Una máquina de vapor de cilindro oscilante (también conocida como wobbler en los EE. UU.) [ cita requerida ] es un diseño de máquina de vapor simple (propuesto por William Murdoch a fines del siglo XVIII) que no requiere mecanismo de válvulas . En cambio, el cilindro se balancea u oscila a medida que la manivela mueve el pistón, girando en el muñón de montaje de modo que los puertos en el cilindro se alinean con los puertos en una cara de puerto fija de manera alternada para dirigir el vapor hacia adentro o hacia afuera del cilindro.
Las máquinas de vapor de cilindros oscilantes se utilizan hoy en día principalmente en juguetes y maquetas pero, en el pasado, se han utilizado en motores de trabajo de tamaño real, principalmente en barcos y pequeños motores estacionarios . Tienen la ventaja de la simplicidad y, por tanto, de los bajos costes de fabricación. También suelen ser más compactas que otros tipos de cilindros de la misma capacidad, lo que las hace ventajosas para su uso en barcos.
El vapor debe introducirse en el extremo del cilindro en el momento justo del ciclo para empujar el pistón en la dirección correcta. En la otra dirección, el vapor debe poder escapar del cilindro. A medida que gira el cigüeñal , el vástago del pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo (o de lado a lado en el caso de un cilindro vertical) así como hacia adentro y hacia afuera. Debido a que el vástago del pistón es rígido y el pistón en sí es largo en relación con su diámetro, esto hace que el cilindro se balancee u "oscile" en su montaje especial ( muñón ). En el diseño que se encuentra generalmente en un motor de juguete o modelo, un orificio en el costado del cilindro (uno en cada extremo para un cilindro de doble efecto ) y un par de orificios en el bloque de puertos están dispuestos de modo que este movimiento de balanceo alinea los orificios en los momentos correctos, lo que permite que el vapor ingrese al cilindro en una dirección y escape a la atmósfera o al condensador en la otra dirección. [1]
En los motores de tamaño completo, los puertos de vapor y escape suelen estar integrados en el montaje del pivote ( muñón ). Sin embargo, se pueden proporcionar válvulas separadas, controladas por el movimiento oscilante. Esto permite variar el tiempo de corte para permitir el trabajo expansivo. [ aclaración necesaria ] Alternativamente, el trabajo expansivo también se puede proporcionar por medio de la combinación Woolf , de manera tan compacta si las dos etapas de expansión se proporcionan a cada lado de un solo pistón dentro de un solo cilindro, todo dispuesto como un motor troncal (sin embargo, un motor de cilindro oscilante no se beneficia de la ventaja de la compacidad que proporcionaría de otro modo un motor troncal, ya que la tiene ya por sus propias características de diseño). Cada enfoque del trabajo expansivo compromete la ventaja de la simplicidad, pero aún conserva la ventaja de la compacidad. [2]
Un motor de cilindro oscilante no puede invertirse mediante el varillaje de válvulas (como en un cilindro fijo normal) porque no hay ninguno. La inversión del motor se puede lograr invirtiendo las conexiones de vapor entre la entrada y el escape o, en el caso de motores pequeños, desplazando el punto de pivote del muñón de modo que el puerto en el cilindro se alinee con un par diferente de puertos en la cara del puerto. En este último caso, la cara del puerto fijo suele estar provista de tres puertos, el central es la alimentación de vapor y los dos exteriores son los escapes, de los cuales solo uno está en uso en cualquier momento, dependiendo de la dirección de funcionamiento requerida.
Las primeras propuestas para el uso marino de la máquina de vapor oscilante se hicieron ya a finales del siglo XVIII. En 1822 se completó el primer barco de vapor construido en hierro, el Aaron Manby , que utilizaba motores oscilantes de 80 hp. En 1827, Joseph Maudslay patentó un motor oscilante marino desarrollado de forma independiente, con un mecanismo de válvulas mejorado. El ingeniero inglés John Penn realizó más mejoras , seguidas de la introducción de la versión de 3 cilindros por el escocés John Scott Russell en 1853. [3]
En un principio, los constructores navales consideraron que las partes móviles del motor oscilante eran un peligro en los espacios reducidos de un barco. Sin embargo, más tarde, la popularidad de este tipo de motor aumentó y, hasta bien entrada la década de 1860, se construyeron barcos de vapor con motores de este tipo, algunos de los cuales alcanzaban una potencia de más de 1600 caballos. [3]
