Un motor de tracción es un tractor propulsado por vapor que se utiliza para mover cargas pesadas en carreteras, arar terrenos o proporcionar energía en un lugar elegido. El nombre deriva del latín tractus , que significa "tirado", ya que la función principal de cualquier motor de tracción es arrastrar una carga detrás de él. A veces se les llama locomotoras de carretera para distinguirlas de las locomotoras de ferrocarril , es decir, máquinas de vapor que funcionan sobre rieles.
Los motores de tracción suelen ser grandes, robustos y potentes, pero también pesados, lentos y difíciles de maniobrar. Sin embargo, revolucionaron la agricultura y el transporte por carretera en una época en la que el único motor alternativo era el caballo de tiro .
Se hicieron populares en los países industrializados alrededor de 1850, cuando se desarrollaron las primeras máquinas de vapor portátiles autopropulsadas para uso agrícola. La producción continuó hasta principios del siglo XX, cuando la competencia de los tractores propulsados por motores de combustión interna los hizo perder popularidad, aunque algunos continuaron en uso comercial en el Reino Unido hasta bien entrada la década de 1950 y más tarde. Todos los tipos de motores de tracción han sido reemplazados en el uso comercial. Sin embargo, se han conservado varios miles de ejemplares en todo el mundo, muchos de ellos en funcionamiento. Durante todo el año se celebran ferias de vapor en el Reino Unido y en otros países, donde los visitantes pueden experimentar de cerca el funcionamiento de los motores de tracción.
Los motores de tracción eran engorrosos e inadecuados para cruzar terrenos blandos o pesados, por lo que su uso agrícola solía ser "en la correa": impulsaban la maquinaria agrícola por medio de una correa de cuero continua impulsada por el volante, una forma de toma de fuerza. – o en parejas, arrastrando un implemento por un cable de un lado a otro de un campo. Sin embargo, cuando las condiciones del suelo lo permitían, se prefería el transporte directo de los implementos ("fuera de la barra de tiro "); En América, esto condujo al desarrollo divergente del tractor de vapor . Aparte de esto, los diseños americanos eran mucho más variados que los de los británicos, con diferentes posiciones de caldera, números de ruedas y ubicaciones de pistones utilizados. [1] Además, los motores estadounidenses a menudo tenían velocidades máximas más altas que los de Gran Bretaña, así como la capacidad de funcionar sobre paja. [2]
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Las limitaciones del conocimiento técnico y la tecnología de fabricación hicieron que los vehículos de carretera viables propulsados por vapor no comenzaran a aparecer hasta los primeros años del siglo XIX. En 1841, Ransomes, Sims & Jefferies produjeron uno de los primeros motores de tracción. El diseño (que era conducido por un caballo para dirigirlo) no logró atraer compradores. [3] Lo intentaron de nuevo en 1849, esta vez sin el caballo de dirección, pero la máquina no estaba suficientemente construida para el trabajo de trilla para el que fue diseñada. [3]
El motor de tracción comercialmente exitoso se desarrolló a partir de un experimento realizado en 1859 cuando Thomas Aveling modificó un motor portátil Clayton & Shuttleworth , que tenía que ser transportado de un trabajo a otro por caballos, en uno autopropulsado. [3] Esta modificación se realizó colocando una cadena de transmisión larga entre el cigüeñal y el eje trasero. Aveling es considerado "el padre del motor de tracción".[4] El primer motor de Aveling todavía requería un caballo para dirigirlo. [5] Otras influencias fueron los vehículos existentes que fueron los primeros en ser denominados motores de tracción, como los motores Boydell fabricados por varias empresas y los desarrollados para el transporte por carretera por Bray. La primera mitad de la década de 1860 fue un período de gran experimentación, pero a finales de la década la forma estándar del motor de tracción había evolucionado y cambiaría poco durante los siguientes sesenta años.
