locomotora de vapor de una sola clase más fabricada en el mundo es la locomotora de vapor rusa 0-10-0 de la clase E, con alrededor de 11.000 producidas tanto en Rusia como en otros países como Checoslovaquia, Alemania, Suecia, Hungría y Polonia. La locomotora rusa de la clase O contaba con 9.129 locomotoras, construidas entre 1890 y 1928. Se produjeron alrededor de 7.000 unidades de la alemana DRB Class 52 2-10-0 Kriegslok.

En Gran Bretaña, se construyeron 863 de la clase GWR 5700 y 943 de la clase DX del ferrocarril de Londres y Noroeste, incluidos 86 motores construidos para el ferrocarril de Lancashire y Yorkshire.

Reino Unido

Great Western Railway No. 6833 Calcot Grange, una locomotora de vapor de clase 4-6-0 Grange en la estación de Bristol Temple Meads. Tenga en cuenta la cámara de combustión Belpaire (con tapa cuadrada). 60163 Tornado en la línea principal de la costa este en 2016

Antes de la Ley de Agrupación de 1923, la producción en el Reino Unido era mixta. Las empresas ferroviarias más grandes construían locomotoras en sus propios talleres, y las más pequeñas y las empresas industriales las encargaban a constructores externos. Existía un gran mercado de constructores externos debido a la política de construcción de viviendas ejercida por las principales empresas ferroviarias. Un ejemplo de obras de agrupación previa fue la de Melton Constable, que mantuvo y construyó algunas de las locomotoras para Midland and Great Northern Joint Railway. Otros trabajos incluyeron uno en Boston (un edificio temprano de GNR) y Horwich Works.

Entre 1923 y 1947, las Cuatro Grandes compañías ferroviarias (Great Western Railway, London, Midland amp; Scottish Railway, London amp; North Eastern Railway y Southern Railway) construyeron la mayoría de sus propias locomotoras, comprándolas únicamente a constructores externos cuando sus propias obras estaban completamente ocupadas (o como resultado de la estandarización ordenada por el gobierno durante tiempos de guerra).

A partir de 1948, British Railways (BR) permitió que las antiguas Cuatro Grandes (ahora designadas como "Regiones") continuaran produciendo sus propios diseños, pero también crearon una gama de locomotoras estándar que supuestamente combinaban las mejores características de cada región. Aunque en 1955 se adoptó una política de dieselización, BR continuó construyendo nuevas locomotoras de vapor hasta 1960, y el motor final se denominó Evening Star.

Algunos fabricantes independientes produjeron locomotoras de vapor durante algunos años más, y Hunslet construyó la última locomotora de vapor industrial de fabricación británica en 1971. Desde entonces, algunos fabricantes especializados han seguido produciendo pequeñas locomotoras para ferrocarriles de vía estrecha y en miniatura, pero como el mercado principal para estos es el sector ferroviario turístico y patrimonial, la demanda de este tipo de locomotoras es limitada. En noviembre de 2008, se probó una locomotora de vapor de línea principal de nueva construcción, 60163 Tornado, en las líneas principales del Reino Unido para su eventual uso en viajes y charter.

Suecia

En el siglo XIX y principios del XX, la mayoría de las locomotoras de vapor suecas se fabricaban en Gran Bretaña. Más tarde, sin embargo, la mayoría de las locomotoras de vapor fueron construidas por fábricas locales, incluidas NOHAB en Trollhättan y ASJ en Falun. Uno de los tipos más exitosos fue la clase "B" ( 4-6-0 ), inspirada en la clase prusiana P8. Muchas de las locomotoras de vapor suecas se conservaron durante la Guerra Fría en caso de guerra. Durante la década de 1990, estas locomotoras de vapor se vendieron a asociaciones sin fines de lucro o en el extranjero, por lo que las locomotoras suecas de clase B, clase S ( 2-6-4 ) y clase E2 ( 2-8-0 ) ahora se pueden ver en Gran Bretaña, Holanda, Alemania y Canadá.

Estados Unidos

California Western Railroad No. 45 (constructor No. 58045), construido por Baldwin en 1924, es una locomotora 2-8-2 Mikado. Todavía se usa hoy en el Skunk Train.

Las locomotoras para los ferrocarriles estadounidenses casi siempre se construyeron en los Estados Unidos con muy pocas importaciones, excepto en los primeros días de las máquinas de vapor. Esto se debió a las diferencias básicas de los mercados en los Estados Unidos, que inicialmente tenían muchos mercados pequeños ubicados a grandes distancias, en contraste con la mayor densidad de mercados de Europa. Se necesitaban locomotoras que fueran baratas y resistentes y que pudieran recorrer grandes distancias sobre vías construidas y mantenidas a bajo costo. Una vez que se estableció la fabricación de motores a gran escala, comprar un motor en el extranjero tenía muy pocas ventajas que tuviera que personalizarse para adaptarse a los requisitos locales y las condiciones de la pista. Los fabricantes incorporaron mejoras en el diseño de motores de origen europeo y estadounidense cuando podían justificarse en un mercado generalmente muy conservador y que cambiaba lentamente. Con la notable excepción de las locomotoras estándar USRA construidas durante la Primera Guerra Mundial, en los Estados Unidos, la fabricación de locomotoras de vapor siempre fue semi-personalizada. Los ferrocarriles encargaron locomotoras adaptadas a sus requisitos específicos, aunque siempre estuvieron presentes algunas características básicas de diseño. Los ferrocarriles desarrollaron algunas características específicas; por ejemplo, Pennsylvania Railroad y Great Northern Railway tenían preferencia por la cámara de combustión Belpaire. En los Estados Unidos, los fabricantes a gran escala construyeron locomotoras para casi todas las compañías ferroviarias, aunque casi todos los ferrocarriles principales tenían talleres capaces de reparaciones pesadas y algunos ferrocarriles (por ejemplo, Norfolk and Western Railway y Pennsylvania Railroad, que tenía dos talleres de montaje).) construyeron locomotoras íntegramente en sus propios talleres. Las empresas que fabrican locomotoras en los EE. UU. Incluyen Baldwin Locomotive Works, American Locomotive Company (ALCO) y Lima Locomotive Works. En total, entre 1830 y 1950, se construyeron más de 160.000 locomotoras de vapor en los Estados Unidos, y Baldwin representó la mayor parte, casi 70.000.

Las locomotoras de vapor requerían un servicio y revisión regulares y, en comparación con un motor diesel-eléctrico, frecuentes (a menudo a intervalos regulados por el gobierno en Europa y EE. UU.). Las alteraciones y actualizaciones ocurrieron regularmente durante las revisiones. Se agregaron nuevos electrodomésticos, se eliminaron las características insatisfactorias, se mejoraron o reemplazaron los cilindros. Casi cualquier parte de la locomotora, incluidas las calderas, fue reemplazada o mejorada. Cuando el servicio o las actualizaciones se volvieron demasiado costosas, la locomotora se cambió o se retiró. En el ferrocarril de Baltimore y Ohio se desmantelaron dos locomotoras 2-10-2 ; las calderas se colocaron en dos nuevas locomotoras Clase T 4-8-2 y la maquinaria de rueda residual se transformó en un par de conmutadores Clase U 0-10-0 con calderas nuevas. La flota de Union Pacific de motores 4-10-2 de 3 cilindros se convirtió en motores de dos cilindros en 1942, debido a los grandes problemas de mantenimiento.

