Krauss-Maffei ML 4000
Las Krauss Maffei ML 4000 son un modelo de locomotora diesel-hidráulica, construida entre 1961 y 1969 por el fabricante alemán Krauss-Maffei de Munich, Alemania. Fueron construidos 37 ejemplares para dos ferrocarriles de América del Norte y uno de Brasil.
INTRODUCCIÓN
En 1959, General Motors Electro-Motive Division (EMD) reconstruía nueve locomotoras GP9 del ferrocarril Union Pacific como ejemplos de pre-producción de un nuevo sobrealimentador que aumentaría la potencia de las locomotoras de 1750 a 2000 HP. Convirtiéndolas en GP20.
El Ferrocarril Southern Pacífic (principal competidor de UP) tomó en cuenta esta necesidad de mayor potencia en las locomotoras, ya que el negocio de SP estaba creciendo rápidamente. Los trenes de carga eran cada vez más largos y más pesados, y SP debía utilizar en promedio, cerca de 10 locomotoras para arrastrar los trenes de carga de larga distancia. Los principales caballos de batalla de SP en ese momento eran las EMD F7 y GP9. Aunque también tenía una pequeña flota de locomotoras Fairbanks Morse "Train Master" H-24-66 de 2.400 HP, pero que no eran adecuadas para el servicio de carga y fueron relegadas al área de la Bahía de San Francisco para tareas de maniobras.
Después de mucha investigación, SP decidió experimentar con locomotoras diesel-hidráulicas y sorprendió a la industria ferroviaria estadounidense con la compra de tres de este tipo al fabricante alemán Krauss-Maffei, modelo ML-4000 de 4000 HP. Fueron descargadas en el Puerto de Houston, Texas el 31 de octubre de 1961. Tenía dos motores diesel Maybach V16 de 2000 HP cada uno y transmisión Voith.
Imágenes en la planta de Krauss Maffei
DL-4000 de primera serie, ´´carbody´´
Denver y Rio Grande Western Railroad también ordeno tres unidades, pero resultaron inadecuadas en el servicio de montaña, y se las vendió al SP a principios de 1964.
En el Denver & Rio Grande Western
Ya vendidas al Southern Pacific, pero aun con la librea de Rio Grande
Las primeras ML-4000 traían carrocería tipo ´´carbody´´, sin pasarelas externas, similar a las unidades F de EMD. Y después de extensas pruebas SP encargó a Krauss-Maffei quince unidades más. Estas se entregaron en 1964, con los mismos motores y transmisiones, pero con una nueva carrocería tipo" hood", o sea, la clásica configuración norteamericana con pasarelas externas y balcones.
Segunda serie, ´´hood´´
SP estableció que las pruebas con las ML-4000 a través de la cordillera de Sierra Nevada fueron insatisfactorias, por lo que fueron relegadas a la zona más favorable a través de California, a menudo combinadas con F7 o GP9.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA LOCOMOTORA
Resultó ser una locomotora bastante fiable en términos generales. Pero eran una rara avis en el ferrocarril norteamericano, desde términos técnicos. Su tecnología europea difería bastante de la norteamericana, de motores robustos, sencillos y confiables, pero sobre todo fáciles de mantener. Krauss Maffei ofrecía un motor de altas revoluciones y además complicado, al que el personal de mecánica no llegó a convencer y siempre les traía dolores de cabeza y mucho más horas de trabajo que con una ´´americana´´.
Como todo modelo que opere en via principal en USA, trajo baño (en el momento de la foto ya estaba fuera de servicio)
Dos motores diésel las equipaban. Para arrancarlos ya se encontraban con la primera sorpresa. Para arrancarlos, primero había que precalentarlos. Trajeron de serie un precalentador del agua de refrigeración que se debe operar manualmente durante el arranque. El precalentador trae un interruptor de precalentamiento con dos posiciones: "Precalentador" y "Protección de congelamiento". Antes de arrancarlo, el motor se debe "precalentar" a una temperatura de entre 40 y 46 °C. El dispositivo fue llamado "Calentador Tipo 5932 Sistema Hagenuk´´.
Y mediante el modo ´´Protección de congelamiento´´ se puede mantener la temperatura entre 15 y 21 °C durante un período relativamente largo en que el motor este parado. Además, para mantener una temperatura adecuada y estable del motor en regiones heladas, el sistema fue provisto de un termostato en la tubería de agua de refrigeración que corta y reinicia el sistema de calefacción de forma automática.
