El mecanismo de distribución accionado por cadena Bulleid es un tipo de mecanismo de distribución de locomotoras de vapor diseñado por Oliver Bulleid durante la Segunda Guerra Mundial para su uso en sus diseños Pacific (4-6-2) . Era propio del Ferrocarril del Sur en Gran Bretaña y se inspiró en la práctica de los vehículos de motor en un intento de crear un diseño compacto y eficiente con un mínimo de requisitos de servicio.
La decisión de Bulleid de tener tres cilindros, todos ellos accionando el eje acoplado central de sus clases Merchant Navy y West Country / Battle of Britain , dio lugar a varios problemas. Como cada cilindro iba a tener su propio mecanismo de válvulas independiente, esto dejaba muy poco espacio para el conjunto de mecanismos internos convencionales. [1] Esto impulsó a Bulleid a diseñar un nuevo mecanismo Walschaerts miniaturizado que fuera lo suficientemente compacto como para encerrar todo el sistema en una carcasa. Los tres conjuntos de mecanismos de válvulas funcionaban desde un cigüeñal auxiliar de tres vueltas . [2] Una cadena de transmisión de dientes invertidos Morse corría horizontalmente desde un piñón triple en el eje motriz hasta un piñón loco, desde el cual una segunda cadena corría hacia abajo hasta el cigüeñal. [3] Mediante el uso de dos cadenas, el mecanismo de válvulas estaba aislado del movimiento del eje motriz sobre sus resortes. El piñón loco se podía mover para dar a ambas cadenas la tensión correcta, pero en la práctica solo se ajustaba la cadena vertical. [4]
El cigüeñal auxiliar accionaba tanto las barras excéntricas como las palancas combinadas del mecanismo de válvulas. Las válvulas de pistón eran del tipo de admisión exterior. [5] Los cabezales de las válvulas estaban conectados por una disposición de doble viga, cada uno accionado por un eje oscilante vertical ubicado entre las dos vigas y a mitad de camino entre los dos cabezales, con un enlace de conexión adicional pivotado justo detrás del cabezal de la válvula más cercano al frente. Un eje oscilante sellado accionaba el brazo oscilante superior descentrado y el enlace, y todo el conjunto funcionaba dentro del espacio de escape de la cámara de vapor. La ventaja de tener vapor de admisión trabajando en las caras externas de las válvulas significaba que el volumen bajo presión máxima estaba completamente sellado en los extremos sin glándulas susceptibles a fugas.
Los movimientos de la válvula y la biela interior estaban encerrados en un baño de aceite que consistía en una caja de acero vertical ubicada entre los miembros del bastidor principal, que contenía 40 galones imperiales (182 litros; 48 galones estadounidenses) de aceite. [6] Aproximadamente 2 pulgadas (51 mm) de profundidad de aceite yacía en el baño; el extremo grande interior estaba lubricado por salpicadura y dos bombas rociaban aceite a través de tuberías perforadas sobre los diversos pasadores de movimiento de la válvula. [6] [7] Nada de esto fue particularmente revolucionario, ya que se tomó prestado de la práctica del motor de combustión interna ; y para su uso con vapor, fue una práctica establecida para los motores de vapor en Sentinel Waggon Works . Se pensó que la disposición obviaría la necesidad diaria de engrasar todas las partes móviles y, como estaban protegidas de los elementos, deberían poder recorrer 100.000 millas (160.000 km) sin atención. Fue esta consideración la que significó el uso continuo del sistema, aunque en forma modificada, en la clase Leader de Bulleid .
En la práctica, el sistema tenía una serie de desventajas. Se formaban grietas en la carcasa del baño de aceite debido a un procedimiento de soldadura incorrecto. [7] La condensación causaba corrosión y el aceite se filtraba a través de sellos inadecuados, lo que causaba deslizamiento de las ruedas y peligros de incendio . [8] La sincronización de las válvulas era muy impredecible; esto se ha atribuido al estiramiento de la cadena, aunque Bulleid afirmó que se tenía en cuenta. Las cadenas se reemplazaron como parte de un examen de válvulas y pistones alrededor de las 30.000 a 36.000 millas (48.000 a 58.000 km), momento en el que estaban considerablemente desgastadas. [4] Este desgaste, en los pasadores y piñones de la cadena, podía resultar en un alargamiento de las cadenas de hasta 6 pulgadas (15,2 cm). Bulleid afirmó que una holgura de 3 pulgadas (76,2 mm) sería absorbida por la cadena bajo carga, y la irregularidad restante de la válvula se corregiría ajustando el corte. [6]
Se considera que el estiramiento de la cadena es la causa de las ineficiencias del mecanismo, pero otra causa puede haber sido geométrica debido a las proporciones secuenciales de las palancas, especialmente los balancines multiplicadores que transmitían el movimiento limitado del mecanismo de válvulas "miniaturizado" al enlace de unión que impulsaba la válvula de pistón de largo recorrido. Estos balancines por sí solos habrían dificultado la obtención de una sincronización precisa de las válvulas, lo que dio lugar a tensiones en el mecanismo de accionamiento, un síntoma de lo cual sería un aumento de la probabilidad de estiramiento de la cadena. El recorrido máximo de los enlaces de expansión era de 2,25 pulgadas (5,7 cm). Para proporcionar el recorrido máximo de la válvula de 6 pulgadas (15,2 cm), los balancines multiplicaron el movimiento del cigüeñal auxiliar en la relación 8:3. [6] Los efectos del desgaste en las juntas de pasador, también multiplicados por la misma relación, hicieron que las aberturas de las válvulas variaran entre cilindros incluso si el conductor mantenía el mismo corte. [9]
Otra complicación era el comportamiento impredecible del inversor de vapor tipo Eastleigh empleado. [7] Si este inversor se comportaba mal bajo las fluctuantes presiones presentes en la cámara de vapor, la locomotora parecía tener voluntad propia. [10] Por ejemplo, si el inversor se ponía en marcha completa, la holgura en el movimiento haría que las válvulas sobrepasaran su recorrido máximo diseñado. Esto daría como resultado que la locomotora despegara como un caballo de carreras desatado, un alto consumo de carbón, arrojaría el fuego por la chimenea y correría el riesgo de un violento deslizamiento a alta velocidad.
Estos problemas combinados contribuyeron a que el engranaje fuera reemplazado eventualmente por tres juegos separados de engranajes Walschaerts montados de manera convencional.