Australia

La locomotora de vapor número 200 construida por Clyde Engineering (TF 1164) de la colección del Museo Powerhouse

En Sydney, Clyde Engineering y Eveleigh Railway Workshops construyeron locomotoras de vapor para los ferrocarriles gubernamentales de Nueva Gales del Sur. Estos incluyen el C38 clase 4-6-2 ; las primeras cinco se construyeron en Clyde con racionalización, las otras 25 locomotoras se construyeron en Eveleigh (13) y Cardiff Workshops (12) cerca de Newcastle. En Queensland, las locomotoras de vapor fueron construidas localmente por Walkers. Del mismo modo, los ferrocarriles de Australia del Sur también fabricaron locomotoras de vapor localmente en los talleres ferroviarios de Islington en Adelaida. Los ferrocarriles victorianos construyeron la mayoría de sus locomotoras en sus talleres de Newport y en Bendigo, mientras que en los primeros días las locomotoras se construyeron en Phoenix Foundry en Ballarat. Las locomotoras construidas en los talleres de Newport iban desde la clase nA 2-6-2 T construida para vía estrecha, hasta la clase H 4-8-4, la locomotora convencional más grande jamás operada en Australia, con un peso de 260 toneladas. Sin embargo, el título de locomotora más grande jamás utilizada en Australia es para la locomotora clase AD60 de 263 toneladas de Nueva Gales del Sur 4-8-4 + 4-8-4 Garratt, construida por Beyer, Peacock amp; Company en Inglaterra. La mayoría de las locomotoras de vapor utilizadas en el oeste de Australia fueron construidos en el Reino Unido, aunque algunos ejemplos fueron diseñados y construidos localmente en los de Australia Occidental ferrocarriles del gobierno ' Ferrocarril Midland Talleres. Las 10 locomotoras de la clase WAGR S (introducidas en 1943) fueron la única clase de locomotora de vapor que se concibió, diseñó y construyó por completo en Australia Occidental, mientras que los talleres de Midland participaron notablemente en el programa de construcción australiano de Australian Standard Garratts - estos tiempos de guerra Las locomotoras se construyeron en Midland en Australia Occidental, Clyde Engineering en Nueva Gales del Sur, Newport en Victoria e Islington en Australia del Sur y vieron diversos grados de servicio en todos los estados australianos.

El fin del vapor en uso general.

La introducción de las locomotoras eléctricas a principios del siglo XX y las locomotoras diesel-eléctricas posteriores marcaron el comienzo de un declive en el uso de locomotoras de vapor, aunque pasó algún tiempo antes de que se retiraran gradualmente de su uso general. A medida que la energía diesel (especialmente con transmisión eléctrica) se volvió más confiable en la década de 1930, se afianzó en América del Norte. La transición completa de la energía a vapor en América del Norte tuvo lugar durante la década de 1950. En Europa continental, la electrificación a gran escala había reemplazado a la energía de vapor en la década de 1970. El vapor era una tecnología familiar, se adaptaba bien a las instalaciones locales y también consumía una amplia variedad de combustibles; esto llevó a su uso continuado en muchos países hasta finales del siglo XX.

Los motores de vapor tienen una eficiencia térmica considerablemente menor que los motores diesel modernos, lo que requiere un mantenimiento y mano de obra constantes para mantenerlos operativos. El agua es necesaria en muchos puntos de la red ferroviaria, lo que la convierte en un problema importante en las zonas desérticas, como ocurre en algunas regiones de Estados Unidos, Australia y Sudáfrica. En lugares donde hay agua disponible, puede ser dura, lo que puede causar la formación de " incrustaciones ", compuestas principalmente por carbonato de calcio, hidróxido de magnesio y sulfato de calcio. Los carbonatos de calcio y magnesio tienden a depositarse como sólidos blanquecinos en el interior de las superficies de las tuberías y los intercambiadores de calor. Esta precipitación es causada principalmente por la descomposición térmica de los iones bicarbonato, pero también ocurre en los casos en que el ion carbonato está en una concentración de saturación. La acumulación de sarro resultante restringe el flujo de agua en las tuberías. En las calderas, los depósitos perjudican el flujo de calor al agua, reduciendo la eficiencia de calefacción y permitiendo que los componentes metálicos de la caldera se sobrecalienten.

El mecanismo alternativo en las ruedas motrices de una locomotora de vapor de expansión simple de dos cilindros tendía a golpear los rieles (ver golpe de martillo ), por lo que requería más mantenimiento. La obtención de vapor del carbón tomó unas horas y creó serios problemas de contaminación. Las locomotoras de carbón requerían limpieza contra incendios y eliminación de cenizas entre turnos de servicio. Las locomotoras diésel o eléctricas, en comparación, se beneficiaron de las nuevas instalaciones de servicio construidas a medida. El humo de las locomotoras de vapor también se consideró objetable; las primeras locomotoras eléctricas y diesel se desarrollaron en respuesta a los requisitos de reducción de humo, aunque esto no tuvo en cuenta el alto nivel de contaminación menos visible en el humo de escape diesel, especialmente al ralentí. En algunos países, sin embargo, la energía para las locomotoras eléctricas se deriva del vapor generado en las centrales eléctricas, que a menudo funcionan con carbón.

Estados Unidos

Locomotora Northwestern Steel and Wire número 80, julio de 1964

Las primeras locomotoras diesel aparecieron en el Ferrocarril Central de Nueva Jersey en 1925 y en la Central de Nueva York en 1927. Desde entonces, las locomotoras diesel comenzaron a aparecer en el servicio principal en los Estados Unidos a mediados de la década de 1930. En comparación con el vapor, la energía diésel redujo drásticamente los costos de mantenimiento al tiempo que aumentaba la disponibilidad de las locomotoras. En Chicago, Rock Island y Pacific Railroad, las nuevas unidades entregaron más de 350,000 millas (560,000 km) al año, en comparación con aproximadamente 120,000-150,000 millas (190,000-240,000 km) de una locomotora de vapor de línea principal. La Segunda Guerra Mundial retrasó la dieselización en los EE. UU. Hasta finales de la década de 1940; En 1949, el Gulf, Mobile y Ohio Railroad se convirtió en el primer gran ferrocarril principal en convertirse completamente en locomotoras diesel, y la revista Life publicó un artículo el 5 de diciembre de 1949 titulado "GMamp;O incendia todas sus máquinas de vapor, se convierte en el primer ferrocarril importante de EE. UU. para diéselizar al 100% ". La fabricación de nuevas locomotoras de vapor para uso en los Estados Unidos disminuyó a medida que continuó la dieselización. Lima Locomotive Works fue quizás el último constructor comercial de locomotoras de vapor, y el pedido final completado fue de diez "Berkshires" 2-8-4 para el ferrocarril de Nueva York, Chicago y St. Louis en 1949. La última locomotora de vapor fabricada para El servicio general en los Estados Unidos seguiría en 1953: un Norfolk y Western 0-8-0, construido en Roanoke Shops del ferrocarril. 1960 se considera normalmente el último año de operación regular de vapor de vía estándar de línea principal de clase 1 en los Estados Unidos, con operaciones en los ferrocarriles Grand Trunk Western, Illinois Central, Norfolk y Western, Northern Pacific y Duluth Missabe y Iron Range, así como Operaciones de Canadian Pacific en Maine. Sin embargo, el Grand Trunk Western usó algo de energía de vapor para trenes de pasajeros regulares hasta 1961, la última instancia de esto ocurrió sin previo aviso en los trenes 56 y 21 en el área de Detroit el 20 de septiembre de 1961 con 4-8-4 6323, un día antes. su tiempo de combustión expiró. El último servicio de carga regular de vía estándar impulsado a vapor por un ferrocarril de clase 1 llegó poco más de un año después en la aislada rama de Leadville de Colorado y el sur (ruta Burlington) el 11 de octubre de 1962 con 2-8-0 641. Estrecho- El vapor de calibre fue utilizado para el servicio de carga por Denver y Rio Grande Western en el recorrido de 250 millas (400 km) desde Alamosa, Colorado, hasta Farmington, Nuevo México, a través de Durango, hasta que el servicio cesó el 6 de diciembre de 1968.

El Union Pacific Railroad es el único ferrocarril de Clase I en los EE. UU. Que nunca se ha dieselizado completamente, al menos nominalmente. Siempre ha tenido al menos una locomotora de vapor operativa, Union Pacific 844, en su lista.

Algunas líneas cortas estadounidenses continuaron sus operaciones de vapor hasta la década de 1960 y más allá; la fábrica de Northwestern Steel and Wire en Sterling, Illinois, continuó operando locomotoras de vapor hasta diciembre de 1980, y Crab Orchard and Egyptian Railway, que había utilizado vapor desde su creación en 1973, continuó hasta septiembre de 1986. En ese momento, alrededor de 1.800 de los aún existían más de 160.000 locomotoras de vapor construidas en los Estados Unidos entre 1830 y 1950, y una fracción aún se encontraba en funcionamiento en museos, en ferrocarriles turísticos o en uso en excursiones principales.

Bretaña

Vapor industrial británico en la década de 1970: un Robert Stephenson amp; Hawthorns 0-4-0ST maniobrando vagones de carbón en la central eléctrica Agecroft, Pendlebury en 1976

Las pruebas de locomotoras diesel y vagones comenzaron en Gran Bretaña en la década de 1930, pero solo lograron avances limitados. Un problema era que las locomotoras diesel británicas a menudo tenían una potencia muy baja en comparación con las locomotoras de vapor contra las que competían. Además, la mano de obra y el carbón eran relativamente baratos.

Después de 1945, los problemas asociados con la reconstrucción de la posguerra y la disponibilidad de carbón de producción nacional barato mantuvieron el uso generalizado del vapor durante las dos décadas siguientes. Sin embargo, la rápida disponibilidad de petróleo barato llevó a nuevos programas de dieselización a partir de 1955, y estos comenzaron a tener pleno efecto alrededor de 1962. Para entonces, era evidente que las locomotoras de vapor habían alcanzado su límite en términos de potencia dentro del restrictivo gálibo británico, con no hay margen para calderas o cilindros más grandes, incluso si se empleara el encendido mecánico. Hacia el final de la era del vapor, la fuerza motriz del vapor cayó en mal estado. La última locomotora de vapor construida para la línea principal de ferrocarriles británicos fue la 92220 Evening Star, que se completó en marzo de 1960. Los últimos trenes de servicio transportados a vapor en la red de ferrocarriles británicos funcionaron en 1968, pero el uso de locomotoras de vapor en la industria británica continuó en la década de 1980.. En junio de 1975, todavía había 41 lugares donde el vapor se usaba regularmente, y muchos más donde los motores se mantenían en reserva en caso de fallas del diesel. Gradualmente, el declive de las canteras de hierro, las industrias del acero, la minería del carbón y la construcción naval, y el suministro abundante de shunters diesel redundantes de British Rail como reemplazos, llevaron al fin de la energía de vapor para usos comerciales.

Varios cientos de locomotoras de vapor reconstruidas y conservadas todavía se utilizan en las líneas ferroviarias conservadas "patrimoniales" gestionadas por voluntarios en el Reino Unido. Una parte de las locomotoras se utiliza regularmente en la red ferroviaria nacional por operadores privados donde realizan excursiones especiales y trenes turísticos. Se ha construido una nueva locomotora de vapor, la LNER Peppercorn Class A1 60163 Tornado (comenzó a funcionar en 2009), y hay más en la etapa de planificación.

Alemania

Después de la Segunda Guerra Mundial, Alemania se dividió en la República Federal de Alemania, con la Deutsche Bundesbahn (fundada en 1949) como el nuevo ferrocarril de propiedad estatal, y la República Democrática Alemana (RDA), donde el servicio ferroviario continuó bajo el antiguo pre -nombre de guerra Deutsche Reichsbahn.

Durante un breve período después de la guerra, tanto la Bundesbahn (DB) como la Reichsbahn (DR) siguieron realizando pedidos de nuevas locomotoras de vapor. Necesitaban renovar el material rodante, principalmente con locomotoras de vapor diseñadas para trenes de pasajeros acelerados. Muchos de los predecesores existentes de ese tipo de locomotoras de vapor en Alemania se habían perdido en las batallas o simplemente habían llegado al final de su vida, como la famosa P 8 prusiana. Sin embargo, no hubo necesidad de nuevas locomotoras para trenes de mercancías, ya que durante la Segunda Guerra Mundial se habían construido miles de las clases 50 y 52.

El VEB Lokomotivbau Karl Marx Babelsberg (LKM) construyó esta locomotora de vapor, No. 991777-4. En la actualidad, arrastra las locomotoras del ferrocarril histórico Radebeul-Radeburg en Alemania.

Debido a que el concepto de las llamadas " Einheitslokomotiven ", las locomotoras estándar construidas en las décadas de 1920 y 1930, y todavía en uso generalizado, ya estaba desactualizado en la era anterior a la guerra, un diseño completamente nuevo para las nuevas locomotoras de vapor fue desarrollado por DB y DR, llamadas "Neubaudampflokomotiven" (locomotoras de vapor de nueva construcción). Las locomotoras de vapor fabricadas por DB en Alemania Occidental, bajo la dirección de Friedrich Witte, representaron la última evolución en la construcción de locomotoras de vapor, incluidos bastidores completamente soldados, calderas de alto rendimiento y rodamientos de rodillos en todas las partes móviles. Aunque se decía que estas nuevas clases DB ( 10, 23, 65, 66 y 82 ) se encontraban entre las locomotoras de vapor alemanas más finas y de mejor rendimiento jamás construidas, ninguna de ellas superó los 25 años en servicio. El último, 23105 (aún conservado), entró en servicio en 1959.