El arranque en si era parecido al de cualquier ´´americana´´ de esa época, a través de un dínamo denominado Dynamaster, que actuaba como motor de arranque y luego como generador eléctrico.
La velocidad de los motores diesel es controlada neumáticamente mediante la palanca del acelerador y por el regulador del motor. La velocidad de marcha en vacío es de 600 RPM y a plena carga de 1580 RPM.
CABINA
Cabina primera serie
Su cabina era bastante amplia, con grandes ventanillas, igual que los parabrisas. Trajeron pupitre de control, funcional, o sea que el conductor tiene todos los controles a su alcance.
Cabina segunda serie
ESPECIFICACIONES
CONSTRUCTOR: Krauss Maffei
TIPO: Diesel-hidráulica
MODELO: ML-4000
AÑO DE FABRICACIÓN: 1961-1969
TOTAL PRODUCIDAS: 21 para Estados Unidos (18 par Southern Pacific y 3 para Rio Grande).
16 para Ferro Vitória a Minas de Brasil
ARREGLO DE RUEDAS AAR: C-C
TROCHA
USA: 1.435 mm
BRASIL: 1.000 mm
LARGO: 20.620 mm
ALTURA: 4.594 mm
PESO: 156 tn
MOTORES DIESEL (2)
MARCA: Maybach
MODELO: MD870 V16
POTENCIA (cada uno): 2000 HP a 1600 RPM
CANTIDAD DE CILINDROS: 16 a 60°
TIPO: Ciclo de 4 tiempos, 6 válvulas a la cabeza, doble turbosobrealimentación
DIÁMETRO DE CILINDROS: 185 mm
CARRERA DEL CILINDRO: 200 mm
RELACIÓN DE COMPRESIÓN: 16,2:1
RPM
EN VACÍO: 600 RPM
A PLENA CARGA: 1580 RPM
ROTACIÓN: Antihoraria
ORDEN DE ENCENDIDO: 1-14-6-10-2-13-5-16-8-11-3-15-7-12-4-9
CILINDRADA POR CILINDRO: 5,37 lts
CILINDRADA TOTAL: 86 lts
TRANSMISIÓN
TIPO: Hidráulica (2)
MARCA: Voith
MODELO: L 830 r M
CONVERTIDORES: 3
VELOCIDADES POR CONVERTIDOR
CONVERTIDOR 1: 0-54.7 km/h
CONVERTIDOR 2: 57-83.6 km/h
CONVERTIDOR 3: 86-112 km/h
FRENO HIDRODINÁMICO: KB510
EQUIPO NEUMÁTICO
EQUIPO DE FRENO
MARCA: Wabco
MODELO: 26 C (incluye también la válvula 26 L para operar conjuntamente con las locomotoras ´´domésticas´´)
COMPRESOR
MARCA: Westinghouse
MODELO: 3 CDCB
DYNASTARTER
MARCA: Brown Boveri
MODELO: Ga L 104a
DIÁMETRO DE RUEDAS: 1.016 mm
VELOCIDAD MÁXIMA: 110 km/h
CAPACIDAD COMBUSTIBLE: 15.897 lts
ACELERADOR (controller): de 16 puntos
PRINCIPALES COMPONTES Y CARACTERISTICAS
SUSPENSION Y BOGIES
Los bogies eran de tres ejes impulsados por cajas de velocidad conectada a cada eje. Todos los ejes estaban vinculados y la potencia era suministrada desde una sola caja de velocidad intermedia. Esta caja intermedia se montó en el bastidor del bogie, y por medio de un cardan entregaba la salida de potencia de la turbo transmisión Voith.
|
La locomotora está suspendida elásticamente de tres formas. La estructura principal se basa en 4 tacos de goma montados en las dos vigas transversales. Cada viga transversal era soportada por cuatro muelles helicoidales dobles en el bastidor del bogie, y finalmente seis resortes en los tres ejes.
DYNASTARTER
El dynastarter está montado en la caja de velocidad de la transmisión Voith, y luego de arrancar sirve de dinamo. La corriente necesaria para arrancar el motor se entrega por una batería.
El dynastarter es a la vez generador eléctrico y motor de arranque. Para arrancar el motor diesel lo hace a través un par de engranajes en la transmisión y un cardan. A partir de que el motor diesel está en funcionamiento, comienza a trabajar como un generador para la alimentación de circuitos de control, iluminación y carga de las baterías. El sistema es simple, montado sobre la transmisión, conectado a un sistema de cambios intermedio, y finalmente conectado al motor diesel por medio de un cardan al cigüeñal.
