La parte delantera de la locomotora está articulada sobre un bogie . El sistema de vapor compuesto alimentaba con vapor a presión de caldera unos cilindros de alta presión que impulsaban el juego de ruedas motrices traseras (conectadas rígidamente a la caldera). El vapor de escape de estos cilindros se introducía en un receptor de baja presión y, a continuación, se enviaba a cilindros de baja presión que impulsaban las ruedas motrices del bogie giratorio hacia la parte delantera de la locomotora.
Composición
El vapor bajo presión se convierte en energía mecánica de manera más eficiente si se utiliza en un motor compuesto ; en este tipo de motor, el vapor de una caldera se utiliza en cilindros de alta presión (HP) y luego, a presión reducida, en un segundo conjunto de cilindros. El vapor a menor presión ocupa un volumen mayor y los cilindros de baja presión (LP) son más grandes que los cilindros de alta presión. [ cita requerida ]
Se puede emplear una tercera etapa (triple expansión). La técnica de composición fue propuesta por el ingeniero británico Jonathan Hornblower en 1781.
El ingeniero norteamericano WS Hudson patentó en 1873 un sistema de composición para locomotoras de ferrocarril [1] en el que proponía un receptor intermedio rodeado de gas caliente procedente del fuego, de forma que el vapor a baja presión se sobrecalienta parcialmente .
Mallet propuso un sistema de combinación cruzada en el que una locomotora de vapor convencional tendría un cilindro de alta presión y otro de baja presión. [2] En 1874 patentó el sistema y en 1876 se construyó la primera locomotora patentada, una 0-4-2 T para el ferrocarril de Bayona y Biarritz. A continuación se fabricaron otras para los ferrocarriles de Europa continental. [3]
El ingeniero de locomotoras de London and North Western Railway, FW Webb, adoptó la idea y convirtió algunas locomotoras existentes en 1879, seguido por de Glehn y otros en la década de 1880 y varios ingenieros estadounidenses en la década de 1890, lo que incluyó algunas aplicaciones de vagones con calderas verticales. [3]
Articulación
Mallet se dio cuenta de que los ferrocarriles de línea principal tradicionales no estaban dispuestos a adoptar sus ideas. En 1884, propuso la combinación de trenes articulados y trenes compuestos; en líneas secundarias de ingeniería ligera, esto podría dar mayor potencia a las locomotoras cuya carga por eje y tamaño eran limitados. Su patente 162876 en Francia especificaba cuatro cilindros, dos grandes y dos pequeños, con un par de cilindros actuando sobre dos o tres ejes fijos, y el otro par actuando sobre ejes montados en un bogie giratorio. [3]
El peso de la parte delantera de la caldera debía apoyarse sobre un cojinete radial en forma de arco. De este modo, el carro podía girar y moverse lateralmente hasta cierto punto. Normalmente, el cojinete de apoyo se colocaba debajo de la caja de humos , ahuecado y con un sello deslizante para proporcionar una ruta para que el vapor de escape de los cilindros de baja presión se descargara a través de un tubo de descarga dentro de la caja de humos.
Mallet consideró que la principal ventaja de este sistema era que permitía alimentar los cilindros del camión con vapor de baja presión: los cilindros de alta presión estaban en el bastidor principal fijo y solo era necesario transportar vapor de baja presión a través de tuberías móviles hasta el camión giratorio.
El concepto Mallet
Esto llegó a entenderse como una locomotora "Mallet": una locomotora articulada en la que el juego trasero de ruedas motrices estaba fijado en el bastidor principal de la locomotora; un bogie articulado que transportaba un segundo juego de ruedas motrices; y un sistema compuesto en el que los cilindros de alta presión impulsaban los ejes en el bastidor principal y los ejes articulados eran impulsados por vapor a baja presión.
Mallet afirmó que las ventajas de su concepto eran:
Todo el peso de la locomotora sería adhesivo, pero habría una gran flexibilidad de la locomotora como vehículo;
Las dificultades con Meyer , Fairlie y otros sistemas articulados existentes en ese momento se eliminarían ya que las tuberías móviles transportarían vapor de baja presión a solo 40 a 55 psi (280 a 380 kPa) de presión y sería más fácil mantenerlas herméticas; y
Se crearía un tipo sencillo de locomotora muy potente. [3]
La tubería de gran diámetro que transportaba el vapor de baja presión desde los cilindros de alta presión a los de baja presión actuaba también como receptor, formando un amortiguador para el flujo de gas.
Mallet defendió el uso de cortes independientes para los cilindros de alta y baja presión, pero los estándares de conducción eran inadecuados y más tarde utilizó un control de corte combinado.
Se construyeron un gran número de diseños Mallet para ferrocarriles de vía estrecha, pero en 1889 JA Maffei construyó los primeros seis ejemplares de ancho estándar para los ferrocarriles centrales suizos, y una locomotora de empuje 0-6-6-0 T de 87 t (96 toneladas cortas) para el Gotthard Bahn, siendo la última la locomotora más potente y pesada del mundo en ese momento. En 1892, 110 Mallet estaban en funcionamiento, de las cuales 24 eran de ancho estándar; en 1900 había casi 400, de las cuales 218 eran de ancho estándar o ancho ruso ( 1520 mm ( 4 pies 11 pulgadas)) .+27 ⁄ 32 pulgadas)).
Uno de los ejemplos en Alemania fue la clase de 0-8-8-0 T construida por Maffei para los Ferrocarriles Estatales de Baviera entre 1913 y 1923. Los diseños Mallet también fueron populares en Hungría; se construyeron 30 de las MÁV 422 [hu] 0-4-4-0 entre 1898 y 1902 (la última sirvió hasta 1958). La MÁV 401 [hu] fue una locomotora (1B)B en servicio entre 1905-1969 y la MÁV 651 [hu] 0-6-6-0 hasta 1962. Las locomotoras Mallet más fuertes en Europa fueron los miembros de la MÁV 601 que se construyó para los Ferrocarriles Estatales Húngaros , una locomotora 2-6-6-0 . Con sus 22,5 m (73 pies 10 pulgadas) de longitud, 163,3 t (180,0 toneladas cortas) de peso y 2200 kW (3000 hp) de potencia, la MÁV 601 fue la locomotora de vapor más larga, pesada y potente construida antes y durante la Primera Guerra Mundial en Europa. [4]
La primera locomotora Mallet en los Estados Unidos fue la Baltimore and Ohio Railroad número 2400, construida por Alco en 1904. Apodada "Old Maude", era una 0-6-6-0 que pesaba 334.500 lb (151.700 kg) y tenía cargas por eje de 60.000 lb (27.000 kg). [5] Recibida negativamente al principio debido a la limitación de velocidad que surgía de la corta distancia entre ejes y la suspensión rígida, ganó apoyo durante el servicio y pronto fue seguida por los ejemplos de Baldwin , y luego por sucesores cada vez más pesados y potentes.
En Canadá , la Canadian Pacific Railway experimentó con un diseño inusual de Mallet promovido por HH Vaughan, entonces director mecánico y asistente del vicepresidente de CPR. Su diseño compuesto interno 0-6-6-0 ubicaba los cilindros de alta y baja presión adyacentes entre sí en el centro de la locomotora que conducía en direcciones opuestas. Producidas en los talleres Angus de CPR, los números de ruta 1950 a 1954 se agotaron entre 1909 y 1911. También se produjo una unidad "simple" adicional (a diferencia de la compuesta) con el número de ruta 1955 que presentaba la misma disposición. Estas se utilizaron en servicio de ayuda en las Montañas Rocosas y Selkirks. Las unidades fueron impopulares entre las tripulaciones debido a las frecuentes fugas de vapor y descarrilamientos resultantes de la falta de ruedas piloto. Si bien no fueron un fracaso total, se consideraron un diseño fallido y, en 1916-1917, estas unidades se habían convertido a una disposición convencional 2-10-0. Estas seis locomotoras fueron, en última instancia, las únicas locomotoras articuladas operadas por un ferrocarril canadiense.
A medida que el peso, la potencia y la longitud aumentaron, hubo experimentos con carcasas de calderas flexibles; a partir de 1910, la ruta de Santa Fe introdujo locomotoras con calderas articuladas 2-6-6-2 que pesaban 392.000 lb (178.000 kg), con un cañón de caldera de 37 pies (11,28 m) de largo, con un recalentador de tubos de humo y una sección de agua de alimentación de tubos de humo en el frente, cada uno separado por una sección ciega, y variantes de una carcasa de caldera telescópica o de fuelle. [6] [7] Estas no tuvieron éxito y las locomotoras posteriores utilizaron calderas convencionales.
