British Railways 10100 era una locomotora diésel experimental inusual conocida informalmente como The Fell Diesel Locomotive (en honor al teniente coronel LFR Fell, quien fue uno de los diseñadores). Fue la producción conjunta de Davey Paxman & Co , Shell Refining & Marketing Co y el teniente coronel LFR Fell, construida para ellos por London, Midland and Scottish Railway en Derby . Sir Harry Ricardo también estuvo involucrado. Cuando surgió en 1950, se había producido la nacionalización y llevaba los colores de los ferrocarriles británicos . La locomotora disponía de seis motores diésel, cuatro de ellos de tracción. Había dos motores auxiliares, ambos de 150 hp (110 kW) AEC de 6 cilindros , que impulsaban los cargadores de presión de los motores principales y el propósito de esta disposición era permitir que los motores principales entregaran un par muy alto. a baja velocidad del cigüeñal .
El diseño del 10100, una colaboración entre Fell Developments Ltd y HG Ivatt del LMS, tenía como objetivo abordar varias de las debilidades percibidas de la tracción ferroviaria con motor diésel. El peso se redujo mediante el uso de varios motores pequeños, lo que significó que tanto los motores como su estructura de soporte podrían ser más livianos. [1] También se esperaba que esto ahorrara tiempo en mantenimiento, ya que un motor diésel individual podría cambiarse más fácilmente y con un equipo más ligero.
Utilizando engranajes diferenciales para transmitir la potencia, se construyó como un 4-8-4 con las varillas de acoplamiento conectando los cuatro pares centrales de ruedas motrices. Las bielas entre los ejes más internos se quitaron más tarde, pero como los cuatro ejes eran impulsados por una sola caja de cambios, siguió siendo un 4-8-4. Con 2.000 hp (1.500 kW), era la más potente de las locomotoras que no eran de vapor de BR en ese momento. Desde 1951 funcionó en los expresos de Manchester a Londres, demostrando ser un 25% más potente que los 5XP 4-6-0 . [2] Si bien la transmisión mecánica la hacía mucho más liviana que las locomotoras diesel-eléctricas, su complicado mecanismo hacía que fuera difícil de mantener (un modelo funcional de la transmisión se exhibe en el Museo Nacional del Ferrocarril , York).
La locomotora tenía cuatro motores principales Paxman 12RPH de 12 cilindros, cada uno de los cuales producía 500 caballos de fuerza de frenado a 1500 rpm. Cada motor estaba conectado a la caja de cambios a través de un acoplamiento hidráulico , que podía llenarse con aceite para transmitir potencia o drenarse para desconectar ese motor de la transmisión. Las salidas del motor se combinaron en pares mediante dos juegos de engranajes diferenciales, y los ejes de salida de estos dos juegos de engranajes luego se combinaron mediante un tercer juego de engranajes diferenciales para impulsar el eje de salida principal. [3] Cada eje de entrada diferencial estaba provisto de un mecanismo para evitar la rotación hacia atrás cuando se drenaban los acoplamientos. Dado que esto podría hacer que el mecanismo de transmisión se bloqueara si la locomotora fuera empujada hacia atrás, se incluyó en el tren de engranajes un embrague operado por vacío. [4]
El efecto de esta disposición fue que la relación de transmisión entre un motor y el eje de salida dependía de cuántos motores impulsaban la transmisión. La selección de la relación de transmisión no se logró "cambiando de marcha" en el sentido convencional, sino llenando o drenando los acoplamientos hidráulicos para conectar o desconectar los motores de la transmisión. Con solo un acoplamiento hidráulico lleno de aceite y los otros tres motores desconectados y sus respectivos ejes de entrada a la transmisión bloqueados por los embragues unidireccionales, el único motor impulsó el eje de salida a través de una relación de transmisión efectiva de 4:1. Con dos motores en marcha, la relación de transmisión efectiva era de 2:1; con tres motores, 1,33:1; y con los cuatro motores, unidad. En otras palabras, la relación de transmisión efectiva de la transmisión era inversa al número de motores que la impulsaban.
A diferencia de la transmisión de un automóvil, no hubo un efecto general de multiplicación del par al seleccionar una marcha más baja. La ventaja mecánica de 4:1 otorgada al funcionamiento de un solo motor en primera marcha se anuló por el hecho de que solo había un motor en funcionamiento, por lo que el par máximo de salida de la transmisión era el mismo que estaba disponible en la marcha más alta con los cuatro motores. operando. El mismo argumento se aplica a la segunda y tercera marcha. Por lo tanto, la transmisión de esta locomotora, a diferencia de casi todas las demás transmisiones de locomotoras, no proporcionaba ningún medio para hacer coincidir las características de par del motor con los requisitos de la locomotora; no proporcionó un mayor par de salida a bajas velocidades para arrancar y subir pendientes. [3] Sirvió únicamente para hacer coincidir la velocidad de salida del motor con los requisitos de la locomotora.
En Fell, el requisito de un par de arranque elevado no se cumplía mediante las características de la transmisión, sino modificando las características del par de los propios motores. [3] Normalmente un motor diésel aspira carga a un caudal másico proporcional a su velocidad de rotación; cuanto más rápido gira, más carga puede aspirar, y esto conduce a una curva de producción de potencia que aumenta más o menos linealmente con la velocidad de rotación hasta que varios factores limitantes se vuelven significativos.
_Fell_diesel_geograph-2390450-by-Ben-Brooksbank.jpg/1280px-Duffield_(near)_Fell_diesel_geograph-2390450-by-Ben-Brooksbank.jpg)
En la locomotora Fell, sin embargo, los cuatro motores principales recibían su carga de sopladores Roots impulsados por dos motores auxiliares más que estaban gobernados de tal manera que cuando la demanda de potencia de tracción era más que mínima, operaban esencialmente a una velocidad constante. Dado que un soplador Roots es un dispositivo de desplazamiento positivo, esto significaba que el caudal másico al que se entregaba la carga a los motores principales no dependía de la velocidad de los motores principales sino de la de los motores auxiliares, por lo que la potencia de salida del Los motores principales se definían esencialmente por la velocidad de los motores auxiliares.
Dado que la velocidad de los motores auxiliares se mantuvo constante, los motores principales tenían una curva de potencia constante con la velocidad de rotación; Dado que la potencia es el producto del par y la velocidad de rotación, los motores principales estaban dotados de una curva de par inversamente proporcional a la velocidad, produciendo un par máximo a baja velocidad y reduciéndolo a medida que aumentaba la velocidad. De este modo se proporcionó el aumento necesario de par a baja velocidad para arrancar y subir pendientes. [4]
En julio de 1952, la caja de cambios de la 10100 sufrió graves daños después de que un perno suelto cayera a través del tren de engranajes y la locomotora estuvo fuera de servicio durante más de un año. Posteriormente, British Railways perdió interés en el proyecto y se abandonó una versión mejorada de la locomotora que se estaba desarrollando.
El 10100 permaneció en servicio hasta el 16 de octubre de 1958, cuando su caldera de calefacción a vapor se incendió en Manchester Central . Fue devuelto a Derby Works, donde fue despojado lentamente de piezas antes de ser desguazado en julio de 1960. [5]
{{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda )