Un vagón dinamómetro es un vagón de mantenimiento de vías que se utiliza para medir diversos aspectos del rendimiento de una locomotora . Las mediciones incluyen esfuerzo de tracción (fuerza de tracción), potencia, velocidad máxima, etc.
El primer carro dinamómetro probablemente fue construido alrededor de 1838 por el "padre de la informática" Charles Babbage . [1] [2] [3] Trabajando para el Great Western Railway de Gran Bretaña , equipó un vagón de pasajeros para colocarlo entre una locomotora y un tren y registrar datos en un rollo de papel en continuo movimiento. Los datos registrados incluían la fuerza de tracción del motor, un gráfico de la trayectoria del vagón y la sacudida vertical del vagón. El trabajo se llevó a cabo para ayudar a apoyar la posición del Great Western Railway en la controversia sobre la estandarización del ancho de vía británico .
En los Estados Unidos, el ferrocarril de Pensilvania comenzó a utilizar vagones dinamómetros en la década de 1860. [4] El primer vagón dinamómetro moderno en los Estados Unidos fue construido en 1874 por P. H. Dudley para el Ferrocarril Central de Nueva York.
Los primeros automóviles usaban un sistema de resortes y varillajes mecánicos para usar efectivamente el acoplador delantero del automóvil como escala y medir directamente la fuerza sobre el acoplador. El vagón también tendría un medio para medir la velocidad del tren. Las versiones posteriores utilizaron un cilindro hidráulico y una línea para transmitir la fuerza al dispositivo de registro.
Los carros dinamómetros modernos suelen utilizar instrumentos y dispositivos electrónicos de medición de estado sólido, como galgas extensométricas .
Se utilizó un vagón dinamómetro LNER para registrar el récord de velocidad del Mallard número 4468 en 1938 y se ha conservado en el Museo Nacional del Ferrocarril en York , Inglaterra. Este también se utilizó para las pruebas de intercambio de locomotoras de 1948 de los ferrocarriles británicos junto con otros dos vagones dinamómetro, los cuales también han sobrevivido hasta su conservación.
Un vagón originalmente perteneciente al Ferrocarril de Chicago, Burlington y Quincy , se conserva en el Museo Nacional del Ferrocarril ubicado en Green Bay, Wisconsin . En el Museo del Ferrocarril de Illinois se conserva un vagón construido para Chicago, Milwaukee, St. Paul y Pacific Railroad . [5]
Si bien el objetivo principal del vagón dinamómetro era medir la potencia de salida de la locomotora, normalmente se recopilaban otros datos, como datos de la caja de humo, ajustes del acelerador y cortes de válvulas, tasas de consumo de combustible y uso de agua para determinar el rendimiento y la eficiencia generales. de la locomotora.
Los datos normalmente se registrarían en rollos de registro de papel continuo indexados en el tiempo para la tracción y la velocidad. Posteriormente, la potencia se calcularía manualmente a partir de estos datos en los primeros automóviles. Algunos coches posteriores estaban equipados con un integrador mecánico para registrar directamente la potencia. [4]
Un uso separado del vagón fue probar una ruta ferroviaria particular para calificarla según su tonelaje basándose en un recorrido con un vagón dinamómetro y registrando el efecto de las pendientes y la curvatura en la capacidad y los requisitos de potencia resultantes para esa línea. [4]
El principio de funcionamiento del carro dinamómetro se basa en la ecuación básica de que la potencia es igual a la fuerza multiplicada por la distancia en el tiempo.
Esta ecuación se puede reducir a potencia igual a fuerza por velocidad:
En otras palabras, la potencia instantánea de la locomotora se puede calcular midiendo la tracción sobre el acoplador y multiplicándola por la velocidad actual.
La conversión a caballos de fuerza da:
