Locomotora
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¿Por qué se llama locomotora?

La definición del término locomotora tiene su origen en la palabra latina loco, «de un lugar», y en el término latino medieval motive, que significa «resultante del movimiento». Utilizado por primera vez en 1814, es una forma abreviada de la palabra locomotora. Se utilizó para diferenciar las máquinas de vapor estacionarias de las autopropulsadas.

Un motor o locomotora es un automóvil de transporte ferroviario que proporciona al tren su energía motriz. Si una locomotora es lo suficientemente competente como para transportar una carga útil, suele denominarse con varios términos, como vagón, coche motor o autocar.

¿Para qué sirve una locomotora?

Convencionalmente, las locomotoras se utilizan para arrastrar los trenes por la vía desde la parte delantera. Sin embargo, el concepto de push-pull es muy amplio, ya que en la parte delantera, en cada extremo o en la parte trasera, el tren puede tener una locomotora según sea necesario. Recientemente, los ferrocarriles han comenzado a adoptar la energía de los distribuidores o DPU.

¿Cuál es la diferencia entre un tren y una locomotora?

Las locomotoras suelen desempeñar ciertas funciones como: –

  • La locomotora que se acopla a la parte delantera de un tren para tirar de él se denomina locomotora.
  • Piloto de estación – La locomotora se despliega en una estación de ferrocarril para cambiar los trenes de pasajeros.
  • Máquina piloto – La locomotora conectada a la máquina del tren en la parte delantera, para facilitar la doble marcha.
  • Motor de banco – La locomotora está conectada a la parte trasera de un motor de tren; esto es posible a través de un fuerte golpe o arranque.

Las locomotoras se utilizan en diversas operaciones de transporte ferroviario, como por ejemplo: arrastre de trenes de pasajeros, maniobras y trenes de mercancías.

La configuración de las ruedas de una locomotora representa el número de ruedas que tiene; las técnicas más populares incluyen la clasificación UIC, los sistemas de notación Whyte, la disposición de las ruedas AAR, etc.

Diferencia entre locomotoras de mercancías y de pasajeros

La distinción más evidente está en la forma y el tamaño de la caja de la locomotora. Como los trenes de pasajeros viajan más rápido que los demás trenes, la resistencia del aire juega un papel más importante que en el caso de las unidades de carga. La mayoría de las locomotoras de pasajeros suelen tener un capó a lo largo de la carrocería; esto puede ser por razones estéticas.

Por otro lado, las unidades de mercancías suelen tener más motivos para detenerse cuando el revisor tiene que subir y bajar de la locomotora, y es más probable que se muevan hacia atrás, por lo que tienen una fina capota alrededor de la verdadera central eléctrica. Esto proporciona una mejor visibilidad cuando se circula hacia atrás, y proporciona espacio para tener escaleras en lugar de escalas, lo que hace que sea mucho más cómodo para el personal que tiene que subir y bajar de la locomotora con frecuencia.

Las locomotoras de mercancías se crean para obtener más par (una fuerza de torsión) y las de pasajeros se fabrican para obtener más velocidad. Un motor de locomotora de carga normal rinde entre 4.000 y 18.000 caballos de fuerza.

El engranaje de las locomotoras de pasajeros también se diferencia del de las de mercancías en que su relación es menor, por lo que el motor de tracción gira menos veces por cada rotación de la rueda.

Normalmente, los motores de pasajeros requieren mayores velocidades máximas, mientras que los motores de mercancías necesitan mayores fuerzas de tracción de arranque porque lanzan trenes más pesados. Esto da lugar a varias relaciones de transmisión (que, en los motores eléctricos y diésel-eléctricos, no tiene numerosas marchas).

Historia de la invención de la locomotora

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La larga historia del transporte ferroviario comenzó en la antigüedad. La historia de las locomotoras y los raíles se puede clasificar en varios intervalos discretos que se distinguen principalmente por los materiales con los que se construyeron los caminos o las vías, y por la fuerza motriz utilizada.

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200 años de tecnología de locomotoras de tren

La tecnología de empuje del ferrocarril ha visto una explosión de la invención en los dos siglos anteriores.

El ingeniero de Cornualles Richard Trevithick se devanó los sesos y educó al mundo sobre la creación del ferrocarril en la aldea minera galesa hace veinte décadas. La introducción del ferrocarril transformó la dinámica de las personas a través del proceso en todo el mundo.

Con el ejemplo de la primera locomotora de vapor ferroviaria operativa, Trevithick normalizó el levantamiento del transporte; la Revolución Industrial estimuló el estallido del levantamiento del transporte, que se intensificó y facilitó a lo largo del siglo XX gracias a las fuentes de energía modernas y a una creciente preocupación por el rendimiento medioambiental y la productividad.

Desde las rudimentarias máquinas de vapor producidas durante el siglo XIX hasta las nociones de impulso progresivo (el proceso de tirar y empujar para que un objeto se mueva hacia adelante) que aún no han sido completamente inspeccionadas, aquí recorremos el carril de la memoria a través del pasado, el destino actual y el esperado de los avances en la tecnología de las locomotoras.

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Sólo en 2004 se reconoció ampliamente el esfuerzo de Richard, después de doscientos años de su influyente presentación, por parte de la Real Casa de la Moneda, que puso en circulación una moneda conmemorativa de 2 libras con el nombre y la innovación de Trevithick.

En 1804: Richard Trevithick regala al mundo la era de la energía de vapor

En 1804: Richard Trevithick regala al mundo la era de la energía de vapor

En 1804, un ingeniero de minas de Gran Bretaña, explorador e inventor, Richard Trevithick, antes de su gran revolución ferroviaria, llevaba mucho tiempo investigando sobre las máquinas de vapor que utilizaban alta presión, con resultados variados; desde la presentación triunfal de la locomotora de carretera de vapor en 1802, llamada «Puffing Devil», hasta la catástrofe de 1803, en Greenwich, cuando hubo cuatro víctimas debido a un estallido de una de sus máquinas de bombeo fijas. Sus oponentes utilizaron este desafortunado suceso para ridiculizar los peligros del vapor a alta presión.

Sin embargo, el duro trabajo de Trevithick se vio recompensado y su «locomotora Penydarren» alcanzó una posición destacada gracias a las innovaciones en la tecnología de las locomotoras, ya que llegó a convertirse en la primera locomotora de vapor que funcionaba correctamente en los ferrocarriles.

Electrificación del ferrocarril – 1879

Werner von Siemens

A finales del siglo XIX, Alemania fue el núcleo del crecimiento de las locomotoras eléctricas. Werner von Siemens hizo una demostración del primer tren eléctrico de pasajeros en pruebas. Fue el creador y padre de la amplia organización de ingeniería Siemens AG. La locomotora, que consolidó la noción del tercer carril aislado para obtener electricidad, transportó un total de noventa mil pasajeros.

Siemens llevó a cabo el montaje de la primera línea de tranvías eléctricos del planeta en 1881, en el exurbio berlinés de Lichterfelde, y sentó las bases de locomotoras similares en el tranvía de Mödling & Hinterbrühl, en Viena, y en el ferrocarril eléctrico de Volk, en Brighton, ambos inaugurados en 1883.

La exigencia de unos raíles respetuosos con el medio ambiente en los pasos subterráneos y el metro instigó la innovación de los trenes eléctricos. Al cabo de unos años, la mejora de la eficiencia y la facilidad de construcción dieron lugar al inicio de la AC.

El ingeniero húngaro Kálmán Kandó desempeñó un papel importante en la evolución de las líneas electrificadas de mayor recorrido, como el ferrocarril de Valtellina, de ciento seis kilómetros, en Italia.

En la actualidad, las locomotoras eléctricas siguen teniendo un papel importante en el terreno ferroviario a través de ayudas de alta velocidad como el Acela Express y el TGV francés en Estados Unidos. Sin embargo, el enorme gasto que supone la electrificación de las líneas para aprovechar las locomotoras eléctricas, como la catenaria o el tercer carril, sigue siendo un obstáculo y un impedimento para la aplicación extensiva de la mencionada tecnología.

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Procedimiento de isación de diesel (!) 1892 – 1945

Los derechos de autor reales del Dr. Rudolf Diesel en 1892 sobre su motor diésel provocaron rápidamente presunciones sobre cómo esta técnica de combustión interna actual podría tal vez también impulsar a los ferrocarriles. Para ello se necesitaron muchos años, ya que las ventajas del diésel pueden entenderse adecuadamente en las locomotoras ferroviarias.

A finales del siglo XIX y principios del XX, la industria de las locomotoras experimentó un desarrollo y un crecimiento continuos gracias a unos motores diésel más eficientes y con una mayor relación potencia-peso.

Muchos de ellos surgieron en Sulzer, una empresa de ingeniería suiza en la que Diesel trabajó durante mucho tiempo -hizo del diésel el cenit para componer locomotoras de vapor casi obsoletas por la creciente posibilidad de que se produjera la segunda guerra mundial. En 1945, la locomoción de vapor se había vuelto extremadamente inusual en las naciones avanzadas y progresistas y, a finales de los años 60, se convirtió en una bestia rara.

Las locomotoras diésel ofrecían múltiples ventajas funcionales aparentes, entre las que se encontraban las operaciones con múltiples locomotoras, la accesibilidad a lugares remotos se hizo realidad sin necesidad de electrificación en zonas difíciles como las montañas y los bosques, un sustento barato, un tiempo de espera, un procedimiento de trabajo menos intensivo y una eficiencia térmica adecuada.

Desde 1945 hasta la actualidad: El crecimiento de las locomotoras diesel-eléctricas

Una vez confirmada la autoridad del diésel sobre las locomotoras de vapor, el periodo posterior a la guerra se llenó de sugerencias, teorías e inventos para mejorar el empuje del ferrocarril, y cada uno de ellos consiguió un logro ecléctico. Una de las muchas estrategias estrafalarias planeadas por el Dr. Lyle Borst de la Universidad de Utah en el siglo XIX inicial, es el tren eléctrico-nuclear.

Aunque no se tiene en cuenta la gran importancia en materia de protección y seguridad de transportar un reactor nuclear de doscientas toneladas por todo el país a velocidades elevadas, el gasto que supone la compra del uranio y la fabricación de reactores de locomotora para alimentarlos hizo que los científicos y técnicos se dieran cuenta rápidamente de que esta idea no era práctica.

Muchas ideas diferentes, mejores y lógicas, como las locomotoras eléctricas con turbina de gas, ganaron atractivo en cierta medida durante el periodo posterior a la guerra, pero el diésel sigue siendo el monarca incluso ahora.

A partir de los 3 sistemas de transmisión de potencia generalizados, la transmisión experimentada para su uso en motores diesel – eléctrica, mecánica e hidráulica – a estas alturas era obvio que el diesel-eléctrico se había convertido en el nuevo ideal en el mundo. De los tres sistemas, el eléctrico, el mecánico y el hidráulico, las locomotoras diésel-eléctricas -en cuyo funcionamiento un motor diésel hace funcionar un generador de corriente alterna o continua- son las que más han mejorado hasta ahora a finales del siglo XX y representan la mayor parte de las locomotoras diésel que se utilizan actualmente.

A finales del siglo XX, las locomotoras diésel-eléctricas habían sentado las bases para unos sistemas de locomoción nuevos y contemporáneos que reconocían el escepticismo medioambiental que empezaba a surgir y conquistaban los debates sobre la propulsión ferroviaria hasta la fecha. Por ejemplo, en 2017, los trenes híbridos habían añadido un sistema de almacenamiento de energía recargable (RESS) al procedimiento diésel-eléctrico que da derecho a los trenes, incluidas las numerosas locomotoras que se erigieron en el marco de la empresa británica Intercity Express para ponerse a trabajar.

Tendencias del siglo XXI: Hidrovía y gas natural licuado

El diésel impulsó el desarrollo de las redes ferroviarias en todo el mundo durante la mayor parte del siglo XX.

Sin embargo, en el siglo XXI, los importantes efectos negativos de las empresas de trenes diésel sobre nuestra atmósfera, especialmente la emisión de gases de efecto invernadero como el CO2 y las emisiones tóxicas como los óxidos de nitrógeno (NOx), el polvo y el hollín, han dado lugar al avance de técnicas de locomotoras cada vez más ecológicas. Algunas de ellas están en funcionamiento, mientras que el resto están todavía en fase de planificación.

El levantamiento del gas de esquisto, un esfuerzo interminable en EE.UU. que empieza a cobrar impulso en todo el mundo, ha instado a un considerable escrutinio en lo que respecta a la perspectiva del gas natural licuado (GNL) como combustible para la impulsión ferroviaria. El gasóleo tiene una calificación notablemente superior a la del GNL, y el GNL promete un treinta por ciento menos de emisiones de carbono y un setenta por ciento menos de NOx, por lo que puede resultar beneficioso tanto desde el punto de vista económico como medioambiental.

Numerosos e importantes operadores de mercancías, entre los que se encuentran BNSF Railway y Canadian National Railway, han experimentado en los últimos años con locomotoras de GNL para hacer el cambio de forma razonable. Los problemas logísticos y normativos continúan, pero si el precio de la ventaja del combustible sigue siendo elevado, los problemas se resolverán probablemente.

El GNL puede implicar alguna deducción de emisiones, sin embargo, vincula la industria a la economía de los hidrocarburos después de que el consenso científico sugiera que la civilización inicie el cambio hacia un futuro post-carbono inmediatamente para evitar modificaciones climáticas peligrosas.

Las locomotoras de control remoto comenzaron a incorporarse al servicio en las operaciones de desplazamiento, en la última mitad del siglo XX siendo reguladas un poco a través de un operador exterior de la locomotora. La mayor ventaja es que un operador puede controlar la carga de carbón, grava, grano, etc. en los vagones. Un operador similar puede hacer funcionar el tren según sea necesario.