La República Democrática de Alemania Oriental inició un plan de adquisiciones similar, que incluía motores para una vía estrecha. Los DR-Neubaudampflokomotiven fueron las clases 23.10, 25.10, 50.40, 65.10, 83.10, 99.23-24 y 99.77-79. La compra de locomotoras de vapor de nueva construcción por parte de la República Dominicana terminó en 1960 con 50 4088, la última locomotora de vapor de ancho estándar construida en Alemania. Ninguna locomotora de las clases 25.10 y 83.10 estuvo en servicio durante más de 17 años. Los últimos motores de las clases 23.10, 65.10 y 50.40 se retiraron a finales de la década de 1970, con algunas unidades con más de 25 años. Algunas de las locomotoras de vía estrecha todavía están en servicio con fines turísticos. Más tarde, a principios de la década de 1960, la República Dominicana desarrolló una forma de reconstruir locomotoras más antiguas para cumplir con los requisitos contemporáneos. La locomotora de alta velocidad 18 201 y la clase 01.5 son ejemplos de diseños de ese programa.

Alrededor de 1960, la Bundesbahn en Alemania Occidental comenzó a eliminar gradualmente todos los trenes de vapor durante un período de diez años, pero todavía tenía alrededor de 5.000 de ellos en condiciones de funcionamiento. Aunque DB fue muy firme al continuar con la electrificación en las líneas principales --en 1963 alcanzaron los 5.000 km (3.100 millas) de rutas electrificadas - y la dieselización con nuevo stock desarrollado, no habían eliminado por completo las locomotoras de vapor dentro de la meta de diez años. En 1972, los departamentos de Hamburgo y Frankfurt de las redes ferroviarias DB se convirtieron en los primeros en dejar de operar locomotoras de vapor en sus áreas. Las locomotoras de vapor restantes comenzaron a reunirse en los patios ferroviarios en Rheine, Tübingen, Hof, Saarbrücken, Gelsenkirchen-Bismarck y otros, que pronto se hicieron populares entre los entusiastas del ferrocarril.

En 1975, el último tren expreso de vapor de DB hizo su recorrido final en la línea Emsland desde Rheine hasta Norddeich en el norte superior de Alemania. Dos años más tarde, el 26 de octubre de 1977, la locomotora de carga pesada 44 903 (nuevo número 043 903–4 basado en computadora) hizo su último recorrido en el mismo depósito ferroviario. Después de esta fecha, no hubo ningún servicio regular de vapor en la red de la DB hasta su privatización en 1994.

Locomotora de vapor de ferrocarril Chiemsee-Bahn de vía estrecha en el sur de Baviera

En la RDA, el Reichsbahn continuó operando a vapor hasta 1988 en vías de ancho estándar por razones económicas y políticas, a pesar de los grandes esfuerzos realizados para eliminar el vapor desde la década de 1970. Las últimas locomotoras en servicio eran de las clases 50.35 y 52.80, que transportaban trenes de mercancías en líneas rurales principales y ramales. A diferencia de la DB, nunca hubo una gran concentración de locomotoras de vapor en solo unos pocos metros en el Este, porque en toda la red de RD la infraestructura para las locomotoras de vapor permaneció intacta hasta el final de la RDA en 1990. Esta fue también la razón por la que Nunca fue un estricto "corte final" en las operaciones de vapor, y la República Dominicana continuó utilizando locomotoras de vapor de vez en cuando hasta que se fusionaron con la DB en 1994.

En sus líneas de vía estrecha, sin embargo, las locomotoras de vapor siguieron utilizándose a diario durante todo el año, principalmente por motivos turísticos. La más grande de ellas es la red Harzer Schmalspurbahn ( Ferrocarriles de vía estrecha de Harz ) en las montañas de Harz, pero las líneas en Sajonia y en la costa del Mar Báltico también son notables. A pesar de que todos los antiguos ferrocarriles de vía estrecha de la República Dominicana se han privatizado, las operaciones de vapor siguen siendo un lugar común allí.

Locomotora 18201 de lateral

Hoy en día, la locomotora de vapor más rápida del mundo es la alemana DR 18 201 (BR 18.201, Baureihe 18.201). La locomotora exprés alemana, número 18201 de la Deutsche Reichsbahn en Alemania Oriental, apareció en 1960-61 en Meiningen Steam Locomotive Works como una conversión de la locomotora de tren Henschel-Wegmann 61 002, la licitación de 44 468 y partes de H 45 024 y Clase 41. Es la locomotora de vapor operativa más rápida del mundo.

Rusia

En la URSS, aunque la primera locomotora diesel-eléctrica principal se construyó en la URSS en 1924, la última locomotora de vapor ( modelo П36, número de serie 251) se construyó en 1956; ahora se encuentra en el Museo de Maquinaria Ferroviaria en la antigua Terminal Ferroviaria de Varsovia, San Petersburgo. En la parte europea de la URSS, casi todas las locomotoras de vapor fueron reemplazadas por locomotoras diesel y eléctricas en la década de 1960; en Siberia y Asia Central, los registros estatales verifican que la clase L 2-10-0 sy la clase LV 2-10-2 s no se retiraron hasta 1985. Hasta 1994, Rusia tenía al menos 1000 locomotoras de vapor almacenadas en condiciones operativas en caso de "emergencias nacionales".

China

China Railways QJ (前进, "Qiánjìn") locomotora de vapor de carga pesada, conservada en el Museo Industrial de China China Railways SY locomotora de vapor industrial, frente al Museo Moderno de Dalian

China continuó construyendo locomotoras de vapor de línea principal hasta finales del siglo XX, incluso construyendo algunos ejemplos para las operaciones turísticas estadounidenses. China fue el último usuario principal de locomotoras de vapor, y su uso finalizó oficialmente en la línea Jitong a fines de 2005. Algunas locomotoras de vapor todavía se utilizan en 2021 en operaciones industriales en China. Algunas operaciones de carbón y otros minerales mantienen una lista activa de locomotoras de vapor China Railways JS (建设, "Jiànshè") o China Railways SY (上游, "Shàngyóu") compradas de segunda mano a China Railway. La última locomotora de vapor construida en China fue 2-8-2 SY 1772, terminada en 1999. En 2011, existen al menos seis locomotoras de vapor chinas en los Estados Unidos: 3 QJ compradas por Rail Development Corporation (Nos. 6988 y 7081 para IAIS y No. 7040 para RJ Corman ), un JS comprado por Boone y Scenic Valley Railroad, y dos SY. El No. 142 (antes No. 1647) es propiedad del NYSW para operaciones turísticas, pintado y modificado para representar una locomotora estadounidense de la década de 1920; El No. 58 es operado por Valley Railroad y ha sido modificado para representar el número 3025 de New Haven Railroad.

Japón

El tren de vapor Amamiya-21 en Hokkaido

Debido a la destrucción de gran parte de la infraestructura del país durante la Segunda Guerra Mundial y al costo de la electrificación y la dieselización, se construyeron nuevas locomotoras de vapor en Japón hasta 1960. El número de locomotoras de vapor japonesas alcanzó un pico de 5.958 en 1946.