Como parte de estas mejoras, se mejoró la dirección para que ya no se necesitara un caballo y la cadena de transmisión se reemplazó por engranajes. [5] En Estados Unidos, los motores de tracción equipados con orugas continuas se utilizaban desde 1869. [1] Los diseños de motores compuestos se introdujeron en 1881. [6] Hasta que mejoró la calidad de las carreteras, hubo poca demanda de vehículos más rápidos y los motores se adaptaron en consecuencia. para hacer frente a su uso en caminos en mal estado y caminos agrícolas.
Hasta las primeras décadas del siglo XX, los fabricantes continuaron buscando una manera de alcanzar el potencial económico del arado de tracción directa y, particularmente en América del Norte, esto condujo al desarrollo estadounidense del tractor de vapor . Empresas británicas como Mann's y Garrett desarrollaron motores de arado directo potencialmente viables; sin embargo, las condiciones del mercado estaban en su contra y no lograron ganar una popularidad generalizada. Estas condiciones de mercado surgieron después de la Primera Guerra Mundial , cuando hubo un exceso de equipo excedente disponible como resultado de la política del gobierno británico. Se construyeron grandes cantidades de motores de arado Fowler para aumentar la tierra cultivada durante la guerra y desde 1917 se importaron muchos tractores Fordson F ligeros nuevos.
El vapor de las carreteras desapareció debido a restricciones y cargos que elevaron sus costos operativos. Hasta 1921, los tractores de vapor habían demostrado claras ventajas económicas sobre los caballos de fuerza para transporte pesado y viajes cortos. Sin embargo, los camiones de gasolina estaban empezando a mostrar una mayor eficiencia y podían adquirirse a bajo precio como excedente de guerra; en una ruta muy transitada, un camión de gasolina de 3 toneladas podría ahorrar alrededor de £100 por mes en comparación con su equivalente de vapor, a pesar de los límites de velocidad restrictivos y los precios del combustible y los costos de mantenimiento relativamente altos. [7]
A lo largo de las décadas de 1920 y 1930 hubo restricciones más estrictas sobre el transporte de vapor por carretera, incluidos límites de velocidad, humo y vapor [8] y un "impuesto húmedo", donde el impuesto adeudado era proporcional al tamaño del área húmeda de la caldera; esto hizo que las máquinas de vapor fueran menos competitivas frente a las unidades con motores de combustión interna de producción nacional (aunque las importaciones estaban sujetas a impuestos de hasta el 33%). Como resultado del Informe Salter sobre la financiación de las carreteras, en 1933 se introdujo un " impuesto sobre el peso de los ejes " con el fin de cobrar más a los vehículos comerciales por los costes de mantenimiento del sistema de carreteras y acabar con la percepción de que el libre uso de las carreteras subvencionaba a los competidores del transporte ferroviario de mercancías. El impuesto lo pagaban todos los transportistas por carretera en proporción a la carga por eje y era particularmente restrictivo para la propulsión de vapor, que era más pesada que su equivalente de gasolina. [9]
Inicialmente, el petróleo importado estaba gravado mucho más que el carbón producido en Gran Bretaña, pero en 1934 Oliver Stanley , el Ministro de Transporte , redujo los impuestos sobre el fueloil y aumentó el cargo del Fondo de Carreteras sobre las locomotoras de carretera a £100 por año, provocando protestas de los fabricantes de motores. , transportistas, empresarios del espectáculo y la industria del carbón. Esto ocurrió en una época de alto desempleo en la industria minera, cuando el negocio del transporte a vapor representaba un mercado de 950.000 toneladas de carbón al año. El impuesto fue devastador para las empresas de transportes pesados y empresarios del espectáculo y precipitó el desguace de muchos motores. [10]
Los últimos motores de tracción nuevos construidos en el Reino Unido se construyeron durante la década de 1930, aunque muchos continuaron en uso comercial durante muchos años mientras quedaban maquinistas experimentados disponibles para conducirlos.
