Adaptación del motor alco 251 e en lugar del 251-B en las locomotoras alco del ferrocarril central

Abstract

El presente trabajo tiene la finalidad de indicar los pasos necesarios para la adaptación del motor Alco 251E en lugar del 251B en las locomotoras, Alco modelo DL-560 del Ferrocarril del Centro. El motivo fundamental para realizar esta adaptación consistió en el hecho de permitir de esta manera que las locomotoras mantuvieran su potencia constante a lo largo de casi todo su recorrido a lo largo de su ascensión a la altura. Al permitir que la potencia de la locomotora empiece a reducirse a mucha mayor altura, por efectos de esta, generaría que la misma mantuviera en igual razón su poder de tracción inalterable y pudiera alcanzar una mayor potencia al llegar la locomotora al punto más alto de nuestra línea férrea ubicado en Galera (4,586 m.s.n.m.) En las locomotoras equipadas con motores 251B, la potencia empieza a reducirse por efecto de la altura solamente en Chosica (860 m.s.n.m.), mientras que, según veremos más adelante, las locomotoras equipadas con motores 251E, lo harían en Chinchan o sea a 4,516 m.s.n.m. y a solo 12.7 Km de Galera. Igualmente, mientras el motor 251E mantiene constante su potencia en casi todo su recorrido permite a la locomotora alcanzar en Galera una potencia de 2,275 HP, las equipadas con motores 251B solo alcanzan una potencia de 1964 HP en el mismo lugar, lo que representa una perdida adicional de potencia de 311 HP. El hecho de mantener la potencia constante en casi todo el recorrido de las locomotoras a través de la al- tura, permitirá mejorar la capacidad de arrastre de estas, generando con ello un mayor transporte de carga hasta un 16% de su capacidad anterior y permitiendo de esta manera un mayor ingreso para nuestra Empresa, una mayor rotación en nuestros carros y un servicio más rápido a nuestros clientes. Básicamente ambos motores son muy similares, pero el motor 251f tiene algunas modificaciones que le permite un mejor comportamiento que el 251B con respecto a la altura. Muchas de las piezas son intercambiables, lo que asegura menores probabilidades de desabastecimiento de repuestos y evita mayor variedad de estos. Entre las principales diferencias de ambos motores, podríamos citar las siguientes: 1. - La máxima velocidad del cigüeñal en el motor 251B es de 1000 RPM, mientras que en el 251E es de 1050. Por ello los cigüeñales son distintos. 2. - El turbocompresor usado en el motor 251E es del modelo 165, cuya velocidad máxima permitida es de 22,500 RPM y cuya temperatura de ingreso de los gases de escape a la turbina es de 1200°F, mientras que el motor 251B posee un turbocompresor modelo 720 que solo le permite una velocidad máxima de 18,000 - RPM. 3. - Los pistones de los motores 251E son de cabeza de acero, mientras que el motor modelo 251B son de aluminio, lo que le permite soportar una temperatura mayor en la cámara de combustión, pudiendo utilizar por este motivo bombas de inyección de 16 mm en lugar de las de 15 mm, utilizadas en el motor 251 B. 4. - El Gobernador del motor modelo 251E, es diferente que el gobernador utilizado en el 251B, siendo básicamente diferente en los resortes de calibración de velocidades y en el- accionamiento del dispositivo de baja presión de lubricante. Ambos gobernadores son calibrados en forma diferente de acuerdo con como veremos más adelante. 5. - Debido a que ambos utilizan distintos turbocompresores, igualmente utilizan distintos múltiples de escape. 6. - El post - enfriador del motor 251E es también de mayor capacidad que el utilizado en el 251B. Aparte de otros pequeños detalles, tales como, por ejemplo, el árbol de levas de ángulo distinto, debido a la diferencia de bombas de inyección y de las velocidades del motor, todos los demás componentes de ambos motores son iguales. A fin de desarrollar el presente trabajo en la forma más ordenada posible, el mismo, lo hemos dividido en 9 secciones que comprenden los siguientes aspectos: La primera parte denominada "Breve descripción de las locomotoras Diésel-eléctricas modelo DL-56011, donde se intenta dar a conocer sucintamente las características de este tipo de locomotoras como un conocimiento previo al proceso de adaptación. Seguidamente se incluye una segunda sección denominada "Verificación del comportamiento del Sistema de Refrigeración" en la cual se consideran aspectos teóricos primeramente para luego indicar los cambios realizados en las tuberías de agua a fin de proveer una aceptable refrigeración en el nuevo turbocompresor y post - enfriador y en forma general en todo el sistema. Igualmente verifica una aceptable caída de presión en el post - enfriador y hace una comparación de comportamiento de un motor ALCO sin la modificación y con la modificación. La tercera sección denominada "comportamiento del turbocompresor" considera una primera parte teórica para la selección del turbocompresor, luego mediante pruebas en altitud se hallan los límites de comportamiento del turbocompresor en la temperatura de ingreso a la turbina y en las RPM del motor. Igualmente, en esta sección se determina el conjunto del turbocompresor empleado, es decir se selecciona los valores más apropiados del ángulo del difusor y el área del aro de tobera a fin de que el mismo actúe dentro de límites de seguridad contra la sobrecarga. En la cuarta sección denominada chequeos de las calibraciones en el gobernador se indican los valores principales para la calibración adecuada del gobernador para un motor 251E, los mismos que se obtienen de las pruebas realizadas. Enseguida como un estudio comparativo se incluye una quinta sección con el Comportamiento del motor 251E equipado con inyectores de 135. Luego las secciones sexta y séptima corresponden a las apreciaciones comparativas entre las pruebas estáticas y dinámicas obtenidas con la locomotora convertida y a la verificación del comportamiento de la forma como se comportaría el motor 251E de las locomotoras MLW en altitud a partir de los datos obtenidos en la fábrica a nivel del mar. Por último, se incluye un capítulo final donde se dan las conclusiones y recomendaciones obtenidas del presente trabajo.