Hydrail, una moderna noción de locomotora que consiste en utilizar pilas de combustible de hidrógeno sostenibles en lugar de motores que funcionan con gasóleo, sólo emite vapor en la operación. El hidrógeno puede generarse mediante derivados energéticos de baja emisión de carbono, como la nuclear y la eólica.

Los vehículos hidroeléctricos utilizan la energía química del hidrógeno para su propulsión, ya sea mediante la combustión de hidrógeno en un motor de combustión interna de hidrógeno o haciendo reaccionar el hidrógeno con el oxígeno en una pila de combustible para hacer funcionar los motores eléctricos. El uso extensivo del hidrógeno como combustible para el transporte ferroviario es un componente fundamental de la economía del hidrógeno dirigida. El término es muy utilizado por profesores investigadores y maquinistas de todo el mundo.

Los vehículos hidroeléctricos son normalmente vehículos híbridos con almacenamiento de energía renovable, como supercondensadores o baterías que pueden utilizarse para reducir la cantidad de almacenamiento de hidrógeno necesaria, el frenado regenerativo y la mejora de la eficiencia. Las aplicaciones más probables del hidrotrén comprenden todas las categorías del transporte ferroviario, como el tránsito rápido, el ferrocarril de pasajeros, los ferrocarriles mineros, el ferrocarril de cercanías, el ferrocarril de mercancías, el ferrocarril ligero, los tranvías, los sistemas ferroviarios industriales y las atracciones ferroviarias únicas en museos y parques.

Se han llevado a cabo emprendimientos de modelos de hidrovía a través de una eficaz organización de investigación en naciones como Japón, Estados Unidos, Reino Unido, Sudáfrica y Dinamarca, mientras que la pequeña isla holandesa de Aruba tiene la intención de estrenar la primera flota de tranvías de hidrógeno a nivel mundial para Oranjestad, la capital de la isla holandesa de Aruba.

Según Stan Thompson, conocido defensor de la economía del hidrógeno, el hidrail será probablemente la tecnología de propulsión ferroviaria autónoma más importante del planeta hasta finales del siglo XXI, por lo que aún podría fundamentar el invento de la tecnología limpia para acabar echando de su asiento a las locomotoras que funcionan con gasóleo.

Clasificación de las locomotoras

Antes de que las locomotoras empezaran a funcionar, la fuerza operativa para los ferrocarriles había sido creada por diferentes técnicas de tecnología menos avanzada, como los caballos de fuerza humana, los motores estáticos o de gravedad que impulsaban los sistemas de cables. Las locomotoras pueden producir energía con los medios de combustible (madera, petróleo, carbón o gas natural), o pueden tomar el combustible de una fuente externa de electricidad. La mayoría de los científicos suelen clasificar las locomotoras en función de su fuente de energía. Entre los más populares se encuentran:

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Locomotora de vapor

Una locomotora de vapor utiliza una máquina de vapor como principal fuente de energía. La forma más popular de la locomotora de vapor incluye una caldera para producir el vapor empleado por la máquina. El agua de la caldera se calienta mediante la combustión de sustancias inflamables (madera, carbón o aceite) para generar vapor.

El vapor de la máquina mueve los pistones alternativos que se denominan «ruedas motrices» adosadas a sus ruedas principales. Tanto el agua como el combustible, las reservas de agua se transportan con la locomotora, ya sea en búnkeres y tanques o en la locomotora. Esta configuración se denomina «locomotora tanque». Richard Trevithick creó la primera locomotora de vapor ferroviaria a escala real en 1802.

Las locomotoras eléctricas y diésel contemporáneas merecen más la pena, y se necesita una tripulación considerablemente menor para gestionar y mantener dichas locomotoras. Las cifras de los ferrocarriles de Gran Bretaña mostraban el hecho de que el gasto de combustible de una locomotora de vapor es aproximadamente más del doble del gasto de mantenimiento de una locomotora diesel comparable; el kilometraje diario que podían recorrer era también menor.

A finales del siglo XX, cualquier locomotora de vapor que siguiera circulando por las vías se consideraba un ferrocarril ancestral.

Locomotora de combustión interna

El motor de combustión interna se utiliza en las locomotoras de combustión interna, unido a las ruedas motrices. Por lo general, mantienen el motor con un impulso aproximadamente constante tanto si el tren está estático como en marcha. Las locomotoras de combustión interna se clasifican por su variedad de combustible y se subclasifican por su tipo de transmisión.

Locomotora de queroseno

El queroseno se emplea como fuente de energía en las locomotoras de queroseno. Los trenes de aceite lampante fueron las primeras locomotoras de combustión interna del mundo, anteriores a las eléctricas y al diesel. El primer vehículo ferroviario reconocido que funcionaba con queroseno fue construido por Gottlieb Daimler en 1887, pero este vehículo no era exactamente una locomotora, ya que se utilizaba para arrastrar carga. El principal tren de aceite para lámparas triunfante fue «Lachesis», creado por Richard Hornsby & Sons Ltd.

Locomotora de gasolina

Las locomotoras de gasolina consumen como combustible. La primera locomotora de gasolina con éxito económico fue fabricada a principios del siglo XX en Londres para el mercado de ganado de Deptford por la Maudslay Motor Company. Las locomotoras mecánicas de gasolina son el tipo más popular de locomotora de gasolina, que emplea la transmisión mecánica en forma de cajas de cambios para transmitir la energía del motor a las ruedas motrices, al igual que un coche.

Esto evita la necesidad de cajas de cambios con los medios de transformar la fuerza mecánica rotativa del motor en energía eléctrica. Esto se puede conseguir con una dinamo y después accionando las ruedas de la locomotora con motores de tracción eléctrica de varias velocidades. Esto favorece una mejor aceleración, ya que evita la necesidad de cambiar de marcha, aunque es más costosa, pesada y, en ocasiones, más pesada que la transmisión mecánica.

Diesel

Los motores diésel se utilizan para alimentar las locomotoras diésel. En los primeros tiempos de crecimiento y avance de la propulsión diésel, se utilizaron numerosos marcos de transmisión con diferentes magnitudes de realización, siendo la transmisión eléctrica la más destacada de todas.

Se desarrolló entre todo tipo de trenes diesel; el método a través del cual se difundió la fuerza mecánica a las ruedas motrices de la locomotora.

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Cuando el mundo se curó monetariamente tras la Guerra Mundial, lo hizo seleccionando ampliamente los trenes diésel en diferentes países. Las locomotoras diésel ofrecían un gran rendimiento y flexibilidad, y se demostró que eran mejores que las de vapor, además de necesitar un mantenimiento y unos gastos de explotación considerablemente menores. Las transmisiones diésel-hidráulicas se inauguraron a mediados del siglo XX, pero, a partir de los años 70, las transmisiones diésel-eléctricas se consumieron en un nivel superior.

La locomotora diesel-mecánica emplea una transmisión motorizada para difundir la energía a todas las ruedas. Este tipo de transmisión se limita normalmente a las locomotoras de maniobra de baja velocidad y potencia, a los vagones autopropulsados y a numerosas unidades ligeras. Las primeras locomotoras diesel eran diesel-mecánicas. La mayoría de las locomotoras diesel de hoy en día son locomotoras diesel-eléctricas.

Los factores más cruciales y absolutamente vitales de la propulsión diésel-eléctrica son los motores diésel (también llamados motor principal), el generador/alternador-rectificador central, un sistema de control compuesto por el regulador del motor y elementos eléctricos o electrónicos, los motores de tracción (generalmente de cuatro o seis ejes), que engloban rectificadores, aparamenta y otros elementos, que regulan o alteran el suministro eléctrico a los motores de tracción.

En el caso más general, el generador puede estar directamente unido a los motores con una aparamenta muy sencilla. En la mayoría de los casos, el generador de casos está ligado a los motores con una aparamenta extrema.

Las locomotoras diesel con transmisión hidráulica se denominan locomotoras diesel-hidráulicas. En esta configuración, utilizan más de un convertidor de par, en una mezcla con engranajes, con una transmisión final mecánica para difundir la potencia del motor diesel a las ruedas.

El principal usuario mundial de transmisiones hidráulicas de línea principal era la República Federal de Alemania.

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Una locomotora de turbina de gas es una locomotora que utiliza un motor de combustión interna con una turbina de gas. La transmisión de energía es necesaria para que los motores apalanquen las ruedas y, por lo tanto, se debe permitir que sigan funcionando cuando la locomoción se detiene.

Estas locomotoras utilizan una transmisión autorregulada para suministrar la producción de energía de las turbinas de gas a las ruedas.

Las turbinas de gas ofrecen ciertas ventajas con respecto a los motores de pistón. Estas locomotoras tienen pocas piezas móviles, lo que reduce la necesidad de grasa y lubricación. Reduce los gastos de mantenimiento y la relación potencia-peso es considerablemente mayor. Un motor de cilindro macizo similar es mayor que una turbina de rendimiento de fuerza dado, lo que permite que un tren sea excepcionalmente rentable y eficaz sin ser enorme.

Tanto el rendimiento como la potencia de una turbina disminuyen con la velocidad de giro. Esto hace que el armazón de una locomotora de turbina de gas sea compatible sobre todo con las transmisiones de larga distancia y las transmisiones rápidas. Otros problemas de las locomotoras eléctricas con turbina de gas eran la extrema sonoridad y los ruidos peculiares que evocaban.

Locomotora eléctrica

Un tren que funciona exclusivamente con electricidad se llama tren eléctrico. Se utiliza para mover los trenes con un conductor sin paradas que trabaja a lo largo de la vía y que en general puede tomar una de estas: una batería de fácil acceso; un tercer carril subido al nivel de la vía, o una línea aérea, unida desde postes o pináculos a lo largo de la vía o techos de pasaje.

Tanto los sistemas de tercer carril como la catenaria utilizan generalmente los carriles de rodadura como conductor de recuperación, pero algunas de las estructuras emplean un cuarto carril distinto para este objetivo. El tipo de energía que se ejerce es de corriente alterna (CA) o de corriente continua (CC).

El análisis de los datos muestra que los ratios bajos se encuentran generalmente en los motores de pasajeros, mientras que los ratios altos son comunes en las unidades de carga.

La electricidad se suele producir en estaciones generadoras bastante grandes y rendidoras, se difunde a los trenes y se distribuye al sistema ferroviario. Sólo unos pocos ferrocarriles eléctricos han comprometido depósitos de producción y líneas de transmisión, pero pueden acceder a la máxima compra de energía de una estación generadora de electricidad. El ferrocarril suele suministrar sus líneas de distribución, transformadores y conmutadores.

Las locomotoras diésel suelen costar un veinte por ciento más que las eléctricas; los gastos de mantenimiento son entre un veinticinco y un treinta por ciento más elevados y su funcionamiento es hasta un cincuenta por ciento más caro.

Locomotora de corriente alterna

Las locomotoras diésel-eléctricas están preparadas con un potente «motor principal» diésel, que produce corriente eléctrica para su uso en los motores de tracción eléctrica, para literalmente virar alrededor de los ejes del tren. En función de la disposición de la locomotora, ésta puede generar corriente alterna o corriente continua mediante un generador alimentado por el motor diesel.

Charles Brown formuló la primera locomotora eléctrica de corriente alterna pragmática, trabajando entonces para Oerlikon, Zürich. Charles había ilustrado la transmisión de energía a larga distancia, , entre una planta hidroeléctrica, utilizando una CA trifásica, en 1981.

Las locomotoras de corriente alterna contemporáneas consiguen mantener una mejor tracción y dar una adhesión adecuada a las vías que las categorías y modelos anteriores. Los trenes diésel-eléctricos alimentados por corriente alterna se utilizan normalmente para el transporte de cargas masivas. Sin embargo, los trenes diésel-eléctricos alimentados por corriente continua siguen teniendo mucho protagonismo, ya que su construcción es bastante económica.

Los ferrocarriles italianos fueron los pioneros, a nivel mundial, en implantar la tracción eléctrica en todo el tramo de una línea principal en lugar de sólo en una breve distancia.

Locomotora eléctrica de batería

Una locomotora que se carga con baterías a bordo se denomina locomotora eléctrica de batería; un tipo de automóvil eléctrico de batería.

Estas locomotoras se utilizan cuando una locomotora eléctrica o diésel tradicional resulta ineficaz. Por ejemplo, cuando no hay suministro eléctrico, los carriles de mantenimiento de las líneas electrificadas tienen que utilizar locomotoras de batería. Se podrían utilizar locomotoras eléctricas de batería en edificios industriales en los que una locomotora accionada por una locomotora (es decir, una locomotora accionada por gasóleo o vapor) podría provocar problemas de seguridad debido a los riesgos de incendio, erupción o vapores en un recinto cerrado.

Las locomotoras eléctricas de batería son de 85 toneladas y se emplean con cable de trolebús aéreo de 750 voltios, con un alcance adicional considerable mientras operan con morteros. La tecnología de las baterías de níquel-hierro (Edison) fue utilizada por las locomotoras para ofrecer numerosas décadas de servicio. La tecnología de las baterías de níquel-hierro (Edison) fue sustituida por baterías de plomo-ácido, y las locomotoras fueron retiradas del servicio poco después. Las cuatro locomotoras fueron entregadas a los museos, excepto una que fue desechada.

El metro de Londres utiliza periódicamente locomotoras eléctricas de batería para las tareas habituales de mantenimiento.

El avance del servicio de muy alta velocidad dio lugar a una mayor electrificación, en la década de 1960.

La electrificación de los ferrocarriles no ha dejado de aumentar en los últimos años, y hoy en día, las vías electrificadas son prácticamente más del setenta y cinco por ciento de todas las vías del mundo.

Cuando se comparan los ferrocarriles eléctricos con los motores diésel, se observa que los ferrocarriles eléctricos ofrecen una eficiencia energética mucho más decente, menos emisiones y menos gastos de funcionamiento. También suelen ser silenciosos, más fuertes, con mayor capacidad de respuesta y más creíbles que los diésel.

No tienen emisiones provinciales, una ventaja importante en los metros y sectores municipales.

Elhíbrido vapor-diésel puede utilizar el vapor producido por el diésel o la caldera para potenciar un motor de pistón.

Las locomotoras de vapor necesitan un mantenimiento considerablemente mayor que las locomotoras propulsadas por gasóleo, por lo que se necesita menos personal para mantener la flota en servicio. Incluso las locomotoras de vapor más prometedoras pasaban una media de dos a seis días al mes en el taller para el mantenimiento regular básico y la rehabilitación del funcionamiento.

Las restauraciones masivas fueron regulares, implicando muchas veces la eliminación de la caldera del bastidor para una rehabilitación mayor. Pero una locomotora diésel normal sólo necesita entre siete y once horas de mantenimiento y puesta a punto cada mes; puede funcionar durante varios años entre reparaciones importantes. Las locomotoras diésel no contaminan el medio ambiente, a diferencia de los trenes de vapor; las unidades modernas generan escasas emisiones de escape.

Locomotora eléctrica de pila de combustible

Algunos ferrocarriles y fabricantes de locomotoras han evaluado la posibilidad de desplegar locomotoras de pila de combustible en los próximos 15-30 años.

En 2002 se mostró el principal tren minero de 3,6 toneladas y 17 kW de hidrógeno (unidad de energía). Fue más pequeño de lo normal por hidrovía en Kaohsiung (Taiwán) y se empleó para el servicio en 2007. El Rail-power GG20B es una representación más de un tren eléctrico de pila de combustible.

El cambio medioambiental se está acelerando, y es hora de limitar las emisiones de carbono del transporte, inmediatamente.

El informe, un estudio sobre el «Uso de pilas de combustible e hidrógeno en el entorno ferroviario», deduce que los trenes de pilas de combustible desempeñarán un papel crucial en la evolución de una economía de emisiones cero. De hecho, según el informe, en 2030 muchos de los vehículos ferroviarios recientemente adquiridos en Europa podrían funcionar con hidrógeno.

Los trenes propulsados por hidrógeno se estabilizan para perturbar la industria ferroviaria como una opción de cero emisiones, rentable y de alto rendimiento frente al diésel.

Un estudio reciente demuestra que los trenes de hidrógeno tienen un potencial comercial real, pero hay que seguir trabajando en las pruebas y en la disponibilidad del producto para las solicitudes de carga de los trenes de cercanías y de las líneas principales.

La participación en el mercado de los trenes de hidrógeno con pila de combustible puede aumentar hasta el cuarenta y uno por ciento en 2030 en Europa, dado que existen condiciones optimistas para el crecimiento y el avance del mercado. Ballard domina el sector en la creación de soluciones ferroviarias explícitas.

Ventajas de la locomotora eléctrica de pila de combustible:

  • Grados flexibles de hibridación

La formulación de disposiciones compuestas de baterías y pilas de combustible sobre raíles es crucial para mejorar la autonomía y el rendimiento.

  • Trenes de pilas de combustible compuestas

Puede soportar pesos de 5.000 toneladas y desplazarse a velocidades de unos 180 km/h, completando un tramo largo de unos 700 km.

Los surtidos adaptables se consiguen modificando la proporción entre las pilas de combustible y las baterías.

  • Repostaje rápido, menos tiempo de inactividad

Los vagones impulsados por hidrógeno se repostan en mucho menos de 20 minutos y pueden funcionar durante más de 18 horas sin necesidad de volver a repostar.

  • Sin las limitaciones funcionales de una configuración con el 100% de la batería

Los trenes alimentados por baterías tienen importantes deficiencias, que incluyen una menor autonomía y un mayor tiempo de inactividad necesario para restaurar las baterías. Por ello, sólo son aptos para determinados pasos y rutas, lo que limita considerablemente a los operadores ferroviarios.

Los trenes propulsados por pilas de combustible pueden funcionar eficazmente en un espectro más amplio de trayectos, sin apenas tiempo de inactividad. Los trenes de pila de combustible tienen más sentido desde el punto de vista económico cuando se emplean en rutas más largas no electrificadas de más de 100 km.

  • Menor gasto acumulado de explotación

La infraestructura de catenaria para los trenes 100% eléctricos no sólo es costosa de establecer (entre 1 y 2 millones de dólares por kilómetro), sino que también puede ser cara de regular y mantener.

Por otro lado, los trenes de hidrógeno tienen un prometedor menor gasto bruto de explotación.

Un análisis del coste total de la propiedad muestra que los trenes impulsados por hidrógeno son la opción menos costosa en relación con la electrificación diésel y la catenaria cuando:

El precio del gasóleo supera los 1,35 euros por litro.

Las tarifas eléctricas son inferiores a 50 euros por MWh.

  • Rendimiento extremadamente alto

Son tan adaptables y versátiles como las locomotoras diésel con una autonomía similar. También pueden soportar los requisitos del transporte ferroviario cuando se elimine el diésel.

Una locomotora híbrida

que utiliza un sistema de almacenamiento de energía recargable (RESS) a bordo, situado entre la fuente de energía (a menudo un motor diesel principal) y el sistema de transmisión de tracción unido a las ruedas giratorias. Salvo la batería de almacenamiento, las locomotoras diésel máximas son diésel-eléctricas, tienen todos los elementos de una transmisión híbrida en serie, por lo que es una posibilidad bastante sencilla.

Existen varios tipos de locomotoras cruzadas o de doble modo que emplean más de dos variedades de fuerza motriz. Las locomotoras electrodiésel son los híbridos más destacados, que se alimentan de electricidad o de un motor diésel a bordo. Las locomotoras híbridas se utilizan para realizar viajes continuos por trayectos que sólo están parcialmente electrificados. Algunos de los representantes de esta categoría son el Bombardier ALP-45DP y el EMD FL9.

Datos curiosos de la locomotora

  • La ruta directa más larga de la locomotora se encuentra en Moscú.
  • Los diferentes tipos de locomotoras pueden funcionar con – electricidad, diésel, vapor.
  • Los trenes bala actuales pueden circular a una velocidad máxima de 300 mph.
  • La WAG – 9 es la locomotora de carga más potente de los Ferrocarriles Indios, con una potencia de 6.120 caballos y una velocidad máxima de 120 km/h.
  • La locomotora de levitación magnética es actualmente la más rápida del mundo.
  • Nueva York ostenta el récord de tener el mayor número de andenes para pasajeros en una sola estación.
  • Australia tiene el camino más recto del mundo.
  • Australia también tiene el récord de tener la locomotora más pesada.
  • La empresa estatal Chittaranjan Locomotive Works (CLW) ha otorgado a los Ferrocarriles Indios el motor más rápido de su historia. Se prevé que el alterado WAP 5, que aún no tiene título, se desplace a 200 mph.
  • Hace setenta y cinco años, una máquina de vapor llamada Mallard logró un récord mundial que aún no ha sido igualado. Durante sólo dos minutos, la locomotora tronó a una velocidad de 126 millas por hora en un tramo de vía, al sur de Grantham.
  • La locomotora de Union Pacific llamada «Big Boy» 4014 es la mayor locomotora jamás construida. Se convirtió en el sur de California después de un enorme programa de restauración.
  • El único país del mundo que carece de ferrocarril es Islandia. Aunque en Islandia ha habido algunos sistemas ferroviarios, la nación nunca ha tenido una red ferroviaria general.
  • Las locomotoras diésel pueden circular a ciento diez kilómetros por hora.
  • El 21 de junio de 2001 se batió el récord del tren más largo jamás tirado, en Australia Occidental, entre Port Hedland y Newman, con una longitud de 275 km. El tren incluía 682 vagones de mineral de hierro empaquetados y 8 locomotoras GE AC6000 y movía 82.262 toneladas de mineral, lo que supone un peso total de casi 100.000 toneladas.
  • En el verano de 1912, la primera locomotora diesel del planeta funcionó en el ferrocarril Winterthur-Roman’s Horn, en Suiza. En 1913, durante las pruebas adicionales, se descubrieron muchos problemas.
  • La AC6000CW es, a nivel mundial, una de las locomotoras diésel más importantes y potentes con un solo motor.
  • La locomotora más potente de los Ferrocarriles Indios, la WAG12B, ha sido montada y se ha incorporado a la red de los Ferrocarriles Indios. El WAG12B está dotado de 12000 CV y ha sido desarrollado en colaboración con la empresa francesa Alstom.
  • Hay aproximadamente 12.147 locomotoras en la India.
  • La primera locomotora del mundo tenía una velocidad de 10 mph.
  • La empresa ferroviaria de carga de clase uno que gobierna Estados Unidos es BNSF Railway produciendo más de 23.500 millones de dólares estadounidenses en ingresos de explotación en 2019. El ferrocarril se concentra en el traslado de productos de carga, como productos industriales, carbón, carga o productos agrícolas.
  • La línea ferroviaria más larga y una de las más ocupadas del mundo es el ld Transiberiano (la línea Moscú-Vladivostok), con una distancia de 9.289 km.

Principio de funcionamiento de una locomotora

Las locomotoras (comúnmente conocidas como «motores» de los trenes) son el centro y la esencia de la red ferroviaria. Dan vitalidad a vagones y coches, que de otro modo serían trozos de metal sin vida, transformándolos en trenes. El funcionamiento de las locomotoras se basa en un principio muy sencillo.

Ya sean eléctricas o diésel, las locomotoras realmente «funcionan» con un conjunto de motores eléctricos de inducción de corriente alterna llamados motores de tracción fijados a sus ejes. Estos motores necesitan electricidad para funcionar, y la fuente que suministra esta energía es lo que distingue a las locomotoras eléctricas de las diésel.

¿Qué es el motor de tracción de una locomotora?

Los motores de tracción son motores eléctricos que son versiones más grandes, esculpidas, reforzadas, más complejas e importantes del tradicional motor eléctrico de inducción que se ve en conjuntos de bombas, ventiladores eléctricos, etc. La electricidad generada por la fuente se suministra finalmente a los motores de tracción, que hacen funcionar y girar las ruedas de la locomotora.

Además de la producción de energía del motor, el funcionamiento de la locomotora también depende de otros elementos como la velocidad máxima, el esfuerzo de tracción, las relaciones de transmisión, los factores de adherencia, el peso de la locomotora, la carga por eje, etc. Definen el tipo de asistencia y la función para la que se empleará la locomotora, ya sea para transportar pasajeros, carga o ambos. Esto es aplicable tanto a las locomotoras eléctricas como a las diésel.

Hoy en día, todas las locomotoras están reguladas por microprocesadores, lo que les permite funcionar de forma metódica y fructífera. Estos ordenadores recogen, compilan y evalúan regularmente la información para calcular la potencia óptima que necesita cada eje de la locomotora para su rendimiento de primera clase en función de la masa, la velocidad, la pendiente, los aspectos de adherencia, etc.

A continuación, proporcionan la cantidad adecuada de energía a los motores de tracción correspondientes. A esto hay que añadir todas las funciones de apoyo de la locomotora, como los radiadores, los escapes, las baterías, los equipos de frenado y lijado, las resistencias dinámicas de frenado, el avanzado sistema de refrigeración de la suspensión, etc.

Las locomotoras diesel son esencialmente enormes generadores de electricidad autopropulsados. Una «locomotora diésel» es un vehículo ferroviario autopropulsado que circula por los raíles y empuja o tira de un tren fijado a ella utilizando un enorme motor de combustión interna que funciona con combustible diésel como motor principal o proveedor fundamental de energía.

Aunque no son vehículos normales, las locomotoras diésel modernas no tienen una relación mecánica explícita entre las ruedas y el motor, por lo que la energía producida por el motor no hace girar realmente las ruedas. El objetivo del motor diésel no es mover el tren, sino convertir un gran generador/alternador de electricidad que genera una corriente eléctrica (inicialmente corriente continua, actualmente corriente alterna), que pasa por un rectificador para transformar la corriente alterna en corriente continua si es necesario. A continuación, se difunde a los motores de tracción, que pueden generar el par real (de rotación) que hace rodar las ruedas de la locomotora.

Por lo tanto, el papel del motor diesel es simplemente producir energía para los motores de tracción y las herramientas auxiliares como sopladores, compresores, etc.

La mayoría de las locomotoras diésel indias tienen tres pares de motores de tracción, uno para cada eje, excepto la WDP4, que sólo tiene dos pares de motores de tracción para tres pares de ejes. Las locomotoras de los Ferrocarriles Indios tienen 16 cilindros en disposición en V (V16), excepto algunas de las de menor potencia, como la WDG5, que tiene un motor V20, y la WDM2, con sólo 12 cilindros.

A diferencia de lo que se supone, las locomotoras diésel son de tecnología mucho más moderna (1938) que las eléctricas (1881). Por lo tanto, las locomotoras eléctricas funcionan con el mismo precepto que las locomotoras diesel. No sería incorrecto decir que las locomotoras diésel funcionan con electricidad, por lo que las locomotoras que utilizan este esquema de funcionamiento se denominan «diésel-eléctricas», lo que engloba a todas las locomotoras diésel de línea principal en la India.

En épocas anteriores había locomotoras en las que el motor diésel dirigía directamente las ruedas a través de un conjunto de engranajes como vehículos denominados locomotoras diésel-hidráulicas. Pero no sólo eran extremadamente complejos, sino también ineficaces y problemáticos, y fueron desplazados por las locomotoras diesel-eléctricas.