Aunque los compuestos se habían considerado obsoletos desde la década de 1920, C&O los consideró apropiados, a fines de la década de 1940, para recorridos de recogida de minas de carbón de baja velocidad que convergían en el patio de clasificación en Russell, Kentucky . [9] Solo se construyeron diez (de las 25 originalmente ordenadas) antes de que se cancelara el pedido, la última entregada en septiembre de 1949. La locomotora final, Chesapeake and Ohio 1309 , se conserva en el Western Maryland Scenic Railroad . [10] La 1309 también fue la última locomotora de vapor que Baldwin construyó para el mercado norteamericano.
Las últimas locomotoras Mallet compuestas que permanecieron en uso en un importante ferrocarril norteamericano fueron las locomotoras N&W clase Y6b 2-8-8-2 , retiradas en julio de 1959. Norfolk & Western 2156 es la única Y6a sobreviviente, conservada en el Museo Nacional de Transporte en St. Louis.
Hacia 1920, la versión estadounidense del Mallet como enorme vehículo de empuje de baja velocidad había llegado a un punto muerto; el tamaño de los cilindros de baja presión se convirtió en un factor limitante incluso en el gran gálibo de carga permitido en los EE. UU., y las masas reciprocantes planteaban serios problemas dinámicos por encima de la velocidad de marcha. Además, existían problemas de estabilidad de adherencia donde el motor delantero tendía a resbalar y luego a detenerse sin control debido a un desequilibrio entre el esfuerzo de tracción y la carga del eje, acentuado por la reacción de la barra de tiro y la incapacidad del receptor de vapor intermedio para adaptarse al cambio repentino de presión. Esto se agravó aún más por la inestabilidad dinámica de la parte delantera en marcha.
El ferrocarril Chesapeake and Ohio Railway introdujo 25 locomotoras simples (sin expansión compuesta) 2-8-8-2 en 1924 y 20 más en 1926. Aunque el concepto de expansión simple divergía de la patente original de Mallet, las locomotoras eran claramente una continuación del concepto y todavía se las conocía como locomotoras "Mallet". Como los cilindros del bogie delantero utilizaban ahora vapor a presión de caldera, se necesitaban disposiciones especiales para entregarlo a través del pasador de pivote del bogie donde solo se producía movimiento radial. Estas nuevas locomotoras asumieron el servicio en una división de 113 millas (182 km); una sola locomotora transportaba 9.500 toneladas cortas (8.600 t; 8.500 toneladas largas) en cinco horas. [3]
El desarrollo de Mallet culminó en 1941 con el tipo Big Boy 4-8-8-4 en el ferrocarril Union Pacific . [11] Pesaban entre 760.000 y 772.000 libras (345.000 y 350.000 kg) con un ténder de 434.000 libras (197.000 kg); con 133 pies (40,54 m) de largo (incluido el ténder), solo podían girarse en algunas de las plataformas giratorias del sistema . Podían desarrollar 6.290 caballos de fuerza (4.690 kW) en la barra de tiro a 35 mph (56 km/h) y estaban diseñados para una velocidad máxima de 70 mph (110 km/h), aunque rara vez alcanzaban estas velocidades. Un poco más cortos pero aún más pesados y potentes fueron los 2-6-6-6 construidos por Lima para la C&O y la Virginian entre 1941 y 1948, que pesaban 778.000 lb (353.000 kg) y podían producir hasta 6.900 caballos de fuerza (5.100 kW) a 45 mph (72 km/h).
Estas locomotoras estadounidenses fueron imitadas en cierta medida por versiones para transporte pesado en la URSS , aunque sin ningún intento de correr más rápido. Dos ejemplares 2-8-8-4 construidos en Rusia en 1954-55 fueron probablemente las últimas Mallet construidas en Europa. [3] Cuatro locomotoras 0-4-4-2T numeradas BB81 a BB84 fueron construidas por Nippon Sharyo en 1962 para los Ferrocarriles Estatales de Indonesia de 750 mm ( 2 pies 5 pulgadas) de ancho.+1 ⁄ 2 in) Línea ferroviaria de Aceh. Probablemente fueron los únicos Mallets que se construyeron en Asia y los últimos Mallets que se construyeron.[12]
Otros continentes
Aunque había encontrado una aceptación temprana en Europa, especialmente en ferrocarriles de ingeniería ligera, el tipo Mallet fue generalmente reemplazado por la locomotora Garratt a mediados de la década de 1920.
Ferrocarriles indonesios clase DD52 en 1972
En las antiguas Indias Orientales Holandesas , hoy Indonesia , se siguieron utilizando Mallets de varios tipos y tamaños hasta la década de 1980. La primera generación de mallets utilizada por Staatsspoorwegen (SS) fue la clase 0-4-4-2 T SS500 / BB10 fabricada por Sächsische Maschinenfabrik (Hartmann) y Schwartzkopff , que llegó en 1899 para la pista montañosa de Java Occidental. SS introdujo más tarde la clase 2-6-6-0 T SS 520 / CC10 más grande en 1904, construida por varios fabricantes europeos. Deseando Mallets más potentes, SS encargó la clase 2-8-8-0 SS 1200 / DD50 en 1916 y la clase mejorada SS 1209 / DD51 en 1919 a ALCO . Como SS consideró que los Mallet de fabricación estadounidense no eran económicos de operar debido al alto consumo de combustible, encargó otro lote de 2-8-8-0 en 1923 a varios fabricantes europeos, que se clasificaron como SS 1250/DD52.
SS introdujo el SS 1600 / CC50 2-6-6-0 en 1927. La clase llenó el vacío de los Mallet más potentes que la clase CC10, pero más ligeros que la clase DD52. [13] En 1962, los Ferrocarriles Estatales de Indonesia (DKA) ordenaron una serie de 0-4-4-2T , básicamente una versión actualizada del diseño holandés anterior, para el antiguo tranvía de Aceh . Construidos por Nippon Sharyo en Japón , fueron los únicos Mallet construidos en Asia . [12] A diferencia del resto de los ferrocarriles indonesios, tiene un ancho de vía de 750 mm ( 2 pies 5 pulgadas) .+1 ⁄ 2 pulgada ), en contraste con los 1067 mm (3 pies 6 pulgadas) utilizados en Java y el resto de Sumatra. Las plantaciones y otras industrias utilizaban mazos más pequeños, todos deltipo 0-4-4-0 . Estos funcionaban principalmente con 600 mm (1 pie 11 pulgadas).+5 ⁄ 8 pulgadas) y 700 mm (2 pies 3 pulgadas).+Redes de calibre 9 ⁄ 16 pulgadas
Se utilizaron mazos brasileños de 1.000 mm ( 3 pies 3 pulgadas).+Ferrocarriles de ancho de vía de 3 ⁄ 8 pulgadas (1 metro) y radio estrecho.
Cuatro Mallets circularon en Australia, incluidos dos en el Magnet Tramway de Tasmania .
Preservación
Se han conservado varias Mallet, algunas en condiciones operativas. Se han conservado varias " Big Boys" de Union Pacific , incluida una con vistas a Omaha, Nebraska , donde UP tiene su base. En enero de 2014, la Big Boy n.° 4014 fue retirada de su pista de estacionamiento en el museo en Pomona, California, y transportada a Cheyenne, Wyoming, para su restauración a condiciones operativas; esto se completó en mayo de 2019. La n.° 4014 es la locomotora de vapor operativa más grande, más pesada y más potente del mundo. [ cita requerida ]
Dos de las Challenger de Union Pacific sobrevivieron y se conservaron. La Challenger n.° 3985 fue la locomotora de vapor operativa más grande del mundo hasta la restauración de la UP 4014. Se retiró del servicio en octubre de 2010 debido a problemas mecánicos y se retiró del programa de excursiones de Union Pacific en enero de 2020. A partir de enero de 2023, la n.° 3985 está siendo restaurada a condiciones operativas por Railroading Heritage of Midwest America. [14] [15]
La Chesapeake & Ohio 2-6-6-2 #1309 , la última locomotora de vapor doméstica construida por Baldwin , estaba programada para ser restaurada en septiembre de 2017. "A pesar de lo nuevas que eran, las últimas máquinas de vapor C&O nunca recibieron el mantenimiento adecuado, lo que alargó la lista de trabajos necesarios para devolverle la vida a la 1309". [16] La locomotora se puso en marcha y se movió por sus propios medios el 31 de diciembre de 2020, la primera vez que lo hacía en 64 años. El 17 de diciembre de 2021, la C&O 1309 (ahora WMSR 1309) entró en servicio de excursión en el Western Maryland Scenic Railroad .