Cada dynastarter está protegido contra sobrecargas y / o cortocircuitos por un interruptor automático.
EL MOTOR MAYBACH
Es un típico motor diesel de 4 tiempos. Lleva seis válvulas por cilindro: tres de admisión y tres de escape, pero de distintas características entre las de admisión y las de escape. Las válvulas de escape están equipadas con ´´rotación positiva de la válvula". Además difieren en que las válvulas de admisión, no sólo tienen el diámetro del eje de otra medida, sino que incluso llevan diferentes asientos y chavetas. El cigüeñal está dispuesto en el block a través de un "túnel". No existen cojinetes ni bancadas propiamente dichas en el block del MD870 ni accesorios que se aflojen o se separen.
Cigüeñal y ´´tunel´´ en el block
Diagrama de las partes del motor
Cada V-16 está equipado con dos turbocompresores AGL83 / 1 que funcionan a partir del movimiento producido por la salida de los gases de escape . Trabaja a un máximo de 17.000 RPM con una presión de aire de carga de 14,5 psi. Estos están montados sobre un eje vertical entre las tapas de cilindros. En el prototipo de 1961 experimentó una falla de lubricación del cojinete superior y la coquización (1) del cojinete inferior.
(1)Coquizacion Los aceites que son sometidos a temperaturas demasiado elevadas y que no disponen del aire suficiente para arder debidamente se carbonizan, produciendo una especie de coque que perjudica la superficie lubricada.
Uno de los temas más importantes en el mantenimiento era la cabeza del pistón y la configuración del cilindro. Los pistones son de acero y sus cabezas desmontables, diseñadas para su remoción y sustitución por piezas individuales.
En el taller, dos mecánicos podrían retirar y reemplazar un conjunto de fuerza EMD (un único cilindro, en esencia) en unas horas; los Maybachs requerían más personal, mucho más tiempo, y muchos más accesorios y herramientas especiales.
Turbo
Se buscó una solución y se modificó el suministro de lubricación en los modelos de serie, pero estos problemas siguieron surgiendo ocasionalmente. Según los registros de SP, las ML-4000 experimentaron al menos seis casos de insuficiencia en la lubricación del turbo en cuatro años.
TRANSMISION
Turbo Transmisión Voith, Tipo L 830 r M (En adelante denominado: transmisión hidráulica)
La transmisión hidráulica, es una transmisión turbo de 3 convertidores combinados, más un freno hidráulico (hidrodinámico). En el lado de entrada está conectada directamente con el motor por un eje de transmisión . El eje de salida de accionamiento de la transmisión hidráulica está conectado con la caja de velocidad intermedia por un cardan. Para cada uno de los convertidores, del 1 al 3 corresponde un cierto rango de velocidad, controlados neumáticamente a través de un acelerador de 16 posiciones. Pasar de un convertidor a otro se realiza de forma automática sin que el conductor intervenga más que cambiando la posición de marcha.
La transmisión es del tipo autolubricante, por lo que no se requiere de un sistema de lubricación especial. Para frenar en pendientes pronunciadas la transmisión hidráulica se ha combinado con un freno hidrodinámico. Las diversas etapas del freno hidrodinámico son controladas por el conductor, por medio de la palanca de potencia y la palanca de control del freno a través de un dispositivo de transferencia automática a los acoplamientos de frenos hidráulicos. El calor creado en la transmisión hidráulica y en el freno hidrodinámico se transfiere al circuito de agua de refrigeración a través de dos intercambiadores de calor.
Eje y cajas de velocidad
Los ejes de las cajas de velocidad están montados sobre los ejes de las ruedas. Se trata de engranajes cónicos combinados con un par de engranajes de dientes rectos y transmitir así la potencia desde la caja de velocidad intermedia a los ejes del bogie por medio de ejes cardanes. Los engranajes del eje son también autolubricantes.
Engranaje conico en el eje delpar montado
Detalle de caja de velocidad conectada al eje conico
Frenado hidrodinámico
El freno hidrodinámico se acciona girando la palanca del acelerador a la izquierda de la posición "O". Si se inicia el frenado hidrodinámico, la velocidad del motor se ajusta automáticamente a 900 rpm. La palanca del acelerador tiene ocho posiciones para proporcionar la fuerza de frenado hidrodinámico necesaria. El sistema está diseñado con un enclavamiento del freno dinámico para impedir la aplicación de los frenos independientes (los de la locomotora) durante la aplicación de servicio del freno automático (freno del tren), mientras el freno dinámico está en uso.