Con el auge de la economía japonesa de la posguerra, las locomotoras de vapor se retiraron gradualmente del servicio de la línea principal a principios de la década de 1960 y fueron reemplazadas por locomotoras diesel y eléctricas. Fueron relegados a los servicios de ramales y sublíneas durante varios años más hasta finales de la década de 1960, cuando comenzaron a aumentar la electrificación y la dieselización. A partir de 1970, la locomoción a vapor se fue eliminando gradualmente en el JNR :

• Shikoku (abril de 1970)
• Área de Kanto (Tokio) (octubre de 1970),
• Kinki (Osaka, área de Kioto) (septiembre de 1973)
• Chubu (Nagoya, área de Nagano) (abril de 1974),
• Tohoku (noviembre de 1974),
• Chugoku (área de Yamaguchi) (diciembre de 1974)
• Kyushu (enero de 1975)
• Hokkaido (marzo de 1976)

El último tren de vapor regular de pasajeros, tirado por una locomotora de clase C57 construida en 1940, partió de la estación de tren de Muroran hacia Iwamizawa el 14 de diciembre de 1975. Luego fue oficialmente retirado del servicio, desmantelado y enviado al Museo del Transporte de Tokio, donde fue inaugurado como exposición el 14 de mayo de 1976. Se trasladó al Museo del Ferrocarril de Saitama a principios de 2007. El último tren de vapor de la línea principal japonesa, D51-241, una locomotora de clase D51 construida en 1939, salió de la estación de tren de Yubari el 24 de diciembre de 1975 Ese mismo día finalizó todo el servicio de la línea principal de vapor. D51-241 fue retirado el 10 de marzo de 1976 y destruido en un incendio en un depósito un mes después, aunque se conservaron algunas partes.

El 2 de marzo de 1976, la única locomotora de vapor que todavía funcionaba en el JNR, 9600–39679, una locomotora de la clase 9600 construida en 1920, hizo su último viaje desde la estación de tren de Oiwake, poniendo fin a 104 años de locomoción a vapor en Japón.

Hoy en día, los trenes de pasajeros a vapor son operados por compañías de JR con una base poco frecuente de excursiones / nostalgia, sus servicios siempre con el prefijo SL (para transatlántico de vapor). Algunos ejemplos son SL Hitoyoshi y SL Ginga.

Corea del Sur

La primera locomotora de vapor en Corea del Sur (Corea en ese momento) fue la Moga (Mogul) 2-6-0, que funcionó por primera vez el 9 de septiembre de 1899 en la línea Gyeong-In. Otras clases de locomotoras de vapor de Corea del Sur incluyen Sata, Pureo, Ame, Sig, Mika ( USRA Heavy Mikado ), Pasi ( USRA Light Pacific ), Hyeogi (vía estrecha), Clase 901, Mateo, Sori y Tou. Utilizado hasta 1967, el Pasi 23 se encuentra ahora en el Museo del Ferrocarril.

India

Se construyeron nuevas locomotoras de vapor en la India hasta principios de la década de 1970; La última locomotora de vapor de vía ancha fabricada, Last Star, una locomotora de la clase WG (No. 10560) se construyó en junio de 1970, seguida de la última locomotora de vía métrica en febrero de 1972. La locomotora de vapor siguió predominando en los ferrocarriles indios hasta principios de la década de 1980; en el año fiscal 1980-81, había 7.469 locomotoras de vapor en servicio regular, en comparación con 2.403 diesel y 1.036 eléctricas. Posteriormente, la locomoción a vapor se eliminó gradualmente del servicio regular, comenzando con la Zona Ferroviaria del Sur en 1985; el número de locomotoras diesel y eléctricas en servicio regular superó el número de locomotoras de vapor en servicio en 1987–88. Los primeros trenes eléctricos se introdujeron en la India como parte del sistema ferroviario suburbano de Bombay el 3 de febrero de 1925. Las primeras locomotoras diésel de vía métrica se introdujeron en 1955 y las de vía ancha en 1957. Todos los servicios regulares de vapor de vía ancha en la India finalizaron en 1995. con el recorrido final hecho de Jalandhar a Ferozpur el 6 de diciembre. Las últimas locomotoras de vapor de vía métrica y de vía estrecha en servicio regular se retiraron en 2000. Después de ser retiradas del servicio, la mayoría de las locomotoras de vapor fueron desguazadas, aunque algunas se han conservado en varios museos ferroviarios. Las únicas locomotoras de vapor que permanecen en servicio regular se encuentran en las líneas históricas de la India.

Sudáfrica

En Sudáfrica, las últimas nuevas locomotoras de vapor compradas fueron 2-6-2 + 2-6-2 Garratts de Hunslet Taylor para las líneas de ancho de 2 pies (610 mm) en 1968. Otra locomotora de la clase 25NC, No. 3450, apodada el "Diablo rojo" debido a su esquema de color, recibió modificaciones que incluyen un conjunto prominente de tubos de escape dobles de lado a lado. En el sur de Natal, dos antiguos ferrocarriles sudafricanos de 2 pies (610 mm) de ancho NGG16 Garratts que operaban en el privatizado Port Shepstone y Alfred County Railway (ACR) recibieron algunas modificaciones de LD Porta en 1990, convirtiéndose en una nueva clase NGG16A.

En 1994, casi todas las locomotoras de vapor comerciales quedaron fuera de servicio, aunque muchas de ellas se conservan en museos o en estaciones de tren para que el público las vea. Hoy en día, solo unas pocas locomotoras de vapor de propiedad privada siguen funcionando en Sudáfrica, incluidas las que utiliza el tren de lujo de 5 estrellas Rovos Rail y los trenes turísticos Outeniqua Tjoe Choo, Apple Express y (hasta 2008) Banana Express.

Más información: Lista de clases de locomotoras de Sudáfrica

Otros paises

En otros países, las fechas de conversión de vapor a diesel y energía eléctrica variaron.

En la red contigua de ancho estándar de América del Norte a lo largo de Canadá, México y los Estados Unidos, el uso de locomoción a vapor de línea principal de ancho estándar usando 4-8-4 s construidos en 1946 para el manejo de carga entre la Ciudad de México e Irapuato duró hasta 1968. El mexicano Pacific line, una línea corta de ancho estándar en el estado de Sinaloa, se informó en agosto de 1987 que todavía usaba vapor, con una lista de un 4-6-0, dos 2-6-2 sy uno 2-8-2.

En marzo de 1973 en Australia, el vapor ya no se utilizaba con fines industriales. Las locomotoras diésel eran más eficientes y la demanda de mano de obra para el servicio y las reparaciones era menor que la de vapor. El petróleo barato también presenta ventajas económicas sobre el carbón. Los servicios regulares de vapor operados desde 1998 hasta 2004 en el Ferrocarril de la Costa Oeste.

En la Isla Norte de Nueva Zelanda, la tracción a vapor terminó en 1968 cuando A ^B 832 (ahora almacenado en Glenbrook Vintage Railway, Auckland, pero propiedad del Museo de Transporte y Tecnología ) transportó una empresa de comercio de agricultores "Santa Special" de Frankton Junction a Claudelands.. En la Isla Sur, debido a la incapacidad de las nuevas locomotoras diésel de clase D ^J para proporcionar calefacción a vapor en el tren, las operaciones de vapor continuaron utilizando las locomotoras tiernas J y J ^A clase 4-8-2 en los expresos nocturnos de Christchurch-Invercargill, Trenes 189/190, hasta 1971. Para entonces se disponía de suficientes furgonetas F ^S con calefacción a vapor, lo que permitió retirar las últimas locomotoras a vapor. Dos locomotoras tiernas A ^B clase 4-6-2, A ^B 778 y A ^B 795, fueron retenidas en Lyttelton para calentar a vapor los vagones de los trenes de barcos entre Christchurch y Lyttelton, hasta que fueron restauradas para el tren turístico Kingston Flyer en 1972.