Se han restaurado y puesto en condiciones operativas varias locomotoras de ferrocarril maderero más pequeñas, incluidas la 2-6-6-2 T Black Hills Central #110 en Hill City, Dakota del Sur, la 2-6-6-2 T Clover Valley Lumber Company #4 en Sunol, California , y la 2-4-4-2 Columbia River Belt Line #7 "Skookum" en Garibaldi, Oregón (la #7 actualmente tiene su base en Sunol con la #4). [17] [18]
La empresa Statfold Barn Railway del Reino Unido ha adquirido y restaurado otro tipo de tren industrial . Este tren entró en funcionamiento por primera vez en Europa en 2011 y, tras las pruebas iniciales en el ferrocarril de los propietarios, se transfirió al Welsh Highland Railway, ya que su potencia se adapta mejor a ese ferrocarril. [ cita requerida ]
El ferrocarril museo Blonay-Chamby cuenta con dos Mallet. La primera en ser adquirida fue la Hanomag G 2x 3/3 0-6-6-0 No.104. Con 56 toneladas, esta locomotora fue una de las locomotoras de vapor de ancho de vía métrico más grandes jamás construidas en Europa. Estuvo en servicio hasta 1979 y, a fecha de septiembre de 2021, todavía se encuentra en proceso de restauración. [21] También hay una G 2x 2/2 0-4-4-0 No.105 construida por Maschinenfabrik Karlsruhe. A fecha de septiembre de 2021, arrastra trenes turísticos en pendientes del 5 %. [22]
La ABPF-SC (Asociación Brasileña para la Preservación de los Ferrocarriles – filial Santa Catarina) ha restaurado el Mallet 2-6-6-2 , que transporta trenes de vapor turísticos en pendientes del 3%. El primer tren oficial circuló el 30 de abril de 2017.
Terminología
Mallet, que era suizo francófono, pronunció su nombre en consecuencia, algo así como "Ma-lay". [ cita requerida ]
La patente original de Mallet especifica la expansión compuesta, pero después de su muerte en 1919, muchas locomotoras (particularmente en los Estados Unidos) fueron articuladas al estilo Mallet sin utilizar la combinación (por ejemplo, la Union Pacific Big Boy ). Cuando aparecieron flotas de tales locomotoras a mediados de la década de 1920, la prensa especializada las llamó "Simple Mallets", es decir, locomotoras simples articuladas como Mallets. El término "Mallet" continuó utilizándose ampliamente para las locomotoras simples y compuestas.
Ejemplos de locomotoras Mallet
Un mazo 2-6-6-2 #204 restaurado, ABPF , Rio Negrinho, Santa Catarina, Brasil
Locomotora Mallet nº E168 de los Ferrocarriles Portugueses en Povoa da Varzim, agosto de 1970
Locomotora Mallet DONJ nº 12 construida en Suecia en Jädraås , Suecia, agosto de 2009
Locomotora rusa Mallet de la serie Fita (Ö) en 1899. Nótese que hay válvulas de pistón en los cilindros de alta presión y válvulas de corredera en los cilindros de baja presión.
" Union Pacific Big Boy ", un ejemplo de Mallet simple. Este tipo se considera generalmente la locomotora de vapor más grande del mundo.
^ Patente estadounidense 136729, Mejora en locomotoras , 11 de marzo de 1873
^ Mallet, A, Sobre la composición de motores de locomotoras , Actas de la Institución de Ingenieros Mecánicos, Londres, junio de 1879, página 328, citado en The Steam Engine: A Treatise on Steam Engines and Boilers , Clark, DK, Blackie and Co, Londres
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Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Locomotoras Mallet .
Descripción de Baldwin de las locomotoras Mallet de 1912
Locomotora de vapor n.º 225 de Proctor (Minnesota)
Museo del Ferrocarril del Lago Superior Duluth, locomotora de vapor Missabe e Iron Range n.º 227
Locomotora de vapor n.º 229 de la Sociedad histórica del condado de Lake
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Locomotora Mallet DONJ nº 12 construida en Suecia en Jädraås , Suecia, agosto de 2009
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