Ce este o tijă de cuplare?

Cunoscută și ca tijă laterală, o tijă de cuplare este folosită pentru a conecta roțile motrice ale unei locomotive. Tijele de cuplare se găsesc cel mai frecvent pe locomotivele cu abur, unde puterea trebuie transmisă la mai multe roți motrice. Locomotivele cu abur au două pistoane, câte unul pe fiecare parte a locomotivei. Deoarece există un singur piston pentru fiecare rând de roți motrice, pistonul furnizează putere doar direct uneia dintre numeroasele roți motrice. Tijele de cuplare ajută la distribuirea și transferul acestei puteri către toate roțile motoare.

Prima locomotivă care a folosit vreodată o tijă de cuplare a fost Locomoția nr. 1, care a fost construită în 1825 de Robert Stephenson and Company. Locomotiva în sine era formată dintr-un motor cu abur cu fascicul, unde era folosită o tijă de cuplare pentru a conecta motorul cu fascicul cu roțile sale motrice. Acesta a fost un progres uriaș în tehnologia locomotivelor la acea vreme, deoarece majoritatea locomotivelor foloseau lanțuri pentru transferul puterii. În anii 1930, tijele de cuplare au cunoscut un alt progres atunci când rulmenții cu role au fost folosiți pentru a ajuta la reducerea frecării.

Bielele de cuplare joacă un rol foarte asemănător cu o biela care se găsește la majoritatea motoarelor cu piston. Partea roții unde tija de cuplare se conectează la roata însăși este decentrată, ceea ce creează o mișcare excentrică. Această mișcare excentrică este necesară pentru rotirea tuturor celorlalte roți din sistem, deoarece tijele de cuplare conectate în centrul mort al fiecărei roți nu ar putea transfera nicio putere. Datorită forței transferate de la pistonul locomotivei către roți și tija de cuplare, aproape toate roțile de locomotivă sunt echipate cu contrabalansări. Acestea sunt foarte asemănătoare cu ceea ce s-ar găsi pe un arbore cotit, unde vibrația creată de mișcarea excentrică a unei biele este echilibrată și reglată de o greutate pe partea opusă a manivelei.

Unul dintre dezavantajele locomotivelor care folosesc tije de cuplare pentru transferul de putere este un dezechilibru al impulsului. Pistoanele, angrenajele supapelor și bielele care antrenează roțile au aproape întotdeauna o mișcare orizontală. Deoarece tija de cuplare se mișcă atât pe orizontală, cât și pe verticală pe măsură ce roata se rotește, impulsul este dezechilibrat. În timp ce contrabalanțele ajută la diminuarea severității dezechilibrului, acesta nu poate fi eliminat complet. Acest lucru poate duce la ceva cunoscut sub numele de „ciocănire”, în care impulsul incredibil de la mișcarea în sus a roților poate face ca locomotiva să sară momentan de pe capul șinei.