El mecanismo de válvulas Holcroft era un tipo de mecanismo de válvulas conjugado diseñado y patentado por Harold Holcroft y utilizado en locomotoras de vapor de tres cilindros del Ferrocarril del Sudeste y Chatham (SECR). Tenía muchas similitudes con el mecanismo de válvulas conjugado de Gresley , al que precedió, ya que finalmente se utilizó en todos los diseños de tres cilindros de Gresley. Se diferenciaba del método de funcionamiento de Gresley al utilizar el conjunto de palanca combinada en lugar de los husillos de válvula para impulsar el cilindro central de un diseño de tres cilindros. Esto tenía ventajas operativas sobre el diseño de Gresley, a saber, eliminar los problemas de flexión, desgaste de los bujes y la influencia del calor en los husillos de válvula.
Mientras trabajaba para el Great Western Railway en Swindon Works , Holcroft diseñó y patentó (en 1909) un mecanismo de válvulas conjugadas para locomotoras de vapor de tres cilindros, que permitía eliminar el mecanismo de válvulas del cilindro interior derivando el movimiento de la válvula interior del de las válvulas exteriores. Esto se hizo mediante un conjunto de palancas situadas detrás del bloque de cilindros.
Un poco más tarde, Nigel Gresley, de Great Northern Railway, había diseñado y patentado su propia aplicación de mecanismo de válvulas conjugadas (finales de 1916), que requirió un mayor desarrollo para permitir que se aplicara a tres cilindros de diferente inclinación. Gresley estaba involucrado con ARLE y él y Holcroft se conocieron en la oficina del primero en King's Cross en enero de 1919. Holcroft diseñó una propuesta práctica para permitir que el mecanismo de válvulas de Gresley operara la válvula interna y mantuviera los eventos de la válvula en su relación correcta, al inclinar el cilindro y el eje de la válvula.
En 1917, Holcroft elaboró una propuesta para un motor 4-4-0 de 3 cilindros para la SECR, que incluía un mecanismo de conjugación detrás de los cilindros para accionar la válvula interior, pero no se aceptó. En febrero de 1919, el ingeniero mecánico jefe de la SECR, Richard Maunsell, le pidió a Holcroft que diseñara una versión de 3 cilindros de la SECR N class 2-6-0, que se convirtió en la N1. Resultó poco práctico ubicar el mecanismo detrás de los cilindros en este diseño debido a que la rueda acoplada delantera ensuciaba el área requerida para el engranaje. Esto hizo necesario revisar el diseño con varillas laterales para transmitir el movimiento hacia adelante al mecanismo de palanca montado cerca de la parte delantera de los bastidores. Por lo tanto, se perdieron algunas de las ventajas de "pulcritud" y compacidad del original, junto con la rigidez mecánica, que era una de las ventajas de este engranaje. [1] El engranaje también se utilizó en el único K1 y el primero de la clase U1.
Sin embargo, a largo plazo, el mecanismo Holcroft no se mantuvo en el Southern Railway y se construyeron más locomotoras SR de 3 cilindros con 3 juegos de mecanismos de válvulas. La flexión fue uno de los fallos citados.
Las locomotoras de tres cilindros tienen ciertas ventajas sobre las de dos cilindros, pero una desventaja significativa es la necesidad de un tercer juego de válvulas, normalmente montado entre los bastidores, donde el mantenimiento rutinario es inconveniente. El mecanismo de conjugación elimina la necesidad del tercer juego de válvulas, reemplazándolo por una disposición algo más simple de palancas transversales.
El engranaje conjugado es, en efecto, una máquina sumadora mecánica, en la que la posición de la válvula del cilindro interior es la suma de las posiciones de los dos cilindros exteriores, pero en sentido inverso. También se puede considerar como una palanca oscilante entre un cilindro exterior y el cilindro interior, como es habitual en las locomotoras de vapor de 4 cilindros, pero con el punto de pivote movido hacia adelante y hacia atrás por una palanca del otro cilindro exterior. Consulte el engranaje de válvulas conjugadas de Gresley para obtener más detalles.
Cuando resultó poco práctico montar el aparato de conjugación detrás de los cilindros en la N1, Holcroft tuvo que revisar el diseño para tener el aparato delante de los cilindros. No quería utilizar una extensión de los husillos de las válvulas, como en el mecanismo de válvulas conjugadas de Gresley . En su lugar, Holcroft trasladó la acción del conjunto de palanca combinada que controlaba el movimiento hacia delante y hacia atrás del husillo de la válvula (que admitía vapor "vivo" en el cilindro y expulsaba vapor "gastado" a través de los puertos) a un punto de pivote conectado a una palanca desde el husillo de la válvula "interior". [2] La variante de Holcroft tenía una ventaja sobre el diseño "conjugado" de Gresley, ya que la sincronización de las válvulas era inmune a las variaciones provocadas por la expansión térmica de los husillos de las válvulas y la flexión del conjunto de conjugación cuando se utilizaba mucho. [3] También tenía posibles beneficios de mantenimiento porque la mayor parte del mecanismo de conjugación estaba ubicado fuera de los bastidores de la locomotora y, por lo tanto, se podía acceder a él sin un pozo de inspección. [3]
Harold Holcroft era amigo íntimo de Curly Lawrence , el diseñador pionero de locomotoras de vapor pequeñas para el transporte de pasajeros. A principios de la década de 1940, Lawrence había construido una locomotora de cuatro cilindros y 4-6-2 de ancho de vía de 2 1/2", Tugboat Annie , con la intención de utilizar un mecanismo de válvulas Baker . La complejidad del arreglo resultó abrumadora, y Holcroft llegó al rescate con un mecanismo de válvulas conjugado de cuatro cilindros, una modificación del mecanismo utilizado en las bielas de 120 grados de Gresley para tres cilindros para adaptarse a las bielas de 135 grados del modelo de cuatro cilindros. Holcroft escribió sobre el motor para Railway Gazette , mientras que Lawrence describió el motor y más tarde su mecanismo en Model Engineer . [4]