O que é uma haste de acoplamento?

Também conhecida como haste lateral, uma haste de acoplamento é usada para conectar as rodas motrizes de uma locomotiva. As hastes de acoplamento são mais comumente encontradas em locomotivas a vapor, onde a energia deve ser transmitida a várias rodas motrizes. As locomotivas a vapor têm dois pistões, um de cada lado da locomotiva. Como há apenas um pistão para cada fileira de rodas motrizes, o pistão fornece energia diretamente para uma das muitas rodas motrizes. As hastes de acoplamento ajudam a distribuir e transferir essa força para todas as rodas motrizes.

A primeira locomotiva a empregar uma haste de acoplamento foi a Locomotion No. 1, construída em 1825 por Robert Stephenson and Company. A locomotiva em si consistia em uma máquina a vapor de viga, onde uma haste de acoplamento era usada para conectar a máquina de viga com suas rodas motrizes. Esse foi um grande avanço na tecnologia de locomotivas na época, já que a maioria das locomotivas empregava correntes para transferir energia. Na década de 1930, as hastes de acoplamento viram outro avanço quando os rolamentos de rolos foram empregados para ajudar a reduzir o atrito.

As bielas desempenham um papel muito semelhante a uma biela encontrada na maioria dos motores alternativos. A parte da roda onde a haste de acoplamento se conecta à própria roda está fora do centro, o que cria um movimento excêntrico. Este movimento excêntrico é necessário para girar todas as outras rodas do sistema, já que as hastes de acoplamento conectadas no ponto morto de cada roda não seriam capazes de transferir nenhuma força. Devido à força transferida do pistão da locomotiva para as rodas e haste de acoplamento, quase todas as rodas da locomotiva são equipadas com contrapesos. Estes são muito semelhantes ao que se encontraria em um virabrequim, onde a vibração criada pelo movimento excêntrico de uma biela é equilibrada e regulada por um peso no lado oposto da manivela.

Uma das desvantagens das locomotivas que empregam hastes de acoplamento para transferência de força é um desequilíbrio de momento. Os pistões, engrenagens de válvula e bielas que acionam as rodas quase sempre têm um movimento horizontal. Como a haste de acoplamento se move horizontal e verticalmente conforme a roda gira, o momento está desequilibrado. Embora os contrapesos ajudem a diminuir a gravidade do desequilíbrio, ele não pode ser completamente eliminado. Isso pode resultar em algo conhecido como “martelamento”, em que o incrível impulso do movimento ascendente das rodas pode fazer com que a locomotiva salte momentaneamente da cabeceira do trilho.