«Transmisión» para las locomotoras, significa el procedimiento o tipo de electricidad difundida desde el motor a los motores de tracción. Algunas de las primeras locomotoras tenían transmisión de corriente continua, pero todos los modelos modernos tienen transmisión de corriente alterna y todos los procesos dentro de la locomotora están regulados por ordenadores.

La locomotora diésel es un equipo bastante intrincado y refinado. Las locomotoras diésel son increíblemente autónomas, muy adaptables, pueden circular donde sea y cuando sea siempre que tengan suficiente combustible en sus depósitos. Un generador sobre ruedas que obtiene su electricidad para impulsarse.

¿Cómo funciona la locomotora diesel-hidráulica?

Las locomotoras diésel-hidráulicas son bastante raras en comparación con las diésel-eléctricas, pero están muy extendidas en Alemania. En principio, es análoga a una locomotora de la variedad diesel-mecánica, en la que el accionamiento del motor se transmite mediante ejes de transmisión y engranajes a cada uno de los ejes motorizados.

La diferencia es que en lugar de una transmisión con muchas relaciones fijas, se utiliza un convertidor de par especializado. Esto aumenta el par de forma exponencial en función de la tasa de deslizamiento entre los ejes de entrada y salida, de forma similar a lo que ocurre en un coche con transmisión automática. Habrá una caja de cambios de avance/retroceso para que la locomotora pueda circular en ambos sentidos, pero por lo demás, no se maneja ningún otro engranaje.

La mayor ventaja, sobre todo en los primeros tiempos del diésel, era de tipo pragmático. No existían redes eléctricas de alta tensión para transmitir la energía del motor a los ejes y, durante el paso del vapor al gasóleo, las empresas contaban con un gran número de técnicos mecánicos cualificados y profesionales, pero pocos con conocimientos y experiencia en electricidad de alta tensión.

Esto hizo que el mantenimiento de la diesel-hidráulica fuera económico y frugal. El accionamiento mecánico también podría ser teóricamente más fructífero que la transformación a energía eléctrica y viceversa.

La desventaja estaba más bien en los componentes móviles, ya que la potencia tenía que enviarse mecánicamente a cada eje motriz, mientras que los diesel-eléctricos podrían tener un solo motor en cada eje que los impulsara directamente y de forma más eficiente.

Hoy en día, con las mejoras y los avances en los motores y equipos eléctricos que mejoran la eficiencia del diesel-eléctrico, junto con un mayor número de técnicos eléctricos, el diesel-hidráulico es una bestia poco común.

¿Cómo funcionan las locomotoras eléctricas?

Una «locomotora eléctrica» es un vehículo ferroviario que utiliza energía eléctrica extraída de una fuente exterior para desplazarse por los raíles y tirar o empujar un tren sujeto a ella. Esta electricidad suele proceder de un tercer carril o de cables aéreos.

Tanto si se trata de un vehículo autónomo como de los vagones de potencia de un conjunto de trenes EMU, todas las locomotoras eléctricas funcionan con la única doctrina de la toma de corriente de diferentes fuentes y después de alterarla adecuadamente para proporcionar los motores de tracción que hacen girar las ruedas.

Esta «modificación» de la energía eléctrica tiene por objeto suministrar el mejor apalancamiento a los motores para un rendimiento impecable en diversas circunstancias y cargas, abarcando un arduo proceso de conversión, reconversión, voltaje, suavización y conversión de la corriente a diferentes magnitudes de frecuencia, utilizando rectificadores/tiradores, bancos de transformadores de segmentos, compresores, condensadores, inversores y otros componentes de este tipo, alojados dentro de la caja de la locomotora.

La tecnología de las locomotoras eléctricas gira en torno a este procedimiento de «modificación» o adaptación. Se puede decir que los motores de tracción son los verdaderos «motores» de la locomotora eléctrica, ya que las locomotoras eléctricas no tienen un «motor» principal o un motor primario, estableciendo un paralelismo con el diésel.

Las locomotoras eléctricas pueden clasificarse de dos maneras:

  • Uno de ellos se basa en el tipo de corriente que toman de las líneas (energía de tracción): CA (corriente alterna) o CC (corriente continua)
  • La otra se define según el tipo de motores de tracción que emplean (accionamientos): Los que tienen motores de tracción de corriente alterna (CA) trifásica o los que tienen motores de tracción de corriente continua (CC). Tanto los motores de CC como los de CA pueden funcionar con tracción de CC y de CA. El objetivo central de todos los equipos alojados en las locomotoras es transformar la energía eléctrica recibida y hacerla apta para los motores de tracción.

Fábrica de locomotoras diesel (Varanasi)

La Banaras Locomotive Works (BLW) es una unidad de producción de los Ferrocarriles Indios. Banaras Locomotive Works (BLW) dejó de fabricar locomotoras diésel en marzo de 2019 y fue rebautizada como BLW en octubre de 2020.

Creada a principios de los años 60 como DLW, lanzó su primera locomotora el 3 de enero de 1964, tres años después de su lanzamiento. La Banaras Locomotive Works (BLW) fabrica locomotoras que son modelos procedentes de los actuales diseños de ALCO de los años 60 y de los diseños de GM EMD de los años 90.

En julio de 2006, DLW subcontrató la gestión de algunas locomotoras al taller de Parel, de los Ferrocarriles Centrales de Bombay. En 2016, obtuvo el título de «Mejor Escudo de Unidad de Producción 2015-16». La primera fase del proyecto de desarrollo de BLW se inauguró en 2016.

En 2017, volvió a conseguir el «Mejor Escudo de Unidad de Producción 2016-17» por segundo año consecutivo. En 2018, logró el «Best Production Unit Shield 2017-18» de Indian Railways por tercer año consecutivo. Ese mismo año, renovó con éxito dos viejas locomotoras diésel ALCO WDG3A en una locomotora eléctrica WAGC3, la primera en todo el mundo.

Diesel Locomotive Works (DLW) era el mayor fabricante de locomotoras diesel-eléctricas de la India. En 2020, formuló la primera locomotora bimodal del país, la WDAP-5. En la actualidad, BLW fabrica principalmente locomotoras eléctricas WAP-7 y WAG.

Además, los Ferrocarriles Indios, BLW envía periódicamente locomotoras a varios territorios como Malí, Sri Lanka, Senegal, Vietnam, Bangladesh, Nepal, Tanzania y Angola, también a algunos fabricantes dentro de la India, como plantas siderúrgicas, grandes puertos de energía y ferrocarriles privados.

Ventajas de la locomotora diésel sobre la de vapor

  • Pueden ser manejadas con seguridad por una sola persona, lo que las hace adecuadas para tareas de conmutación y maniobra en los patios. El ambiente de trabajo es más suave, totalmente impermeable y libre de suciedad y fuego, y mucho más atractivo, lo que es una parte inevitable del servicio de las locomotoras de vapor.
  • Las locomotoras diésel pueden funcionar en múltiplos con una sola tripulación que maneja varias locomotoras en un solo tren, algo que no es posible con las locomotoras de vapor.
  • Como el motor diésel puede encenderse y apagarse instantáneamente, no se desperdicia el combustible que podría ocurrir si el motor se mantuviera al ralentí para ahorrar tiempo.
  • El motor diésel puede quedar desatendido durante horas o incluso días, porque casi todos los motores diésel utilizados en las locomotoras tienen sistemas que apagan el motor si hay problemas de forma automática.
  • Los motores diésel modernos están diseñados para permitir la extracción de los conjuntos de control mientras se mantiene el bloque principal en la locomotora. Esto reduce drásticamente el tiempo que la locomotora está fuera de las operaciones generadoras de ingresos mientras se necesita el mantenimiento.

Los requisitos que debe cumplir una locomotora diésel ideal son:

  • Las locomotoras diésel deben ser capaces de ejercer una enorme cantidad de par en los ejes para poder tirar de una carga más pesada.
  • Debe ser capaz de cubrir un rango de velocidad muy amplio, y
  • Debe ser capaz de correr con facilidad en ambas direcciones.
  • Es conveniente añadir un dispositivo intermedio entre las ruedas de la locomotora y el motor diesel para satisfacer los requisitos de funcionamiento de la locomotora mencionados anteriormente.

Desventajas de las locomotoras diesel

Por muy omnipresentes que sean las locomotoras de motor general, los motores diésel presentan los siguientes inconvenientes:

  • No puede arrancar por sí solo.
  • Para poner en marcha el motor, hay que arrancarlo a una determinada velocidad, conocida como velocidad de arranque.
  • El motor no puede funcionar a menos de la velocidad crítica inferior, que se supone que es el 40% de la velocidad nominal de forma habitual. La definición de esta velocidad implica que no se produzcan escapes ni vibraciones.
  • El motor no puede funcionar por encima de un límite de velocidad anormal llamado velocidad crítica alta. Se supone que es alrededor del 115% de la velocidad nominal. La definición de esta velocidad implica la velocidad a la que el motor no puede funcionar sin dañarse a sí mismo debido a la carga térmica y otras fuerzas centrífugas.
  • Independientemente de sus revoluciones, es un motor de par constante para un entorno de combustible específico. Sólo a la velocidad nominal y al ajuste de combustible puede desarrollar la potencia nominal.
  • Es unidireccional.
  • Hay que apagar el motor para desatascar el control, o añadir un mecanismo independiente.

Con todas las limitaciones enumeradas anteriormente, una transmisión debe aceptar lo que el motor diesel proporcione y ser capaz de alimentar los ejes de tal manera que la locomotora cumpla con los requisitos.

Cualquier transmisión debe cumplir los siguientes requisitos:

  • Debe transmitir a las ruedas la potencia del motor diesel.
  • Debe tener una disposición para conectar y desconectar el motor de los ejes para que la locomotora arranque y se detenga.
  • Debe incluir un mecanismo para invertir el sentido de la marcha de la locomotora.
  • Como las velocidades de los ejes suelen ser muy bajas en comparación con la velocidad del cigüeñal del motor diésel, debe tener una reducción de velocidad permanente.
  • Al principio, debe tener una alta multiplicación del par, que debe disminuir progresivamente a medida que el vehículo acelera y viceversa.

Los requisitos de tracción

  • Para un arranque suave y sin tirones, la tracción requiere un par elevado a velocidad cero.
  • El par debe disminuir rápidamente, de manera uniforme, y la velocidad debe aumentar con una alta aceleración una vez que el tren se pone en marcha.
  • En función de las condiciones de la carretera, las características de velocidad y potencia pueden ajustarse de forma automática y uniforme para garantizar una transmisión de potencia sin tirones.
  • Con características de velocidad y par iguales, la transmisión de potencia debe ser reversible, con reversibilidad simple en ambas direcciones.
  • Siempre que sea necesario, debe haber una disposición de desembrague de potencia.

Uso ideal de la transmisión de una locomotora diésel

La transmisión del motor debe ser capaz de aumentar el par y reducir la velocidad hasta tal punto que sea posible arrancar el tren sin que se produzcan tirones. Debe disminuir sustancialmente el par y aumentar la velocidad según sea necesario cuando el tren haya arrancado. Las especificaciones de par y velocidad de la tracción deben variar constantemente, en función de los requisitos de la carretera, para que la transmisión de potencia no sufra sacudidas.

Con especificaciones de par y velocidad iguales en ambas direcciones, debería ser capaz de invertir la transmisión de potencia rápidamente. Debe ser ligero, robusto, y debe haber muy poco espacio para llenarlo. Debería estar bien y necesitar un mantenimiento mínimo. Debe ser convenientemente accesible para el mantenimiento y pedir bajas cantidades mínimas de consumibles.

La obligación de la transmisión ideal es que los golpes y vibraciones de la carretera no se transmitan al motor. Debe tener un mejor rendimiento, un buen factor de consumo y un buen grado de transmisión. Si es necesario, debería poder arrancar el motor. Y debe ser capaz de aplicar los frenos si es necesario.

Factores relacionados con la eficiencia de las locomotoras diésel

  • Factor de utilización de la energía

Cuando se considera un motor de par constante, el motor diésel sólo es capaz de producir toda su potencia cuando funciona a su máxima velocidad y con la máxima configuración de combustible. Por lo tanto, el motor debe funcionar siempre a su velocidad óptima con una configuración de combustible completa para utilizar toda su potencia desde cero hasta el cien por cien de la velocidad del vehículo. Pero en la realidad, esto no es así.

La velocidad del motor está directamente controlada por las características inherentes a la transmisión cuando el motor está conectado a las ruedas a través de un mecanismo de transmisión como un acoplamiento o una caja de cambios de varias etapas, y por lo tanto su fuerza varía proporcionalmente. La relación entre la entrada de caballos de fuerza a la transmisión en cualquier momento de la velocidad del vehículo en servicio de muesca máxima y la potencia máxima montada en las condiciones del sitio se conoce como el factor de utilización de la potencia.

  • Eficiencia de la transmisión

Esto se conoce como la relación, a cualquier velocidad del vehículo, entre los caballos de fuerza del carril y los caballos de fuerza de entrada a la transmisión.

  • Grado de transmisión

A la hora de elegir un sistema de transmisión para una locomotora diésel, esta es una consideración muy importante. Esto se establece como resultado del factor de utilización de la energía y la eficiencia de la transmisión. En otras palabras, es la relación entre la potencia del ferrocarril en cualquier momento y la potencia construida en la estación.

Manual de mantenimiento de locomotoras diesel

En el año 1978, se publicó el Manual de Mantenimiento de los Ferrocarriles Indios para la Locomotora Diesel, ampliamente conocido como el «Manual Blanco». Desde entonces, se han realizado diversos desarrollos técnicos, como la integración del diseño de la locomotora diésel con MBCS, MCBG, PTLOC, filtros Moatti, centrífugas, secadores de aire, RSB, núcleos de radiadores unidos mecánicamente, motores de CA, filtros de admisión de aire tipo bolsa, compresores mejorados y mucho más.