Quizás la primera organización que se interesó generalmente en la preservación de los motores de tracción fue la Road Locomotive Society, formada en 1937. [11]
A partir de la década de 1950, el "movimiento de preservación" comenzó a crecer cuando los entusiastas se dieron cuenta de que los motores de tracción estaban en peligro de extinción. Muchos de los motores restantes fueron comprados por entusiastas y restaurados para que funcionaran. Los mítines de motores de tracción comenzaron, inicialmente como carreras entre los propietarios de motores y sus encargados, y luego se convirtieron en importantes atracciones turísticas que tienen lugar en muchos lugares cada año.
El Registro de motores de tracción registra los detalles de las máquinas de tracción, apisonadoras de vapor, vagones de vapor, camiones de bomberos de vapor y motores portátiles que se sabe que sobreviven en el Reino Unido y la República de Irlanda. Registró 2.851 máquinas y vagones autónomos, 687 máquinas portátiles (no autónomas), 160 máquinas contra incendios de vapor existentes en 2016. Está prevista una nueva edición del Registro en 2020. [ necesita actualización ] Anteriormente se estimó en mayo de 2011 por Una fuente desconocida afirma que se han conservado más de 2.000 motores de tracción. Esta cifra puede incluir motores conservados en otras partes del mundo, particularmente en EE. UU., Canadá, Australia y Nueva Zelanda, pero de ser así, es una subestimación. La Road Locomotive Society con sede en el Reino Unido registra información completa sobre los antiguos fabricantes del Reino Unido y su producción.
Aunque los primeros motores de tracción empleaban una transmisión por cadena, es más típico que se utilicen engranajes grandes para transferir la transmisión del cigüeñal al eje trasero.
Las máquinas suelen tener dos ruedas motrices grandes en la parte trasera y dos ruedas más pequeñas para dirigir en la parte delantera. Sin embargo, algunos motores de tracción utilizaron una variación de tracción en las cuatro ruedas y algunos experimentaron con una forma temprana de oruga . [12]
Los motores de tracción tuvieron uso comercial en una variedad de funciones entre mediados del siglo XIX y mediados del XX. Cada función requería una máquina con un conjunto diferente de características, y el motor de tracción evolucionó en varios tipos diferentes para adaptarse a estas diferentes funciones.
Los motores de uso general eran la forma más común en el campo. Se utilizaron para transportar y como fuente de energía estacionaria. Incluso cuando los agricultores no poseían una máquina de este tipo, dependían de ella de vez en cuando. Muchas granjas utilizaban caballos de tiro durante todo el año, pero durante la cosecha, los contratistas de trilla viajaban de granja en granja transportando la máquina trilladora que se instalaba en el campo y se accionaba desde el motor, un buen ejemplo de motor estacionario móvil.
Las condiciones favorables del suelo significaban que los motores de tracción estadounidenses generalmente arrastraban sus arados detrás de ellos, eliminando así las complejidades de proporcionar un tambor de cable y engranajes adicionales, simplificando así el mantenimiento. Los motores de tracción estadounidenses se fabricaron en una variedad de tamaños, siendo el Russell de 6 nhp el más pequeño fabricado comercialmente y los motores grandes fabricados por Russell , Case y Reeves los más grandes. [ cita necesaria ]
Una forma distinta de motor de tracción, caracterizada por la provisión de un tambor de bobinado de gran diámetro accionado por engranajes separados de la máquina de vapor. [13] En el tambor se enrollaba un largo trozo de cable metálico , que se utilizaba para arrastrar un implemento, como un arado , a través del campo, mientras el motor permanecía en el promontorio . [13] Esto minimizó el área de tierra sujeta a compactación del suelo .
El tambor de enrollado se montaba horizontalmente (debajo de la caldera), verticalmente (a un lado) o incluso concéntricamente, de modo que rodeaba la caldera. Sin embargo, la mayoría estaban suspendidos (horizontales) y requerían el uso de una caldera extralarga para dejar suficiente espacio para que el tambor encajara entre las ruedas delanteras y traseras. Estos diseños fueron los motores de tracción más grandes y largos que se construyeron.