En Finlandia, los primeros motores diesel se introdujeron a mediados de la década de 1950, reemplazando a las locomotoras de vapor a principios de la década de 1960. Los ferrocarriles estatales ( VR ) operaron locomotoras de vapor hasta 1975.

En los Países Bajos, los primeros trenes eléctricos aparecieron en 1908, haciendo el viaje de Rotterdam a La Haya. Los primeros motores diesel se introdujeron en 1934. Dado que los trenes eléctricos y diesel se desempeñaron tan bien, el declive del vapor comenzó justo después de la Segunda Guerra Mundial, y la tracción a vapor terminó en 1958.

En Polonia, en vías no electrificadas, las locomotoras de vapor fueron reemplazadas casi en su totalidad por diesel en la década de 1990. Sin embargo, algunas locomotoras de vapor operan en el servicio programado regularmente desde Wolsztyn. Después de cesar el 31 de marzo de 2014, el servicio regular se reanudó desde Wolsztyn el 15 de mayo de 2017 con trayectos entre semana a Leszno. Esta operación se mantiene como medio de preservación del patrimonio ferroviario y como atractivo turístico. Aparte de eso, numerosos museos ferroviarios y ferrocarriles patrimoniales (en su mayoría de vía estrecha) poseen locomotoras de vapor en condiciones de funcionamiento.

En Francia, las locomotoras de vapor no se utilizan para servicios comerciales desde el 24 de septiembre de 1975.

En España, los primeros trenes eléctricos se introdujeron en 1911 y los primeros diésel en 1935, justo un año antes de la Guerra Civil española. La Compañía Nacional de Ferrocarriles ( Renfe ) operó locomotoras de vapor hasta el 9 de junio de 1975.

En Bosnia y Herzegovina, algunas locomotoras de vapor todavía se utilizan con fines industriales, por ejemplo, en la mina de carbón en Banovići y en la fábrica de ArcelorMittal en Zenica.

En Paraguay, las locomotoras de vapor de leña funcionaron hasta 1999.

En Tailandia, todas las locomotoras de vapor se retiraron del servicio entre finales de la década de 1960 y principios de la de 1970. La mayoría fueron desguazadas en 1980. Sin embargo, se conservan entre 20 y 30 locomotoras para exhibirlas en estaciones importantes o de final de línea en todo el país. A fines de la década de 1980, se restablecieron seis locomotoras para que funcionaran. La mayoría son locomotoras de vapor 4-6-2 construidas por JNR, con la excepción de una única 2-8-2.

B 5112 antes de ser reactivado en el Museo del Ferrocarril de Ambarawa, Indonesia

Indonesia también ha utilizado locomotoras de vapor desde 1876. El último lote de locomotoras de tanque de cremallera E10 0-10-0 RT se compró en 1967 (Kautzor, 2010) de Nippon Sharyo. Las últimas locomotoras -la clase D 52, fabricada por la firma alemana Krupp en 1954- funcionaron hasta 1994, cuando fueron sustituidas por locomotoras diésel. Indonesia también compró el último lote de locomotoras de mazo de Nippon Sharyo, para ser utilizado en Aceh Railway. En Sumatra Barat (Sumatra occidental) y Ambarawa, algunos ferrocarriles de cremallera (con una pendiente máxima del 6% en las zonas montañosas) funcionan ahora solo para el turismo. Hay dos museos ferroviarios en Indonesia, Taman Mini y Ambarawa ( Museo Ferroviario de Ambarawa ).

En Filipinas, el ferrocarril de Manila retiró toda su flota de locomotoras de vapor del servicio principal en agosto de 1956 como parte de los esfuerzos de la agencia hacia la dieselización. Todas las locomotoras de tanque menos tres fueron desechadas por su sucesor, los Ferrocarriles Nacionales de Filipinas. La última de esas locomotoras encargadas fueron diez locomotoras de la clase Manila Railroad 300 en 1951. Sin embargo, las locomotoras de vapor continuaron operando en Negros Island durante gran parte de los siglos XX y XXI. Un ingenio azucarero opera dos locomotoras de vapor 0-6-0 a partir de 2020.

Pakistan Railways todavía tiene un servicio regular de locomotoras de vapor; una línea opera en la Provincia de la Frontera Noroeste y en Sindh. Se ha conservado como un servicio de "nostalgia" para el turismo en lugares exóticos, y se anuncia específicamente como para "aficionados al vapor".

En Sri Lanka, se mantiene una locomotora de vapor para servicio privado para impulsar el Viceroy Special.

Renacimiento

Más información: Lista de ferrocarriles patrimoniales y locomotoras de vapor del siglo XXI 60163 Tornado, una nueva locomotora rápida construida para la línea principal británica, terminada en 2008 Reading Blue Mountain y Northern Railroad 425 se están preparando en Pensilvania, EE. UU., Para el tren turístico diario en 1993 Er 774 38 0-10-0 en el tren especial de vapor en Moscú el 11 de julio de 2010 Locomotora de vapor 2-6-0 tipo "N3" construida por Beyer, Peacock amp; Company en 1910 y restaurada 2005-2007 por la Asociación Uruguaya de Ferrocarriles (AUAR). La foto muestra la locomotora con un tren turístico de pasajeros en marzo de 2013 en un museo de la estación de ferrocarril de Montevideo. Clase 26 sudafricana, el diablo rojo

Los aumentos dramáticos en el costo del combustible diesel impulsaron varias iniciativas para reactivar la energía de vapor. Sin embargo, ninguno de ellos ha progresado hasta el punto de producción y, a principios del siglo XXI, las locomotoras de vapor operan solo en unas pocas regiones aisladas del mundo y en operaciones turísticas.

Ya en 1975, los entusiastas del ferrocarril en el Reino Unido comenzaron a construir nuevas locomotoras de vapor. Ese año, Trevor Barber completó su locomotora Trixie de ancho de vía de 2 pies ( 610 mm) que corría en el Meirion Mill Railway. Desde la década de 1990 en adelante, el número de nuevas construcciones que se completaron aumentó drásticamente con nuevas locomotoras completadas por los ferrocarriles de vía estrecha Ffestiniog y Corris en Gales. Hunslet Engine Company se reactivó en 2005 y comenzó a construir locomotoras de vapor sobre una base comercial. Un LNER Peppercorn Pacific "Tornado" de calibre estándar se completó en Hopetown Works, Darlington, y se ejecutó por primera vez el 1 de agosto de 2008. Entró en servicio de línea principal más tarde en 2008. A partir de 2009, más de media docena de proyectos para construir se están llevando a cabo réplicas de máquinas de vapor extintas, en muchos casos utilizando piezas existentes de otros tipos para construirlas. Los ejemplos incluyen BR 72010 Hengist, BR Class 3MT No. 82045, BR Class 2MT No. 84030, Brighton Atlantic Beachy Head, el proyecto LMS 5551 The Unknown Warrior, GWR " 47xx 4709, 2999 Lady of Legend, 1014 County of Glamorgan y 6880 Betton Proyectos de Grange. Estos proyectos de nueva construcción basados ​​en el Reino Unido se complementan aún más con el proyecto de nueva construcción Pennsylvania Railroad 5550 en los Estados Unidos. El objetivo original del grupo era superar el récord de velocidad de vapor que tenía el 4468 Mallard cuando se completa el 5550. Sin embargo, ese objetivo pronto se abandonó, y ahora solo planean que el 5550 llene un gran vacío en la preservación.