Estas locomotoras tecnológicamente superiores tienen unas necesidades de mantenimiento diferentes a las de las antiguas locomotoras convencionales. El número de locomotoras diésel instaladas en cocheras se ha multiplicado casi al mismo tiempo, lo que ha provocado la creación de diferentes organizaciones.

Un cambio radical en la filosofía de mantenimiento ha obligado a instalar estas avanzadas locomotoras diésel en los Ferrocarriles Indios, preservando la esencia de la madurez adquirida tras años de experiencia.

Este Manual Blanco viene a suplir la antigua necesidad de los ingenieros de transporte, no sólo de disponer de una recopilación registrada de indicaciones y orientaciones acordes con el panorama actual, sino también de servir de heraldo en su búsqueda de conocimientos.

Sin embargo, la idea del mantenimiento predictivo debe ser adoptada por las IR para reducir tanto los costes como el tiempo de inactividad por mantenimiento. Para lograrlo, hay que crear una lista de criterios que deben ser controlados a distancia y también pagados para decidir el siguiente horario que se le dará al loco durante la última atención en el cobertizo. Para lograr este objetivo, la supervisión a distancia es un requisito importante. Se propone que en el plan de mantenimiento predictivo se pongan a prueba algunas locomotoras.

Mantenimiento eléctrico de locomotoras diésel

La reparación de los equipos eléctricos es muy reducida. Se limita al análisis e inspección del cubículo de control de las escobillas y los colectores. El tiempo mínimo entre controles es de un mes y la duración es de aproximadamente cuatro horas. En general, aceptar que el diseño es susceptible de mejora es sugerir que un equipo necesita modificaciones o inspecciones en un momento dado. En determinadas situaciones, sin que se produzca un aumento de los costes, esta mejora puede llevarse a cabo. Por supuesto, se entiende que pueden surgir problemas imprevisibles, que deben reconocerse antes de que den lugar a resultados graves.

Se puede suponer que la inspección mensual de los colectores y de los engranajes de las escobillas pertenece a este grupo, pero no se puede acordar que sea apropiado considerar los problemas mecánicos o eléctricos debidos al funcionamiento flojo de las tuercas u otros dispositivos de fijación. Se puede garantizar una fiabilidad total en este sentido. No hay razón para que el equipo de control necesite atención más a menudo que cada seis meses, suponiendo que sea así, y que los diferentes contactores y relés estén a la altura de su trabajo. Para probar esta teoría, hay que hacer funcionar un equipo de control sin ninguna atención durante más tiempo, y el calendario se está ajustando progresivamente en consecuencia.

Los rodamientos de rodillos correctamente diseñados pueden funcionar durante al menos tres años sin necesidad de reengrasar, a menos que estén expuestos a altas temperaturas. Los casquillos autoengrasantes son capaces de eliminar la lubricación del engranaje de control. Si se dejan solos, los contactos que rompen la corriente deberían funcionar satisfactoriamente durante al menos seis meses. El tipo de leva con cara plateada y a tope debe tener contactos pequeños. Al mismo tiempo que se proporciona la ventilación necesaria, merece la pena tomarse la molestia de eliminar el polvo. El mantenimiento del motor de la batería de arranque es muy importante. Los resultados de varios talleres son satisfactorios, ya sea con pilas de plomo o alcalinas, y no hay diferencias significativas entre sus costes anuales. Las baterías de plomo son muy superiores en muchos aspectos.

El gasto no es tan grande debido al tiempo que se emplea en el trabajo real en contraposición con el largo tiempo que puede llevar el viaje. Por la misma causa, la más simple avería podría suponer una importante pérdida de tiempo para el electricista y, lo que es más importante, una pérdida de disponibilidad de la locomotora. Destaca la necesidad de continuidad, que puede lograrse mediante la simplicidad y la atención a cada detalle en la arquitectura.

En relación con el motor diésel se plantean problemas únicos, y de su solución satisfactoria depende el rendimiento de la tracción diésel. En cuanto a la atención al diseño, puede abordarse de la misma manera que los equipos eléctricos, pero está claro que las cuestiones mecánicas y térmicas que hay que resolver son más precisas, y los efectos de un fallo pueden ser catastróficos. Además, es necesario un mayor grado de precisión que en el caso de la locomotora de vapor. De nuevo, a menos que haya un mínimo de ocho a diez locomotoras implicadas, no se justifica un montador a tiempo completo.

Esto apunta de nuevo a la necesidad de un diseño estable y sencillo. El motor diésel puede dividirse en las siguientes secciones para considerar lo que está en juego:

(a) Superficies muy cargadas que deslizan a gran velocidad: cojinetes, pistones, anillos, etc.

(b) Válvulas y equipo de trabajo de la válvula.

(c) El proceso para dictaminar.

(d) Bombas e inyectores para inyecciones.

El índice de desgaste estándar, también el desgaste admisible, se ha identificado con los tres primeros elementos; por lo tanto, en general, estos elementos pueden olvidarse durante al menos tres o cuatro años.

Los cojinetes, en los que el metal blanco muestra cualquier indicio de molestia, se eliminan, aunque esto rara vez es necesario. En los últimos cuatro años sólo se han sustituido tres cojinetes principales y nueve cojinetes de extremo grande en los cobertizos de rodaje, con una media de unas 40 locomotoras en funcionamiento. Ninguna de ellas se encontraba en estado peligroso, pero fueron identificadas durante las inspecciones periódicas.

Los tornillos del extremo grande y la alineación del cigüeñal son los elementos más críticos que hay que vigilar desde el punto de vista de evitar problemas graves, ya que influye la posible pérdida o el desgaste indebido del cojinete principal. Los pernos del extremo grande se estiran hasta una extensión de 0-009 y se prueban después de un mes de funcionamiento a esta dimensión. Un micrómetro de reloj entre las bandas controla la orientación del cigüeñal cuando éste se presiona sobre las mitades inferiores de los cojinetes principales con gatos especiales.

Locomotive-shed-in-India.jpg

La cuestión de si el kilometraje, las horas de funcionamiento, las revoluciones del motor o el combustible consumido deben utilizarse como base para los ciclos de mantenimiento es un punto de interés. Se observa que el kilometraje es más conveniente cuando las locomotoras se dedican a tareas de maniobra idénticas.

La infraestructura de los cobertizos para locomotoras diésel en la India

La disposición de la nave se define como un plan para una disposición óptima que incluya todas las instalaciones, incluyendo el muelle de mantenimiento, los tipos de equipos, la capacidad de almacenamiento, los equipos de manipulación de materiales y todos los demás servicios de apoyo, al mismo tiempo que se planifica la estructura más aceptable.

Los objetivos de Shed Layout son:
a) agilizar el flujo de locomotoras y materiales a través de la nave,
b) fomentar el procedimiento de reparación,
c) reducir el coste de la manipulación del material,
d) uso eficiente del personal,
e) equipamiento y sala,
f) aprovechar eficazmente el espacio compacto,
g) versatilidad de los procesos y disposiciones operativas,
h) proporcionar a los empleados facilidad,
i) seguridad y comodidad,
j) minimizar el tiempo total de los horarios de las locomotoras, y
k) mantener la estructura organizativa, etc.

Tamaño y ubicación de una nave de mantenimiento de locomotoras

Los principales factores que determinan la ubicación y el tamaño de una nave de mantenimiento son las condiciones de funcionamiento predominantes. Sin embargo, no es necesario proporcionar cobertizos en puntos que se correspondan con patios de tráfico amplio debido a la versatilidad de servicio que ofrecen las locomotoras diésel. Si un cobertizo está situado cerca de una etapa de examen de trenes o de cambio de personal, será suficiente.

A la hora de seleccionar las ubicaciones de los cobertizos, hay que tener en cuenta las posibles mejoras futuras de la tecnología, como el modo de tracción, la transición del diésel a la transmisión de potencia. Si se produce algún cambio de tracción, deben evaluarse de forma consolidada las características de todos los tipos de tracción nuevos y antiguos, tanto en lo que respecta a la ubicación como al tamaño de la nave.

Desde el punto de vista tecnológico, el tamaño de una nave de mantenimiento es óptimo cuando la actuación de mantenimiento es fiable y eficaz. La experiencia ha demostrado que este enfoque personalizado es necesario. Además, durante los programas de mantenimiento menor, el historial completo de cada locomotora debe estar fácilmente accesible en el cobertizo de origen para que las locomotoras que necesiten más cuidados puedan ser atendidas de forma selectiva.

La caseta de mantenimiento debe disponer de buenas instalaciones de comunicación para un mantenimiento eficaz. En caso de emergencia, las sólidas conexiones de comunicación con los principales centros industriales ayudan a coordinar los suministros y los componentes con poca antelación. Desde el punto de vista del mantenimiento efectivo, todos los programas de reparación M2 (60 días) y superiores se llevan a cabo invariablemente en la nave de la casa.

Examen especial de piezas de locomotoras sometidas a esfuerzos

El fallo de algunas piezas del motor diesel puede tener graves consecuencias. Aunque la posibilidad es extremadamente remota, se considera conveniente examinar ciertas partes cuando las locomotoras pasan por los talleres. Por ejemplo, los cigüeñales, las bielas, los pernos del extremo superior, los vástagos de las válvulas y los muelles de las válvulas se someten a la detección magnética de grietas.

En un examen de muestra, seis pernos de extremo grande han mostrado grietas longitudinales que no eran graves y que muy posiblemente estaban presentes cuando eran nuevos. Se ha encontrado un vástago de válvula con una grieta transversal cerca de la cabeza. Estos exámenes son aún más importantes en los motores de las unidades de línea principal, donde es probable que las piezas estén sometidas a un mayor esfuerzo y durante más tiempo que en los motores de maniobra.

Capacidad de combustible de las locomotoras diesel

El combustible es un componente importante del gasto en las operaciones de las locomotoras. Por lo tanto, la eficiencia del combustible es un factor importante para reducir los costes de funcionamiento. Para evitar las pérdidas debidas a los derrames y al sobrellenado de los depósitos, hay que prestar la debida atención a la manipulación del fuel. Además, existe un esquema adecuado e infalible para la recepción y emisión de la contabilidad del combustible para tomar diferentes decisiones de gestión sobre los registros.

En una locomotora diésel, el equipo de inyección de combustible está diseñado con tolerancias finas. Los problemas en el motor diesel pueden deberse a la contaminación del combustible. Mientras que la compañía petrolera debe suministrar fuel-oil comercialmente limpio según las necesidades, es obligación de los empleados de la locomotora asegurarse de que el agua, la suciedad, la grava, la tierra, etc. no se contaminen de ninguna manera durante su manipulación.

A continuación se describen las características de ambas locomotoras. Ambos motores funcionan con gasóleo y están equipados con 16 cilindros en el segmento de 45o V. El motor crea uno con placas de acero y las camisas húmedas se insertan en los bloques de cilindros. La inyección de combustible se realiza directamente en el cilindro y cuenta con una bomba inyectora de combustible por cilindro. Esencialmente tienen inyección mecánica de combustible, pero hay inyección de combustible unitaria integrada en el motor EMD. El turbocompresor tiene un intercooler que proporciona entre 1,5 y 2,2 bares de aire.

Las camisas de los cilindros son húmedas y tienen cojinetes nitrurados en el cigüeñal de aleación fundida. Los árboles de levas tienen piezas reemplazables con lóbulos de mayor diámetro y si están parados durante 48 horas o más, los motores necesitan una lubricación previa.

Los componentes de un motor diesel-eléctrico son:

  • Motor diesel
  • Depósito de combustible
  • Motor de tracción
  • Alternador principal y alternador auxiliar
  • Turbocompresor
  • Caja de cambios
  • Compresor de aire
  • Radiador
  • Bastidor del camión
  • Rectificadores/inversores
  • Ruedas
Locomotive-components.jpg
Característica ALCO GM ( EMD) Observaciones
Modelo 251 B, C GT 710 ALCO - Tecnología de 4 tiempos GT 710 - Tecnología de 2 tiempos
Inyector de combustible Bomba de combustible e inyector separados Bomba combinada y Inyector (inyección por unidad) La manguera de alta presión que conecta el la bomba al inyector se elimina. Así se reducen los fallos en línea
Capacidad del cilindro 668 pulgadas cúbicas 710 pulgadas cúbicas Un cc más alto lleva a una mayor potencia generación por cilindro
Diámetro y carrera Diámetro 9", Carrera 10.5" - -
Relación de compresión (CR) 12:1, 12.5:1 16:1 Una mayor RC conlleva una mayor temperatura eficiencia
Presión media efectiva de los frenos 13-18 bar en continuo y 4-20 bar en espera - -
Sobrealimentación turbo Pura conducción de los gases de combustión Inicialmente accionado mecánicamente por el motor, posteriormente accionado por los gases de escape a 538oC En las locomotoras EMD no encontramos humo negro durante el arranque inicial ya que el exceso de aire es suministrado por el turbo para la combustión completa del combustible.
Camisas de cilindro Revestimientos cromados de grano abierto - Los revestimientos de grano abierto garantizan un aceite adecuado espesor de la película, lo que permite un bajo índice de desgaste y un bajo consumo de aceite lubricante
Cabeza de cilindro Carcasa de acero - Una fundición más fuerte mantiene la distorsión térmica y la desviación mecánica al mínimo.
Motor 4 golpes 2 tiempos Los 4 tiempos tienen una mayor eficiencia térmica en comparación con los 2 tiempos. Los motores de 2 tiempos son más fáciles de arrancar.
Pistón Super Bowl - Mejor combustión, mayor eficiencia del combustible.
Válvulas 2 válvulas para la entrada y 2 para el escape Puertas de entrada y escape 4 válvulas En el ALCO hay 2 válvulas de admisión y 2 de escape. En las locomotoras EMD 2 válvulas son sólo para el escape.
Funcionamiento de las válvulas Varilla de empuje Árbol de levas en cabeza (OHC) El OHC elimina las varillas de empuje largas y, por tanto, se reducen el ruido, la fricción y los fallos debidos a las varillas de empuje.
Característica ALCO GM ( EMD) Observaciones
Arranque del motor La batería acciona el generador auxiliar 2 motores de corriente continua con accionamientos bendix que hacen girar la corona dentada del volante Es fácil de arrancar, ya que los dos motores de arranque producen suficiente par para hacer girar el motor.
Radiador Montado en el suelo Inclinado y en el techo Fácil mantenimiento. No se almacena refrigerante en los tubos del radiador cuando está en reposo.
Unión de radiadores Soldado Adherido mecánicamente - Más fuerte Los radiadores unidos mecánicamente son más resistentes que los soldados y también ofrecen una mayor fiabilidad en el servicio.
Consumo específico de combustible 160 gm/kWh 156 gm/kWh El SFC está muy cerca y en sintonía con la tecnología en boga.
Máximo de revoluciones del motor 1000 904 Un mayor número de revoluciones se traduce en una mayor potencia con los demás parámetros iguales.
RPM en ralentí 400 250 Las bajas revoluciones se traducen en un bajo nivel de ruido y un menor consumo de combustible.
Función de ralentí bajo No disponible 205 rpm cuando la muesca está en Cero La función de ralentí bajo garantiza un consumo de combustible reducido durante el ralentí.
Ventilador del radiador Embrague de Foucault 86 CV Motor de CA Menos consumo de energía por parte de los auxiliares.
Mantenimiento Cada quince días Cada tres meses Una mayor periodicidad de mantenimiento garantiza una mayor disponibilidad de la locomotora para su uso en el tráfico.
Capacidad del cilindro - 710 pulgadas cúbicas -
Búsqueda de basura NA Depuración Uniflow El barrido Uniflow da como resultado un mejor barrido en comparación con los motores convencionales de 2 tiempos.
Pulso de potencia Cada 45° Cada 22,5° Los motores EMD desarrollan una potencia y un par suaves y, por tanto, menos vibraciones.
Característica ALCO GM ( EMD) Observaciones
Diseño de motores - Tipo V estrecha -
Ventilación del cárter Soplador con motor de corriente continua Sistema Eductor, Venturi Mecánico El sistema eductor emplea el sistema venturi y, por tanto, no consume energía
Caja de aire - Disponible con presión positiva La presión de aire en la caja de aire es positiva y por encima de la presión atmosférica.
Cigüeñal Una pieza forjada Dos piezas forjadas unidas por una brida en el centro (5 y 6 cojinetes principales) El coste de fabricación del cigüeñal y la complejidad se reducen al tener un cigüeñal de 2 piezas.
Paquete de energía - Consta de cilindro, culata y pistón, portador y CR Permite el desmontaje y la sustitución de todo el grupo electrógeno.
Pistón Corona del pistón de acero forjado atornillada. Aleación de hierro fundido con recubrimiento de fosfato -

Locomotoras GE

Aunque las locomotoras diésel llegaron por primera vez en la década de 1920 a los ferrocarriles estadounidenses, su uso se limitó a los cambios de motor y, posteriormente, a las locomotoras para trenes de pasajeros. No fue hasta 1940 cuando la División Electro-Motive de General Motors (EMD) demostró que el diésel era prácticamente capaz de sustituir a las locomotoras de vapor de gran potencia. El modelo «FT», pionero del transporte de mercancías por diesel, recorrió los ferrocarriles de la nación y cambió la historia. Tenía un estilo con morro y parabrisas, como un automóvil idéntico a sus hermanas locomotoras de pasajeros de la época; un diseño que persistió hasta finales de la década de 1950.

Las locomotoras son de propulsión eléctrica, aunque generalmente se las denomina «diésel». Un alternador alimenta el motor diesel, que genera electricidad para alimentar los motores eléctricos montados en los ejes de la locomotora. El motor de combustión interna supuso un aumento espectacular de las prestaciones con respecto a la locomotora de vapor, permitiendo un enorme ahorro en el mantenimiento y la posible eliminación de las instalaciones.

La locomotora más rápida de la India

La empresa estatal Chittaranjan Locomotive Works (CLW) ha entregado a los ferrocarriles indios el motor más rápido de su historia. Se estima que el WAP 5 actualizado, que aún no tiene etiqueta, viajará a 200 km/h. También viene con una aerodinámica mejorada y tiene un diseño ergonómico que cuida el confort y la protección del conductor.

El primer motor de la serie fue enviado a Ghaziabad, su probable futura base. Es probable que se utilicen trenes como el Rajdhani Express, el Gatimaan Express y el Shatabdi Express para el transporte. Para estos trenes, se reduciría el tiempo de viaje y el de las vueltas.

Los ferrocarriles han intentado mejorar la velocidad media de sus trenes. Además del proyecto de tren bala y el último tren T-18, el nuevo motor construido por CLW es un paso en esa dirección. La versión WAP 5 produce 5400 CV y tiene una relación de transmisión reordenada.

El motor cuenta con cámaras de televisión y grabadoras de voz en la cabina que registrarán el contacto entre los miembros del equipo de conducción. Las grabaciones se guardarán durante 90 días y podrán ser analizadas en caso de incidentes y emergencias, ayudando a proporcionar una imagen clara de lo ocurrido. Gracias a un sistema de frenado regenerativo de última generación, este motor puede consumir menos energía que sus predecesores.

El nuevo motor se diseñó con un coste aproximado de 13 millones de rupias. Sin embargo, el nuevo diseño ayudará a los trenes a alcanzar mayores velocidades. Además de reducir la enorme factura de importación de combustible, el énfasis en los motores eléctricos ayudaría a disminuir el uso de diésel y, por tanto, a reducir la huella de carbono.

Primera locomotora diésel de la India

El 3 de febrero de 1925 se puso en marcha el primer tren eléctrico con el sistema de 1500 V de corriente continua desde la terminal Victoria de Mumbai hasta el puerto de Kurla. Fue el momento clave para la ciudad de Mumbai, así como para otras ciudades metropolitanas, en la construcción del ferrocarril y el crecimiento del sistema de transporte suburbano. El 11 de mayo de 1931, Madrás fue la segunda ciudad metropolitana en obtener tracción eléctrica. India sólo tenía 388 rkm de vías electrificadas hasta la Independencia.

El tramo Howrah Burdwan fue electrificado después de la independencia a 3000 V DC. El 14 de diciembre de 1957, Pandit Jawahar Lal Nehru inició los servicios de la UME en el tramo Howrah-Sheoraphuli.

En 1960, en Chittaranjan Loco-motive Works (CLW), se inició la construcción de locomotoras eléctricas de forma autóctona y la primera locomotora eléctrica de 1500 V DC para la región de Bombay, Lokmanya, fue inaugurada el 14 de octubre de 1961 por Pt. Jawahar Lal Nehru, primer primer ministro de la India.

Se vende la locomotora F7

La EMD F7 es una locomotora diésel-eléctrica de 1.500 caballos (1.100 kW) construida por la División Electro-Motive de General Motors (EMD) y General Motors Diesel entre febrero de 1949 y diciembre de 1953. (GMD).

El F7 se utilizó a menudo como tren de arrastre del servicio de pasajeros en los modelos como el Super Chief y El Capitán del Ferrocarril de Santa Fe, incluso cuando fue comercializado originalmente como unidad de transporte de mercancías por la EMD.

El modelo debutó inmediatamente después del F3 a finales de la década de 1940 y los ferrocarriles hicieron rápidamente pedidos del F7 con la popularidad de EMD en el mercado hasta ese momento. El nuevo modelo F, una vez más, demostró ser eficaz, robusto y fácil de mantener.

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Se fabricaron casi 4.000 unidades del F7 antes de que finalizara la producción, superando en ventas a todos los prototipos de los demás fabricantes juntos. Para varios ferrocarriles, el F7 demostró ser tan fiable y útil que, a lo largo de las décadas de 1970 y 1980, cientos de ellos siguieron operando diariamente en el transporte de mercancías.

Hoy en día, se conservan numerosos F7 (en parte porque es el último modelo a gran escala de su clase) y algunos incluso siguen transportando mercancías, un verdadero testimonio de su naturaleza. Una flota operada por la clase I de Norfolk Southern es el conjunto más destacado (un par de unidades B) utilizado como parte de su tren oficial de negocios.

Un modelo de alto factor de fiabilidad y fácil mantenimiento; un conjunto de F7, acoplado a una unidad B de 1.500 caballos de potencia correspondiente, podría duplicar la potencia del tren hasta los 3.000 caballos. En principio, ya sea en la cabecera o en el corte a lo largo de la línea, se pueden equipar tantos Fs a un solo tren como se desee.

La primera locomotora diésel verdaderamente «común» de su época, la SD40-2, fue la EMD F7; se produjeron miles de ellas y se podían encontrar impulsando casi cualquier tren. Al finalizar la producción, se fabricaron unas 2.366 F7A y 1.483 F7B, sólo cuatro años después de que la locomotora fuera catalogada por primera vez en 1953.

Para la nueva División Electro-Motive, este fue también el primer caso en que la nueva filial de General Motors Diesel (GMD) atendió pedidos. La nueva fábrica, situada en London (Ontario), ha facilitado la venta de locomotoras a las líneas canadienses.

En total, para su línea en el sur de Ontario entre Detroit y Niagara Falls/Buffalo, Nueva York, GMD vendió 127 ejemplares a la Canadian National, Canadian Pacific y Wabash.

En la serie F, este modelo fue el más exitoso de EMD, ya que ningún otro diseño futuro se acercó a las cifras de ventas del F7.

La robustez y fiabilidad del EMD F7 se puede comprobar en la actualidad, ya que quedan varios y siguen operando con un subconjunto de trenes de mercancías, especialmente en la línea corta Grafton & Upton (ahora contenida) y Keokuk Junction Railway (dos FP9A y un F9B).

Todavía hay lugares donde se pueden encontrar f7s, son:

  • Ferrocarril panorámico de Conway
  • Sociedad Técnica e Histórica de la Compañía de Reading
  • Ferrocarril panorámico de Adirondack
  • Ferrocarril de la Garganta Real
  • Museo del Ferrocarril de Illinois
  • Ferrocarril panorámico Potomac Eagle
  • Fillmore & Western

Principios funcionales y funcionamiento de las locomotoras

Locomotora diesel

Piezas

  • Motor diesel

Un motor diesel es la principal fuente de fuerza de una locomotora. Consta de un bloque de cilindros ancho, con cilindros dispuestos en línea recta o en V. El motor hace girar el eje de transmisión a una velocidad de hasta 1.000 rpm, que acciona los diferentes componentes utilizados para impulsar la locomotora. Como la transmisión suele ser eléctrica, el generador se utiliza como fuente de energía para el alternador que proporciona la energía eléctrica.

  • Alternador principal

El motor alimenta el alternador principal que proporciona la energía para propulsar el tren. El alternador produce electricidad de CA que se utiliza para proporcionar energía a los motores de tracción de los camiones. El alternador de las locomotoras anteriores era una unidad de corriente continua denominada generador. Generaba corriente continua que se utilizaba para suministrar energía a los motores de tracción de corriente continua.

  • Alternador auxiliar

Las locomotoras utilizadas para manejar los trenes de cercanías deberán estar equipadas con un alternador auxiliar. Incluye la alimentación de CA para la iluminación, la ventilación, el aire acondicionado, los asientos, etc. del tren. La salida se transmite a través de la línea de alimentación auxiliar a lo largo del tren.

  • Tomas de aire

El aire para refrigerar los motores de la locomotora se extrae del exterior de la misma. Debe ser purificado para eliminar el polvo y otras impurezas y su flujo controlado por la temperatura, tanto dentro como fuera de la locomotora. El sistema de control del aire debe tener en cuenta la amplia gama de temperaturas, desde los posibles +40 °C del verano hasta los posibles 40 °C del invierno.

Locomotoras eléctricas

Piezas

  • Inversores

La salida del alternador principal es de CA, aunque puede utilizarse en locomotoras con motores de tracción de CC o CA. Los motores de corriente continua han sido el tipo convencional utilizado durante varios años, pero los motores de corriente alterna se han convertido en el estándar de las locomotoras modernas en los últimos 10 años. Son más fáciles de instalar y cuestan menos de operar, y pueden ser gestionados con mucha precisión por gestores electrónicos.

Los correctores son necesarios para convertir la salida de CA del alternador principal en CC. Si los motores son de corriente continua, se utiliza directamente la salida de los rectificadores. Si los motores son de CA, la salida de CC de los rectificadores se convierte en CA trifásica para los motores de tracción.

Si un inversor muere, la máquina sólo es capaz de generar el 50% del esfuerzo de tracción.

  • Controles electrónicos

Casi todas las secciones de la maquinaria de las locomotoras actuales tienen algún tipo de control electrónico. Normalmente se recogen en una cabina de control cerca de la cabina para facilitar el acceso. Los controles suelen proporcionar un sistema de gestión del mantenimiento de algún tipo que puede utilizarse para descargar los datos a un dispositivo compacto o móvil.