La mayoría de los motores de arado trabajaban en pares, uno a cada lado del campo, con el cable de cada máquina sujeto al implemento que se iba a transportar. [14] Los dos conductores se comunicaron mediante señales utilizando los silbatos del motor. [14] Ocasionalmente se utilizó un sistema alternativo en el que el arado se tiraba entre un solo motor y un ancla. [14]
Se construyeron una variedad de implementos para usar con motores de arado. Los más comunes eran el arado de equilibrio y el cultivador ; arar y cultivar eran los trabajos más exigentes físicamente en una finca cultivable. Otros implementos podrían incluir un escurridor de topo, utilizado para crear un canal o tubería de drenaje subterráneo, o un cubo de draga para dragar ríos o fosos. Los motores frecuentemente estaban provistos de una "bandeja de papas" en el eje delantero, para almacenar las 'papas' que se colocarían en las ruedas cuando se viajaba por terrenos embarrados.
Los motores para arar eran raros en Estados Unidos; Los arados generalmente eran arrastrados directamente por un motor agrícola o un tractor de vapor .
La primera máquina de arado a vapor construida y probada fue en 1837, cuando John Heathcoat MP demostró un vehículo propulsado por vapor que diseñó para arar terrenos muy blandos. [15] [16] Este utilizaba una forma muy temprana de orugas continuas , y su máquina de vapor de dos cilindros podía usarse como cabrestante para arar o para propulsión. Otro motor de arado, ideado por Peter Drummond-Burrell, 22º barón Willoughby de Eresby , posiblemente diseñado por Daniel Gooch y construido en Swindon Works , la Royal Highland and Agriculture Society of Scotland , otorgó £100 de un posible £500 de su premio por creando una máquina de arado a vapor, [17] se exhibió en la Gran Exposición de 1851 en Londres [ cita necesaria ] . Lord Willoughby había indicado que su diseño podía copiarse libremente y Fowler había visitado el castillo de Grimsthorpe , la finca donde se desplegaron las máquinas de arado. [18] Entre 1855 y 1857, un granjero llamado William Smith y John Fowler desarrollaron motores de arado accionados por cables que funcionaban con motores portátiles. [19] En 1863, W. Savory and Sons había introducido un motor de arado móvil y utilizaba motores en ambos extremos del campo. [20] Su tambor de alambre era vertical y estaba montado alrededor de la caldera del motor. [20]
La producción se llevó a cabo fuera del Reino Unido y Kemna Bau de Alemania produjo motores de arado. [21]
El uso de motores de arado disminuyó en la década de 1920 cuando los tractores propulsados por motores de combustión interna tomaron el relevo. [22] John Fowler & Co. dejó de producir motores de arado en 1935. [21] Los bajos precios resultantes de la Segunda Guerra Mundial significaron que algunos agricultores los compraron y continuaron usándolos hasta la década de 1950. [22]
En Norteamérica , el término tractor de vapor suele referirse a un tipo de tractor agrícola propulsado por una máquina de vapor , utilizado ampliamente a finales del siglo XIX y principios del XX.
En Gran Bretaña , el término tractor de vapor se aplica más habitualmente a los modelos más pequeños de motor de tracción, normalmente aquellos que pesan menos de cinco toneladas para que el motor sea tripulado por un solo hombre (hasta 1923, todo lo superior tenía que ser tripulado por al menos dos personas; un conductor y timonel); Se utiliza para transportar cargas pequeñas en la vía pública. [23] En 1923 el límite de peso se elevó a 7,5 toneladas. [24] Aunque se conocen como tractores de vapor ligeros , estos motores son generalmente versiones más pequeñas de las locomotoras de carretera.
Eran populares en el comercio de madera en el Reino Unido, aunque también se diseñaron variaciones para el transporte ligero por carretera en general y para uso de showman.