Compresor de aire
Para producir el aire comprimido necesario para el frenado y para el control neumático, cada locomotora está equipada con dos compresores Westinghouse 3 CDCB que trabajan independientemente el uno del otro. Estos compresores son del tipo de dos etapas, refrigerados por aire, y directamente impulsados cada uno de uno por los motores diesel por medio de correas trapezoidales. Si uno de los compresores sufre un desperfecto puede ser aislado. La capacidad de cada compresor es de 225 pies cúbicos / min a 1000 RPM
EN SERVICIO
Ha sido una locomotora relativamente confiable que básicamente corrió cargueros de larga distancia a través de los valles californianos, ni sobresaliendo, ni penando.
Publicidad de KM
Se dice que eran pobres cuando se las exigía al máximo en situaciones difíciles, como el frenado hidrodinámico en una pendiente. Respecto a esto los conductores se referían a esas situaciones como pesadillas. También eran poco queridas por el personal de talleres por su complejidad técnica y el exceso de tiempo y personal que requería en muchas reparaciones de componentes similares a los modelos ´´domésticos´´, como por ejemplo el cambio de pistones.
LA ML-4000 ´´CÁMARA´´
Una de estas locomotoras tuvo el extraño y peculiar destino de ser reconstruida en un coche cámara. SP había decidido construir un simulador computarizado de locomotora para la formación de conductores. Para esto se pensó en grabar películas en las líneas reales de SP y para llevarlo a cabo convirtió un ML-4000 a coche cámara.
SP también llegaba regularmente a sus accionistas y clientes con mensajes publicitarios mostrándoles que la empresa estaba en la vanguardia del transporte y las comunicaciones. Los Estados Unidos también estaban abrazando la era de la informática, y la tecnología de los simuladores había avanzado mucho desde sus orígenes en la Segunda Guerra Mundial y los simuladores para pilotos.
La candidata fue la 9010 que se convirtió en 1968 en el coche 8799. Fue construida entre 1968-1969 en los Talleres Generales Sacramento, en California, renombrándola primeramente como SPMW # 1, renumerándola luego como SPMW 1166, hasta que en junio de 1969 finalmente, pasó a ser la SP 8799.
Todo el equipo de cámara se instaló en la trompa corta, siendo totalmente reconstruida, agregándole un marco extra de acero y una cubierta de chapa de acero pesado para protección en caso de colisión. Además se la sometió a una serie de modificaciones en el extremo frontal, especialmente relacionados con el propósito de mantener el objetivo de la cámara claro.
Otro cambio fue el de retirarle uno de sus motores diesel para dar paso a un generador auxiliar conectado al segundo diesel, para suministrar electricidad para el equipo de la cámara. La falta de peso al quitarle un motor, se compensó con lastre. La tracción quedó totalmente inhabilitada, por lo que se requirió de una locomotora adicional para cualquier movimiento.
Sin embargo, todos los controles de la locomotora se mantuvieron en funcionamiento en la cabina de la unidad. La idea era conducir siempre desde la cabina del coche de la cámara. La práctica habitual parecía ser de viajes especiales, con sólo una locomotora auxiliar.
Retiro del servicio
A diferencia de muchos fabricantes estadounidenses, Krauss Maffei era comercial y políticamente dependiente de los proveedores de los componentes fundamentales de su producto. Padecían inconvenientes a causa de inyectores defectuosos, problemas con los balancines y válvulas. Importantes problemas de refrigeración y combustión en los largos túneles a gran altitud. También fueron relativamente complejos para el personal de talleres. Para cuando esos problemas fueron corregidos, en gran medida a través del tiempo por los ingenieros de Maybach, SP ya había decidido cancelar el "experimento" y retirar del a todas las Krauss Maffei.