  • Motor de tracción

Como la locomotora diésel-eléctrica utiliza una transmisión eléctrica, los motores de tracción se dan en los ejes para dar la tracción final. Estos motores han sido históricamente de corriente continua, pero el avance de la electrónica de potencia y control moderna ha llevado a la aparición de los motores de corriente alterna trifásica. La mayoría de las locomotoras diesel-eléctricas tienen entre cuatro y seis cilindros. Un nuevo motor de CA con flujo de aire proporciona hasta 1000 CV.

Es casi recto ya que el acoplamiento es normalmente un acoplamiento fluido para dar algo de deslizamiento. Las locomotoras de mayor velocidad utilizan dos o tres convertidores de par en serie, de forma similar a los cambios de marcha de una transmisión mecánica, y otras utilizan una mezcla de convertidores de par y engranajes. Todas las versiones de locomotoras diésel-hidráulicas tenían dos motores diésel y dos sistemas de transmisión para cada depósito.

  • Acoplamiento de fluidos

En una transmisión diesel-mecánica, el eje de transmisión primario está conectado al motor mediante un acoplamiento de fluidos. Se trata de un embrague hidráulico, que consta de una caja llena de aceite, un disco giratorio con paletas curvas accionado por el motor y otro acoplado a las ruedas de la carretera.

Cuando el motor hace girar el ventilador, un disco empuja el aceite hacia el otro. En el caso de una transmisión diesel-mecánica, el eje de transmisión primario está unido al motor mediante un acoplamiento de fluido. Se trata de un embrague hidráulico, compuesto por una caja llena de aceite, un disco giratorio con paletas curvadas accionado por el motor y otro conectado a las ruedas de la carretera. Cuando el motor hace girar el ventilador, un disco mueve el aceite en el otro disco.

Algunas piezas comunes del motor de la locomotora

  • Baterías

Una locomotora diésel utiliza una batería de locomotora para arrancar y alimentar las luces y los controles mientras el motor está apagado y el alternador no funciona.

  • Depósitos de aire

Los depósitos de aire que contienen aire comprimido a alta presión son necesarios para el frenado de los trenes y otros sistemas de las locomotoras. Se instalan junto al depósito de combustible bajo el suelo de la locomotora.

  • Engranaje

La marcha puede variar de 3 a 1 en el caso de las locomotoras de mercancías y de 4 a 1 en el caso de las locomotoras mixtas.

  • Compresor de aire

El compresor de aire es necesario para proporcionar a los frenos de la locomotora y del tren un suministro continuo de aire comprimido.

  • Eje de transmisión

La potencia principal del motor diésel se transmite por el eje de transmisión a las turbinas en un extremo y a los ventiladores del radiador y al compresor en el otro.

  • Caja de arena

Las locomotoras suelen llevar arena para ayudar a la adherencia en caso de mal tiempo.

Tipos de motores diesel

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Existen dos tipos de motores diesel en función del número de movimientos del pistón necesarios para completar cada ciclo de funcionamiento.

  • Motor de dos tiempos

El más fácil es el motor de dos tiempos. No tiene válvulas.

Los gases de escape de la combustión y de la carrera de ahorro de combustible se introducen por los orificios de la pared del cilindro cuando el pistón llega a la parte inferior de la carrera descendente. La compresión y la combustión se producen durante el levantamiento.

  • Motor de cuatro tiempos

El motor de cuatro tiempos funciona de la siguiente manera: carrera 1 de admisión de aire, carrera 1 de compresión, carrera 2 de potencia, carrera 2 de escape. Se necesitan válvulas para el aire de admisión y de escape, normalmente dos para cada una. En este sentido, es más similar al actual motor de gasolina que al de dos tiempos.

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Encendido del motor

El motor diesel se pone en marcha girando el cigüeñal antes de que los cilindros comiencen a arder. El arranque puede realizarse de forma eléctrica o neumática. Algunos motores han utilizado arrancadores neumáticos. El aire comprimido se bombea en los cilindros del motor hasta que hay una velocidad adecuada para permitir el encendido, y entonces se utiliza el combustible para arrancar el motor. El aire comprimido es suministrado por un motor auxiliar o por cilindros de aire de alta presión soportados por la locomotora.

El arranque eléctrico es ahora estándar. Funciona de la misma manera que en el caso de un vehículo, con baterías que suministran la energía para encender el motor de arranque, que hace girar el motor principal.

Monitorización del motor

Cuando el motor diésel está funcionando, la velocidad del motor es seguida y controlada por el regulador. El regulador se encarga de que el régimen del motor se mantenga lo suficientemente alto como para que el ralentí sea el adecuado y que el régimen del motor no aumente demasiado cuando se necesita la máxima potencia. El regulador es un mecanismo básico que apareció por primera vez en las máquinas de vapor. Funciona con un motor diesel. Los motores diésel modernos utilizan un sistema de regulación integrado que satisface las especificaciones del sistema mecánico.

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Control de combustible

En el motor de gasolina, la fuerza se regula mediante la cantidad de mezcla de combustible y aire que se añade al cilindro. La combinación se mezcla fuera del cilindro y luego se añade a la válvula de mariposa. En un motor diésel, el volumen de aire suministrado al cilindro es constante, de modo que la potencia se controla cambiando el suministro de combustible. La fina pulverización de combustible que se bombea en cada cilindro debe ser controlada para que la cantidad pueda ser alcanzada.

El volumen de combustible utilizado en los cilindros varía modificando la tasa de distribución eficiente del pistón en las bombas de inyección.

Cada inyector tiene su propia bomba, accionada por una leva motorizada, y las bombas están dispuestas en fila para que puedan ajustarse todas juntas; la modificación se realiza mediante una cremallera denominada cremallera de combustible, que funciona en una parte dentada del sistema de bombas. Cuando la cremallera de combustible se mueve, la parte dentada de la bomba gira y permite que el pistón de la bomba se desplace dentro de la misma. Al mover el pistón en redondo se altera el tamaño del canal abierto dentro de la bomba para que el combustible fluya a través del tubo de transmisión del inyector.

Control de la potencia del motor

El motor diésel de la locomotora diésel-eléctrica suministra al alternador principal la energía necesaria para el motor de tracción. Para obtener más combustible de los generadores, obtenga más potencia del alternador para que el generador tenga que trabajar más para producirla. Por lo tanto, para conseguir el máximo rendimiento de la locomotora, debemos relacionar el control de las necesidades de potencia del motor diesel con el alternador.

El control eléctrico de la inyección de combustible es otra mejora que ya se ha implantado en los motores modernos. El sobrecalentamiento puede controlarse mediante la supervisión electrónica de la temperatura del refrigerante y la modificación de la potencia del motor en consecuencia. La presión del aceite se puede controlar y utilizar para gestionar la potencia del motor de forma similar.

Refrigeración

Al igual que un coche de motor, el motor diesel debe funcionar a una temperatura óptima para obtener el mejor rendimiento posible. Antes de arrancar, está demasiado frío, y cuando está en marcha, no se permite que se caliente demasiado. Un mecanismo de refrigeración se encarga de mantener la temperatura constante. Consiste en un refrigerante a base de agua que circula alrededor del núcleo del motor, manteniendo el refrigerante frío al moverlo a través del radiador.

Lubricación

Al igual que un motor, un motor diesel tiene que ser lubricado. Hay un depósito de aceite, generalmente en el cárter, que debe mantenerse lleno, y una bomba para que el aceite fluya uniformemente alrededor del pistón.

El aceite se calienta por su movimiento alrededor del motor y debe mantenerse frío para que pase por el radiador en su recorrido. El radiador suele estar equipado como un intercambiador de calor, en el que el aceite fluye hacia las tuberías selladas en un depósito de agua que está unido al sistema de refrigeración del motor. El aceite debe filtrarse para eliminar las impurezas y controlarse para evitar la baja presión.

Si la presión del aceite disminuye hasta un grado que podría causar el agarrotamiento del motor, el «interruptor de baja presión de aceite» apagará el motor. También hay una válvula de escape de alta presión para bombear el aceite extra hacia el cárter.

Nomenclatura de las locomotoras

Para identificar cada locomotora, los Ferrocarriles Indios deben seguir una determinada nomenclatura. El sistema de nomenclatura ayuda a identificar varias características del motor y también su modelo. El nombre completo de una locomotora se divide en dos partes. El prefijo del código indica la clase de la locomotora o su tipo. La segunda parte del sufijo numérico representa el número de modelo del motor. Antes del descubrimiento del combustible líquido, sólo se necesitaba una letra para representar el tipo de locomotora.

A continuación se describe el significado de cada letra utilizada en el código de las locomotoras.

La primera letra

Se utiliza para representar el ancho de vía para el que se puede utilizar el motor. Existen cuatro variantes de la primera letra en la nomenclatura de las locomotoras.

  • Vía ancha: W. La vía ancha puede llegar hasta 1676 mm.
  • Elmetro: Se representa con una Y.
  • Calibre estrecho: Las medidas de la vía estrecha son de 2’6».
  • Medidor de juguete: Tiene una medida de 2′.

La segunda carta

La segunda letra se utiliza para representar el sistema de combustible que se utiliza en el motor. En la época de las máquinas de vapor, esta letra no se incluía en la nomenclatura, ya que sólo había un combustible posible de utilizar. Las siguientes letras se utilizan para representar los diferentes tipos de combustibles que se utilizan en las locomotoras de la India.

  • Locomotora diesel:
  • Línea aérea de corriente continua para la locomotora eléctrica: C. Denota que la locomotora funciona con 1500V de corriente continua.
  • Línea aérea de CA para el motor eléctrico: Funciona con una corriente alterna de 25kV y 50 Hz.
  • Para líneas aéreas de CA o CC: Este tipo de locomotora, que sólo se encuentra en la región de Mumbai, utiliza corriente alterna de 25kV. Tenga en cuenta que CA se considera una sola letra.
  • Motor de la batería: B.
  • La tercera letra: Esta letra se utiliza para representar la función a la que se destina la locomotora. La carta da una idea sobre el tipo de carga para el que el motor es más adecuado. Estas cartas son las siguientes.
  • Tren de mercancías: Se trata de trenes de mercancías y otros utilizados para el transporte de mercancías pesadas.
  • Trenes de pasajeros: Se trata de trenes exprés, de correo, de pasajeros, de cercanías, etc.
  • Trenes de mercancías y de pasajeros (mixtos): M.
  • Maniobras o cambios: Estos trenes son de baja potencia.
  • Unidades múltiples (diésel o eléctricas): U. Este tipo de motores de locomotoras no tienen un motor independiente. El motor está incluido en el rastrillo.
  • Vagón:

La cuarta carta

La letra o el número representa la clase de la locomotora. Se utiliza para clasificar el motor en función de su potencia o versión. Para los motores diésel y eléctricos, un número junto con su potencia. Por ejemplo, el WDM3A representa un motor diésel de vía ancha que se utiliza para transportar tanto pasajeros como mercancías y tiene una potencia de 3000 caballos.

La quinta carta

La última letra corresponde al subtipo de motor de la locomotora. Representan la potencia para los motores diésel y para todos los demás, representa la variante o el número de modelo. Como en el ejemplo anterior, se puede ver que la letra A representa que los caballos de fuerza se incrementan en 100 caballos. Las letras utilizadas se explican a continuación.

  • Adición de 100 caballos de fuerza: A.
  • Adición de 200 caballos de potencia: B.
  • Adición de 300 caballos de fuerza:

Y así sucesivamente. Tenga en cuenta que estas letras sólo son aplicables a los motores diésel. En algunas locomotoras más nuevas, esta letra puede representar el sistema de frenos utilizado en la locomotora.

Por ejemplo, la primera locomotora diésel utilizada en la India, es decir, la WDM-2, representa que se utiliza para la vía ancha (W), abarca el diésel como combustible (D), y se utiliza para transportar pasajeros y mercancías (M). El número 2 representa la generación de la locomotora. Van precedidos de WDM-1. El WDM-1 tuvo que ser invertido ya que sólo tenía la cabina del conductor en un extremo. En el otro extremo, era plano.

Sin embargo, para el WDM-2, la estructura se modificó de manera que la cabina del conductor estuviera presente en ambos extremos. Esta estructura puede eliminar la necesidad de invertir el motor. Estas locomotoras se fabrican en BLW (Banaras Locomotive Works), Varanasi. Tenían licencia de ALCO (American Locomotive Company). Del mismo modo, la locomotora de la clase de pasajeros, WDP-1, es un tren de pasajeros de vía ancha de primera generación. La nomenclatura ha facilitado el proceso de clasificación de los diferentes tipos de locomotoras utilizadas en toda la India.

Locomotora en la India

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Según datos recientes, hay más de 6.000 locomotoras diésel en la India. La India ha sustituido más de la mitad de su flota de locomotoras por motores eléctricos, que ascienden a 6059 según el recuento que tuvo lugar durante el año fiscal de 2019. Estas locomotoras se clasifican en las siguientes series.

Locomotora diésel en la India

Serie WDM (ALCO)

WDM 1

La primera locomotora diésel que llegó a la India se fabricó bajo la serie DL500 World de ALCO. Era un motor de 12 cilindros y 4 tiempos con una potencia de 1900 caballos. Las unidades tenían el problema de que debían dar marcha atrás con frecuencia debido a la presencia de la cabina del conductor en un solo lado. Sólo se produjeron 100 modelos de este tipo. Tenían una disposición de ruedas Co-Co y podían adquirir una velocidad de 100 km/h. Tenían su sede en Gorakhpur, Patratu, Vizag, Rourkela y Gonda.

Algunos de estos motores estuvieron en servicio hasta el año 2000, aunque ahora la mayoría han sido desechados. Se puede encontrar esta versión de la locomotora diésel todavía en uso en algunas zonas de Pakistán, Sri Lanka, Grecia, etc.

Uno de los modelos se incorpora a la colección del Museo Nacional del Ferrocarril de Nueva Delhi.