El más popular de estos diseños fue probablemente el Garrett 4CD, es decir, compuesto de 4 caballos de potencia nominal . [25]
Diseñados para el transporte de cargas pesadas en la vía pública, era común que se acoplaran dos o incluso tres para permitir el manejo de cargas más pesadas.
Los rasgos característicos de estos motores son ruedas motrices traseras muy grandes equipadas con neumáticos de caucho sólido , engranajes de tres velocidades (la mayoría de los tipos de motores de tracción tienen solo dos engranajes), suspensión trasera y tanques inferiores para proporcionar un mayor rango entre las paradas necesarias para repostar. agua. Todas estas características tienen como objetivo mejorar la marcha y el rendimiento del motor, que se utilizaba para viajes de cientos de kilómetros. La mayoría de locomotoras de carretera están equipadas con un tambor de cabrestante en el eje trasero. Esto se puede utilizar quitando los pasadores impulsores de las ruedas traseras, lo que permite que el tren de transmisión impulse el tambor del cabrestante en lugar de las ruedas.
James Boydell trabajó con el fabricante británico de motores de tracción a vapor Charles Burrell & Sons para producir motores de transporte por carretera a partir de 1856 que utilizaban sus ruedas Dreadnaught , que eran particularmente adecuadas para carreteras en mal estado o uso todoterreno. [26]
Un lugar donde las locomotoras de carretera encontraron un uso significativo fue en el transporte de madera desde donde se talaba hasta los depósitos de madera. [27] Una vez que la madera había sido trasladada a una carretera, los movimientos por carretera se realizaban acarreando los troncos en vagones de postes. [27] En Francia, las locomotoras de carretera se utilizaban para transportar el correo en la década de 1880. [28]
Muchas locomotoras de carretera están equipadas con un brazo de grúa en la parte delantera. El pivote de la pluma está montado en el conjunto del eje delantero y un pequeño cabrestante está montado en una extensión de la caja de humo frente a la chimenea, el cable pasa sobre una polea en la parte superior del brazo de la pluma. El cabrestante funciona mediante engranajes cónicos en un eje impulsado directamente desde el motor, con algún tipo de embrague que proporciona control de subida/bajada. Estas locomotoras de carretera se pueden utilizar tanto para cargar un remolque como para transportarlo a una nueva ubicación. A menudo se les denomina "motores de grúa".
Una forma particularmente distintiva de locomotora de carretera era la locomotora de showman . [29] Estos eran operados por exhibidores ambulantes tanto para remolcar equipos de feria como para alimentarlos cuando se instalaban, ya sea directamente o haciendo funcionar un generador. [29] Estos podían estar muy decorados y formaban parte del espectáculo de la feria. [29] Algunos estaban equipados con una pequeña grúa que podía usarse al ensamblar la atracción. [30] Se construyeron alrededor de 400 y 107 sobrevivieron y se conservaron. [30]
El mal estado de las carreteras y las mayores distancias implicadas hicieron que las locomotoras de carretera (incluidas las locomotoras de showman) se utilizaran menos en Estados Unidos. [31] [32]
En Gran Bretaña, el aumento del uso de locomotoras de carretera se vio frenado por los elevados peajes que se cobran en las autopistas de peaje. [33] Los peajes fueron finalmente limitados por la Ley de locomotoras de 1861 . [33] Cuatro años más tarde, se aprobó la Ley de Locomotoras de 1865 , que limitaba los motores a 4 mph y exigía que fueran precedidos por una persona que llevara una bandera roja. [33] Charles Burrell & Sons puso a la venta el primer motor de tracción centrado en el transporte por carretera en 1856 y los neumáticos se introdujeron casi al mismo tiempo. [34] En 1896, el límite de velocidad en el Reino Unido se elevó a 6 MPH y se eliminó el requisito de llevar bandera roja. [35]
En relación con la máquina de tracción de vapor, la aplanadora de vapor se utilizó para la construcción de carreteras y aplanamiento de terrenos. Por lo general, se diseñaban con un solo rodillo pesado (en la práctica, generalmente un par de rodillos adyacentes) que reemplazaba las ruedas delanteras y el eje, y ruedas traseras lisas sin travesaños .