Otro factor determinante fue que ya para finales de 1960 la tecnología de las locomotoras estadounidenses comenzó a ponerse al día y a evolucionar en cuanto a potencia se refiere. La operación de las locomotoras diesel-hidráulicas, si bien eran útiles dentro de todo, ya no era justificable, teniendo en cuenta las contras de su rebuscada tecnología contra la simpleza, robustez y eficiencia a bajo costo de los modelos ofrecidos por los fabricantes ´´americanos´´. SP prefirió suplir sus necesidades de potencia con conocidos constructores estadounidenses. En 1966, ordenó a EMD sus flamantes modelos SD40 (3000 HP) y SD45 (3600 HP). Estas nuevas locomotoras, junto con las U30C y U33C de General Electric, se convirtieron rápidamente en las nuevas unidades de alta potencia elegidas. Las primeras ML-4000 fueron retiradas en septiembre de 1967.
En ese mismo año la Pacific Locomotive Asociation ( organización que opera el tren turístico Niles Canyon Railway) solicitó a SP una locomotora para excursión con pasajeros, de preferencia con una unidad ML-4000 ´´carbody´´. Y se les cedió la número 9120, que junto con un par de EMD FP7 corrió una serie de excursiones de pasajeros en la primavera de 1967, la única vez que el modelo ML-4000 se utilizó en el servicio de pasajeros.
Y por si quedaban dudas acerca de lo que SP pensaba de las DL-4000, en su informe final decía lo siguiente:
´´Podrían proveer una confiabilidad humilde de propulsión con costos de mantenimiento competitivos, aunque son de una complejidad constructiva que presenta una importante inaccesibilidad para la reparación´´
Finalmente, el 13 de febrero de 1968, SP anunció el fin de su programa de locomotoras diesel-hidráulicas. Para el fin de ese mismo año, todas las ML-4000 habían sido retiradas de todo servicio.
LAS KRAUSS MAFFEI EN BRASIL
El ferrocarril brasileño Estrada de Ferro Vitória a Minas ordenó entre 1966 y 1969 a Krauss Maffei 16 unidades modelo DL-4000, pero de trocha métrica. Eran las locomotoras más potentes en uso sobre vías de ancho métrico. Permanecieron en servicio hasta la década de 1980, hasta la llegada de las EMD DDM45. El primer grupo entregado a EFVM fue en septiembre de 1966. La orden completa de16 unidades se terminó de entregar en 1969.
Estas locomotoras fueron construidas esencialmente bajo el mismo diseño que las 15 "unidades hood" de segunda serie del Southern Pacific, pero para trocha de un metro, con un gálibo ligeramente menor, y con particularidades técnicas para operar en clima cálido. Y así mismo, en Brasil experimentaron problemas similares que en Estados Unidos.
En 1983 operaba sólo una ML4000 de 16 y había negociaciones para reconstruir la flota. Sin embargo las conversaciones se rompieron por supuestos desacuerdos con la garantía, y sólo dos unidades fueron reconstruidas.
Y como epitafio, ninguna de las brasileñas fue preservada.
LA SOBREVIVIENTE
La única sobreviviente de la flota alemana DL-4000 hidráulica en el mundo pasó es la 8799 (original 9010), la misma que fue convertida en coche cámara.
Finalmente desocupada (término de SP para designar su condición de dada de baja) en octubre de 1984, fue donada al Museo del Ferrocarril del Estado de California en abril de 1986. Allí quisieron en un intento fallido, devolverle su aspecto original re modificando su trompa corta a original. Del fracaso pasó al abandono, sin trompa y expuesta a los elementos y potenciales ladrones en el antiguo patio Sacramento de SP, y adquirida por la Pacific Locomotive Association en 2008, quienes le devolvieron su número original 9010 y su trompa corta.
https://www.youtube.com/watch?v=2VNRcoC6U5g
Estado en que la buscaron
En 2008, ya en manos de la Pacific Locomotive Association, que opera el ferrocarril turístico Niles Canyon Railway , entró en un largo proceso de restauracióna ´´nuevo´´, con el propósito de re convertirla en una ML-4000 standard y en orden de marcha. Actualmente sigue en restauración pero con grandes adelantos.
Reconstrucción de la trompa corta
Esta tarea es más que elogiable, ya que no existe ninguna trompa como para comprar e instalarla. Por lo tanto debieron construir una. Comenzaron trabajando a partir de un solo dibujo de Krauss-Maffei proporcionado por el Museo CSRM y muchas fotos muy detalladas, lo cual les dió una buena idea de cómo se construyó la trompa.
FUENTES
http://en.wikipedia.org/wiki/Krauss-Maffei_ML_4000_C%27C%27
http://espee.railfan.net/sp-camera_car.html
http://sp9010.ncry.org/facts.htm
Manual operativo Krauss maffei