WDM 2

Esta locomotora diésel de segunda generación estaba destinada a los pasajeros y a las mercancías y a ser utilizada en una línea de ancho de vía; tenía un motor de 12 cilindros y 4 tiempos Turbo. Estos fueron producidos por ALCO y BLW. Denominado originalmente como ALCO DL560C, el motor de la locomotora tenía una potencia de 2600 caballos.

En la locomotora se utilizó la disposición de las ruedas de co-co. Son los motores de locomotora más utilizados en toda la India, con más de 2.600 unidades producidas entre 1962 y 1998.

Estos motores se han elegido especialmente para las condiciones climáticas y ambientales de la India. Tenían suficiente potencia y podían utilizarse en casi todas las condiciones. La tecnología de construcción era sencilla, lo que permitió la producción en masa del loco.

A lo largo de los 37 años de su producción, se produjeron diversas variantes que incluían diferentes características. Los jumbos eran las locomotoras que incluían enormes ventanas con un capó corto. Otra variante incluía frenos de aire y se denominó WDM2A. Para las maniobras, varias de estas locomotoras fueron remodeladas cuando estaban a punto de terminar su vida útil. Se denominaron WDM2S.

WDM2G

Se trata de unas de las últimas incorporaciones a las locomotoras diésel con sus tres motores paralelos de 800 caballos cada uno. Las dos unidades creadas tienen una disposición de ruedas Co-Co con una velocidad máxima de 120 km/h. La serie está completamente fabricada en la India y es muy aclamada por su eficiencia para ahorrar energía. Los tres motores separados, denominados grupos electrógenos, pueden utilizarse individualmente en una combinación paralela para obtener una potencia de tracción total de 2.400 CV.

La principal ventaja del motor es que dos de los grupos electrógenos se pueden apagar cuando la locomotora no tira o está al ralentí. Así, ahorra energía y puede utilizarse para trabajos de baja potencia. En este caso, la G significa «gensets».

WDM 3

Después de ALCO, Indian Railway se puso en contacto con Henschel y Sohn. Originalmente denominadas DHG 2500 BB, estas locomotoras tenían motores diésel Mercedes y eran un híbrido de diésel e hidráulico. Aunque estuvieron en servicio durante unos 25 años, no se sabe nada concreto sobre estos motores. Tenían una disposición de ruedas B-B con una velocidad de 120 km/h.

WDM3A

Basada principalmente en el modelo de locomotora WDM-2, la WDM3A fue la producción de los Ferrocarriles Indios para sustituir a las envejecidas locomotoras WDM-2. Tiene un motor turbodiésel de 16 cilindros y 4 tiempos con una potencia de 3100 caballos. Utilizaban la disposición de las ruedas Co-Co y no eran más que una actualización del modelo utilizado en el WDM-2. De los 1.200 WDM3A, sólo se fabricaron originalmente 150. El resto se reconstruyó a partir de WDM-2.

WDM3B

Aunque se fabricaron después de WDM3C y WDM3D, los 23 modelos se basan en WDM3D. Tenía la misma estructura y funcionamiento, salvo que no tenía un sistema de control por microprocesador. En su lugar, utilizó un sistema de control conocido como Excitación Tipo E. Principalmente se encuentra en las zonas de Uttar Pradesh, como Lucknow, Gonda, Jhansi, Samastipur, etc. La locomotora tenía una potencia de 3100 caballos con disposición de ruedas Co-Co. La mayoría de los modelos se crearon eliminando las características del microprocesador de WDM3D.

WDM3C

Se trata de las versiones remodeladas de WDM2 y WDM3A. Tenían la misma estructura y disposición de las ruedas que ellos, sólo que la potencia se incrementó a 3300 CV. Pueden adquirir una velocidad máxima de 120 km/h. Su objetivo era desarrollar motores con más potencia. Desarrollado en 2002, ninguno de estos motores está disponible en la actualidad, ya que se han reducido a WDM2 y WDM3A.

WDM3D

Estas son las versiones mejoradas de WDM3C. La mayoría de ellos fueron incorporados originalmente en 2003. Tienen una potencia de arrastre de 3.300 CV y pueden alcanzar una velocidad de 160 km/h. Este fue el primer motor con el que el ferrocarril indio pudo construir con éxito un sistema que podía proporcionar la potencia de 3300 CV. Eran un híbrido de la tecnología básica de ALCO y EMD. Tienen una estructura distinta con su cuerpo estrecho y los DBR en el techo del capó corto.

Estos son los únicos modelos de ALCO, junto con el WDG3A que siguen en producción hasta la fecha.

WDM3E

Estos motores turbodiésel de 16 cilindros y 4 tiempos también se basan en el diseño de los motores ALCO. Se produjeron en 2008, pero luego se convirtieron en WDM3D. Con una impresionante potencia de arrastre de 3.500 CV, estas locomotoras pueden alcanzar una velocidad máxima de 105 km/h. Todos ellos se utilizan como trenes de mercancías y tienen restricciones de velocidad de 85 km/h.

WDM3F

Estos motores fueron el último esfuerzo de los Ferrocarriles Indios para desarrollar una versión más potente de los motores ALCO. Sólo se fabricaron cuatro unidades de este tipo con una potencia de arrastre de 3500 CV. Tienen características similares a las de WDM3D. Aunque estos podían proporcionar una potencia elevada, los ferrocarriles indios decidieron no desarrollar los motores al darse cuenta de que la tecnología de ALCO estaba demasiado anticuada.

WDM 4

Competidora de la ALCO DL560C, esta producción de General Motors fue seleccionada para encontrar la locomotora diesel perfecta para la India. Sin embargo, en los años siguientes, los Ferrocarriles Indios los abandonaron a pesar de su mejor tecnología y velocidad. Fue un motor WDM4 el que tiró del primer Rajdhani Express de Howrah a Delhi. En la actualidad, todos los modelos importados han sido retirados del mercado.

WDM 6

Esta locomotora reunía todos los aspectos necesarios para una locomotora de maniobras con su motor de 6 cilindros y 4 tiempos que proporcionaba 1350 CV de potencia de arrastre y 75 km/h de velocidad máxima. Desarrollado como parte de un experimento para desarrollar motores de baja potencia, sólo se fabricaron dos de estos modelos. Una de ellas sigue funcionando en la zona de Bardhaman.

WDM 7

Son versiones ligeras de la tecnología ALCO. Desarrolladas entre 1987 y 1989, se construyeron 15 de estas locomotoras, todas ellas aún en servicio. Tiene las mismas especificaciones que los otros motores basados en ALCO y proporciona 2.000 CV de potencia de arrastre con una velocidad máxima de 105 km/h. Actualmente se utilizan en la zona de Tondiarpet para transportar trenes de pasajeros más ligeros y para servicios de lanzadera.

WDP-Locomotive.jpg

Después de 4 décadas de reutilización de la misma tecnología de los motores ALCO, los Ferrocarriles Indios pasaron de los motores mixtos a desarrollar motores especializados para pasajeros y mercancías. La diferencia entre las locomotoras destinadas a los trenes de pasajeros y las de mercancías radica en el peso y las relaciones de transmisión de la locomotora.

A continuación se describen las producciones más destacadas de la serie:

PDM 1

Después de la WDM7, los ferrocarriles indios experimentaron para desarrollar un motor de baja potencia basado en la tecnología ALCO que puede utilizarse para los servicios de pasajeros de corto recorrido y proporcionar una mayor velocidad. La locomotora tenía una carga por eje de 20 t con disposición de ruedas Bo-Bo. La estructura era perfecta para una carga más ligera, arrastrada a mayor velocidad. Tiene un motor turbodiésel de 4 tiempos con 2300 CV de potencia de arrastre.

Podían circular a una velocidad máxima de 140 km/h, aunque todas las unidades tenían problemas de mantenimiento. Debido a esto, la producción se detuvo, y los motores nunca se utilizaron para un Express. Estas locomotoras siguen en servicio y se utilizan como trenes de cercanías.

WDP3A

Denominadas originalmente como WDP2, estas locomotoras basadas en ALCO tenían un caparazón completamente diferente que soportaba la forma aerodinámica moderna. Con 3100 CV de potencia de salida, el motor podía alcanzar una velocidad de 160 km/h. Aunque los resultados de la locomotora fueron favorables, la producción se detuvo finalmente en 2002, ya que Indian Railway decidió desarrollar la tecnología de electroerosión para las locomotoras. Todavía están en servicio y pueden verse en Trivandrum Rajdhani.

DPM 4

Importados como EMD GT46PAC, estos motores turbodiésel V16 de 2 tiempos tenían una potencia de 4.000 CV y una velocidad máxima de 160 km/h. Entre 2002 y 2011 se fabricaron 102 unidades. Utilizan la disposición de las ruedas Bo1-Bo. Estas unidades fueron construidas especialmente para los ferrocarriles indios por EMD, de Estados Unidos. Algunas de las unidades se importaron directamente de EMD, tras lo cual se ensamblaron aquí. Posteriormente, DLW comenzó a desarrollar unidades en la India.

Disponían de un sistema de control por microprocesador con inyección de combustible unitaria y sistema de autodiagnóstico. Esta locomotora se convirtió en el futuro de las locomotoras diésel en la India, ya que aportaba una tecnología de primera línea que estaba años por delante de los modelos originales de ALCO. Aunque el motor tiene defectos con su diseño de cabina única y la disposición de las ruedas Bo1-1Bo, la primera causa problemas de visibilidad en el modo LHF, mientras que la segunda resulta en el bajo esfuerzo de tracción de 28t.

El bajo esfuerzo de tracción provocó el deslizamiento de las ruedas, que luego se convirtió en la causa del desarrollo del WDP4B.

WDP4B

La locomotora tiene las mismas características y funcionamiento que el modelo en el que se basa, la WDG4. Su desarrollo comenzó en 2010 y aún continúa. La locomotora proporciona 4500 CV de potencia de sondeo con una velocidad máxima de 130 km/h. Tiene una disposición de ruedas Co-Co con 6 motores de tracción para los seis ejes. Así, el esfuerzo de tracción pasa a ser de 40t con una carga por eje de 20,2t. La locomotora luce ventanas más grandes con un frontal de cabina aerodinámico.

WDP4D

El modelo WDP4B seguía sin resolver el problema de la baja visibilidad cuando se operaba en modo LHF. Así, Indian Railways tuvo que modificar la cabina y añadir otra a EMD. La D es de doble cabina. La cabina adicional hace que la locomotora sea más fácil de manejar y mucho más cómoda para que los conductores y pilotos conduzcan de forma más rápida y segura. Se trata de locomotoras muy potentes con 4500 CV a 900 RPM y que pueden adquirir una velocidad de 135 km/h.

WDG 1

Se supone que el WDG1 es un prototipo de motor desarrollado para el transporte de mercancías. Actualmente, no hay ningún motor en los Ferrocarriles Indios que esté clasificado como WDG1.

WDG3A

Denominada originalmente como WDG2, fue la primera locomotora de mercancías de éxito que contaba con un motor turbo de 4 tiempos V16. La locomotora tenía una potencia de arrastre de 3.100 CV y ofrecía una velocidad máxima de 100 km/h. Se considera que es un primo de los otros dos motores desarrollados después del EDM2, el WDM3A y el WDP3a, ya que tiene un esfuerzo de tracción mayor, de 37,9 t, en comparación con el WDM3A.

Es la locomotora más utilizada en la India para los trenes de mercancías hasta la fecha. Se utilizan para conducir diversas mercancías pesadas, como cemento, cereales, carbón, productos petrolíferos, etc. Se puede encontrar el motor en los alrededores de Pune, Guntakal, Kazipet, Vizag y Gooty.

WDG3B

Después de la WDG3A, los Ferrocarriles Indios intentaron crear una locomotora con mejor potencia de salida. El WDG3B fue un experimento, aunque ninguna de las unidades existe hoy en día. No hay especificaciones ni información confirmada sobre esta variante.

WDG3C

Otro experimento que no se consideró exitoso. La única unidad producida se encuentra actualmente en Gooty. Aunque la unidad sigue en servicio, ya no está clasificada como WDG3C.

WDG3D

Esta locomotora fue una más en la línea de experimentos que no tuvieron éxito. Sólo se fabricó una unidad que proporcionaba unos 3.400 CV de potencia de salida. Tenía un sistema de control por microprocesador y otras especificaciones favorables.

WDG 4

Tras cuatro décadas de experimentos, el WDG4 se fabricó en la India después de que se importaran algunas unidades de EMD, en Estados Unidos. El monstruoso diseño de la locomotora se apoyaba en un esfuerzo de tracción de 53t y una carga por eje de 21 toneladas. La locomotora ofrece una potencia de 4500 CV con todas las tecnologías más modernas, como el autodiagnóstico, el control de tracción, el radar, el piloto automático, el enarenado automático y varias otras. Se trata de un motor de carga de bajo coste y bajo consumo, con un consumo de 4 litros de gasóleo por kilómetro.

WDG4D

Esta locomotora, versión modificada de la WDG 4, se ha desarrollado por completo en la India y cuenta con un motor turbodiésel V16 de 2 tiempos con una potencia de 4500 a 900 RPM. Se ha llamado «Vijay» y es la primera locomotora de carga de doble cabina de la India. La locomotora está diseñada teniendo en cuenta la comodidad y la facilidad de los pilotos, junto con tecnologías de primera clase, como la de estar completamente controlada por ordenador con IGBT.

WDG 5

Bautizada como «Bheem», la locomotora ha sido desarrollada por la colaboración de RDSO y EMD. Este motor V20 de 2 tiempos proporciona 5500 CV de potencia de salida a 900 RPM. La locomotora también incluye todas las nuevas características y tecnologías. Sin embargo, el motor tiene una mala reputación por su sistema LHF.

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