Algunos motores de tracción fueron diseñados para ser convertibles : la misma máquina básica podía equiparse con ruedas de carretera con banda de rodadura estándar o con ruedas suaves; el cambio entre las dos se lograba en menos de medio día.
Varios otros vehículos propulsados por vapor comparten características de diseño con el motor de tracción, generalmente porque la misma tecnología se reutilizó en una nueva aplicación.
Un motor portátil es un tipo de combinación de máquina de vapor y caldera autónoma que se puede trasladar de un sitio a otro. Aunque tiene un gran parecido familiar, tanto en apariencia como en funcionamiento (estacionario), el motor portátil no se clasifica como motor de tracción, ya que no es autopropulsado. Sin embargo, se incluye en esta lista porque el motor de tracción es un descendiente directo.
Un vagón de vapor es un vehículo de carretera propulsado por vapor para transportar mercancías . Fue la primera forma de camión y se presentó en dos formas básicas: sobretipo y subtipo , siendo la distinción la posición del motor en relación con la caldera . Entre las empresas que se especializaron en ellos en el siglo XX se encontraba la efímera Invicta Works de Maidstone, propiedad de Jesse Ellis .
El sobretipo tenía una máquina de vapor montada sobre una caldera pirotubular , de manera similar a una máquina de tracción. La parte delantera de un vagón de vapor sobretipo tiene un gran parecido familiar con los motores de tracción, y es posible que los fabricantes que fabricaron ambos hayan podido utilizar algunas piezas comunes.
El tipo inferior tenía la máquina de vapor montada debajo de la caldera, generalmente entre los marcos del chasis. La caldera generalmente estaba montada bastante hacia adelante y, a menudo, era del tipo vertical y/o de tubo de agua.
Los vagones de vapor fueron la forma dominante de tracción motorizada por carretera para el transporte comercial a principios del siglo XX, aunque fueron un fenómeno mayoritariamente británico, con pocos fabricantes fuera de Gran Bretaña. La competencia de los vehículos de combustión interna y la legislación adversa hicieron que pocos permanecieran en uso comercial más allá de la Segunda Guerra Mundial .
Varios fabricantes de motores de tracción (como Aveling y Porter y Fowler ) construyeron locomotoras de ferrocarril ligero basándose en sus motores de tracción. En su forma más tosca, estos simplemente tenían ruedas de acero con bridas para permitirles desplazarse sobre rieles. Los modelos más sofisticados tenían la caldera y el motor montados sobre un chasis que llevaba ejes estilo vagón de ferrocarril. El eje trasero era accionado por el motor mediante engranajes o cadena. Estas inusuales locomotoras se vendieron a pequeñas industrias para su uso en tareas de maniobras y clasificación, aunque también encontraron el favor de las empresas de ingeniería dedicadas a la construcción de ferrocarriles principales para transportar hombres, equipos y materiales a través de la línea parcialmente construida.
Aunque ya no se utilizan comercialmente, los motores de tracción de todo tipo continúan siendo mantenidos y preservados por personas entusiastas y con frecuencia se exhiben en ferias agrícolas en Europa (particularmente el Reino Unido), Canadá y Estados Unidos. Suelen ser una atracción principal en un festival de vapor en vivo (ver Lista de ferias de vapor ) .
Los modelos de motores de tracción, impulsados por vapor, son fabricados por varias empresas, en particular Mamod y Wilesco . Los motores de modelos a mayor escala son temas populares para que los ingenieros de modelos los construyan, ya sea como un kit de piezas suministrado o mecanizados a partir de materias primas. Se ha construido una pequeña cantidad de motores de tracción de tamaño completo, incluido un Case 150. [36]
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En literatura
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