En 1980, el financiero estadounidense Ross Rowland estableció American Coal Enterprises para desarrollar una locomotora de vapor de carbón modernizada. Su concepto ACE 3000 atrajo una atención considerable, pero nunca se construyó.

En 1998, en su libro The Red Devil and Other Tales from the Age of Steam, David Wardale presentó el concepto de una locomotora "Super Class 5 4-6-0" de alta velocidad y alta eficiencia para el transporte de vapor en trenes turísticos en el futuro. en las principales líneas británicas. La idea se formalizó en 2001 con la formación del Proyecto 5AT dedicado al desarrollo y construcción de la Locomotora de Vapor de Tecnología Avanzada 5AT, pero nunca recibió ningún respaldo ferroviario importante.

Las ubicaciones donde se están llevando a cabo nuevas construcciones incluyen:

• GWR 1014 County of Glamorgan y GWR 2999 Lady of Legend, ambos construidos en Didcot Railway Center
• GWR 6880 Betton Grange, GWR 4709 y LMS 5551 The Unknown Warrior, todos construidos en Llangollen Railway
• LNER 2007 Prince of Wales, Darlington Locomotive Works
• LNER 2001 Cock O 'The North, Doncaster
• Ferrocarril de Pensilvania 5550, Pottstown, Pensilvania
• BR 72010 Hengist, Gran Ferrocarril Central
• BR 77021, TBA
• BR 82045, ferrocarril del valle de Severn
• BR 84030 y LBSCR 32424 Beachy Head, ambas construidas en Bluebell Railway
• MS amp; LR / GCR 567, Ruddington Great Central Railway, sección norte
• VR V499, Victoria, Australia

En 2012, se inició el proyecto Coalition for Sustainable Rail en los EE. UU. Con el objetivo de crear una locomotora de vapor moderna de alta velocidad, incorporando las mejoras propuestas por Livio Dante Porta y otros, y utilizando biomasa torrefactada como combustible sólido. El combustible ha sido desarrollado recientemente por la Universidad de Minnesota en una colaboración entre el Instituto de Medio Ambiente (IonE) de la universidad y Sustainable Rail International (SRI), una organización creada para explorar el uso de la tracción a vapor en una configuración ferroviaria moderna. El grupo recibió la última locomotora de vapor de la clase ATSF 3460 (No. 3463) sobreviviente (pero no en funcionamiento) a través de una donación de su propietario anterior en Kansas, el Great Overland Station Museum. Esperan utilizarlo como plataforma para desarrollar "la locomotora de pasajeros más limpia y potente del mundo", capaz de alcanzar velocidades de hasta 210 km / h (130 mph). Nombrado "Proyecto 130", tiene como objetivo romper el récord mundial de velocidad de trenes de vapor establecido por LNER Clase A4 4468 Mallard en el Reino Unido a 126 mph (203 km / h). Sin embargo, aún no se ha visto ninguna demostración de las afirmaciones del proyecto.

En Alemania, un pequeño número de locomotoras de vapor sin fuego todavía están trabajando en el servicio industrial, por ejemplo, en centrales eléctricas, donde se dispone de un suministro de vapor in situ.

La pequeña ciudad de Wolsztyn, Polonia, aproximadamente a 60 millas de la histórica ciudad de Poznan, es el último lugar del mundo donde se puede viajar en un tren de pasajeros con horarios regulares impulsado por vapor. El cobertizo de locomotoras en Wolsztyn es el último de su tipo en el mundo. Hay varias locomotoras en funcionamiento que transportan el servicio diario de cercanías entre Wolsztyn, Poznan, Leszo y otras ciudades vecinas. Se puede participar en cursos de footplate a través de The Wolsztyn Experience. No queda ningún lugar en el mundo que todavía opere un servicio diario de pasajeros / pasajeros no turístico a vapor que no sea aquí en Wolsztyn. Hay varias locomotoras de uso general 2-6-2 de la clase OL49 construidas en Polonia y una clase 2-8-2 PT47 en servicio regular. Cada mayo, Wolsztyn es el sitio de un festival de locomotoras de vapor que trae locomotoras visitantes, a menudo más de una docena cada año, todas en funcionamiento. Estas operaciones no se realizan con fines turísticos o museísticos / históricos; esta es la última línea ferroviaria no diesel en la PKP (Red Estatal Polaca) que se ha convertido a energía diesel.

La empresa suiza Dampflokomotiv- und Maschinenfabrik DLM AG entregó ocho locomotoras de vapor a ferrocarriles de cremallera en Suiza y Austria entre 1992 y 1996. Cuatro de ellas son ahora la tracción principal en Brienz Rothorn Bahn ; los otros cuatro fueron construidos para la Schafbergbahn en Austria, donde operan el 90% de los trenes.

La misma empresa también reconstruyó una locomotora alemana DR Class 52.80 2-10-0 a nuevos estándares con modificaciones tales como rodamientos de rodillos, combustión de aceite ligero y aislamiento de calderas.

Cambio climático

El uso futuro de locomotoras de vapor en el Reino Unido está en duda debido a la política gubernamental sobre el cambio climático. La Heritage Railway Association está trabajando con el Grupo parlamentario de todos los partidos sobre Heritage Rail en un esfuerzo por seguir haciendo funcionar las locomotoras de vapor con carbón.

Muchos ferrocarriles turísticos usan locomotoras de vapor alimentadas con petróleo (o han convertido sus locomotoras para que funcionen con petróleo) para reducir su huella ambiental, y porque el fuel oil puede ser más fácil de obtener que el carbón del tipo y tamaño adecuados para las locomotoras. Por ejemplo, el ferrocarril del Gran Cañón hace funcionar sus locomotoras de vapor con aceite vegetal usado.

Una organización llamada Coalition for Sustainable Rail (CSR) está desarrollando un sustituto del carbón ecológico hecho de biomasa torrefactada. A principios de 2019, realizaron una serie de pruebas utilizando Everett Railroad para evaluar el rendimiento del biocombustible, con resultados positivos. Se descubrió que el biocombustible se quema un poco más rápido y más caliente que el carbón. El objetivo del proyecto es principalmente encontrar un combustible sostenible para las locomotoras de vapor históricas en los ferrocarriles turísticos, pero CSR también ha sugerido que, en el futuro, las locomotoras de vapor impulsadas por biomasa torrefactada podrían ser una alternativa ambiental y económicamente superior a las locomotoras diesel.

Locomotoras de vapor en la cultura popular

Las locomotoras de vapor están presentes en la cultura popular desde el siglo XIX. Las canciones populares de ese período, como " He estado trabajando en el ferrocarril " y " Ballad of John Henry ", son un pilar de la música y la cultura estadounidenses.

Se han fabricado muchos juguetes de locomotoras de vapor y el modelado de trenes es un pasatiempo popular.

Las locomotoras de vapor a menudo se representan en obras de ficción, en particular The Railway Series de Rev WV Awdry, The Little Engine That Could de Watty Piper, The Polar Express de Chris Van Allsburg y Hogwarts Express de la serie de Harry Potter de JK Rowling. También han aparecido en muchos programas de televisión para niños, como Thomas the Tank Engine and Friends, basado en personajes de los libros de Awdry, e Ivor the Engine creado por Oliver Postgate.

El Expreso de Hogwarts también aparece en la serie de películas de Harry Potter, interpretado por GWR 4900 Class 5972 Olton Hall con una librea especial de Hogwarts. El Polar Express aparece en la película animada del mismo nombre.

En Universal Orlando Resort en Florida se ofrece un elaborado funicular temático Hogwarts Express, que conecta la sección de Harry Potter de Universal Studios con el parque temático Islands of Adventure.

El Polar Express se recrea en muchos ferrocarriles tradicionales en los Estados Unidos, incluido el North Pole Express tirado por la locomotora Pere Marquette 1225, que es operado por el Steam Railroading Institute en Owosso, Michigan. Según el autor Van Allsburg, esta locomotora fue la inspiración para la historia y se utilizó en la producción de la película.

Varias computadoras y videojuegos cuentan con locomotoras de vapor. Railroad Tycoon, producido en 1990, fue nombrado "uno de los mejores juegos de computadora del año".

Hay dos ejemplos notables de locomotoras de vapor utilizadas como cargas en escudos de armas heráldicos. Uno es el de Darlington, que muestra Locomotion No. 1. El otro es el escudo de armas original de Swindon, actualmente no en uso, que muestra una locomotora de vapor básica.

El barrio estatal que representa a Utah, que representa la ceremonia de la espiga dorada

Las locomotoras de vapor son un tema popular para los coleccionistas de monedas. La moneda de plata de 5 pesos de México de 1950 tiene una locomotora de vapor en su reverso como característica destacada.

La moneda de 20 euros del período Biedermeier, acuñada el 11 de junio de 2003, muestra en el anverso una locomotora de vapor de primer modelo (el Ajax ) en la primera línea ferroviaria de Austria, el Kaiser Ferdinands-Nordbahn. El Ajax todavía se puede ver hoy en el Technisches Museum Wien. Como parte del programa 50 State Quarters, el trimestre que representa al estado de Utah en EE. UU. Representa la ceremonia donde las dos mitades del Primer Ferrocarril Transcontinental se reunieron en Promontory Summit en 1869. La moneda recrea una imagen popular de la ceremonia con locomotoras de vapor de cada uno. empresa uno frente al otro mientras se impulsa la punta dorada.

La franquicia televisiva japonesa Super Sentai tiene monstruos basados ​​en locomotoras de vapor.

Ver también

General

• Historia del transporte ferroviario
• Lista de patentes de tecnología de vapor
• Vapor en vivo
• Movimiento recíproco
• Producción de locomotoras de vapor
• Ferrocarril de vapor
• Locomotora de turbina de vapor
• Cronología de la historia del ferrocarril

Tipos de locomotoras de vapor

• Locomotora articulada
  • Locomotora Beyer-Garratt
  • Locomotora Fairlie
  • Locomotora de mazo
• Locomotora delantera de cabina
• Locomotora compuesta
• Locomotora duplex
• Locomotora de vapor eléctrica
• Locomotora de vapor con engranajes
• Locomotora heilmann
• Locomotora de vapor de alta presión
• Locomotora de vapor de tecnología avanzada 5AT
• Maniquíes de vapor y tranvías de vapor
• Locomotora de turbina de vapor
• Streamliner
• Locomotora cisterna
• Locomotora triplex
• Notación de Whyte

Locomotoras históricas

• 3801
• Arend
• Pacífico canadiense 374
• Camp;O 1308
• Camp;O 1309
• Camp;O 614
• Atrápame quien pueda
• 3440 Ciudad de Truro
• 92220 Estrella de la tarde
• Eureka
• Reina de las hadas
• 4472 escocés volador
• Garratt K1
• El general
• GKB 671
• Gobernador Stanford
• Invicta
• John Bull
• Júpiter
• Kriegslokomotive
• Locomoción No. 1
• LMR 57 León
• 4468 Ánade real
• Milwaukee Road 261
• Milwaukee Road clase A
• Milwaukee Road clase F7
• Norfolk y Western 611
• Norfolk y Western 1218
• Norfolk y Western 2156
• Novedad
• NYC 999
• NYC Hudson
• NYC Mohawk
• Nueva York Niágara
• Pere Marquette 1225
• Pennsylvania Railroad clase K4
• Pennsylvania Railroad clase I1s
• Pennsylvania Railroad clase Q2
• Puffing Billy
• Reuben Wells
• Santa Fe 3751
• Ferrocarril Sierra No. 3
• Línea Soo 2719
• Cohete de Stephenson
• Carretera ferroviaria de Strasburg (Norfolk y oeste) No. 475
• Pacífico Sur 4449
• Ferrocarril del Sur 4501
• Tom Thumb
• 60163 Tornado
• Union Pacific 844
• Union Pacific Big Boy
• Union Pacific Challenger
• Union Pacific No. 119
• Pacífico occidental 94
• William Crooks

Notas

Referencias

Bibliografía

• Broggie, Michael (2014), Walt Disney's Railroad Story: La fascinación a pequeña escala que llevó a un reino a gran escala (4a ed.), The Donning Company Publishers, ISBN   978-1-57864-914-3

Otras lecturas

• CE Wolff, Modern Locomotive Practice: A Treatise on the Design, Construction, and Working of Steam Locomotives (Manchester, Inglaterra, 1903)
• Henry Greenly, Model Locomotive (Nueva York, 1905)
• GR Henderson, Cost of Locomotive Operation (Nueva York, 1906)
• WE Dalby, Trabajo económico de locomotoras (Londres, 1906)
• AI Taylor, Locomotoras británicas modernas (Nueva York, 1907)
• EL Ahrons, The Development of British Locomotive Design (Londres, 1914)
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• JF Gairns, Composición y sobrecalentamiento de locomotoras (Filadelfia, 1907)
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• JJG Koopmans: El fuego arde mucho mejor... NL-Venray 2006, ISBN   90-6464-013-0

enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con locomotoras de vapor.

Recursos de la biblioteca sobre la locomotora de vapor

Recursos en tu biblioteca Recursos en otras bibliotecas

• Programas de radio y televisión de los archivos de la BBC que celebran los trenes de vapor
• Base de datos de locomotoras de vapor supervivientes en América del Norte
• Ferrocarriles del Reino Unido y base de datos de locomotoras conservadas
• Confianza avanzada en tracción a vapor