Calibre variable

Existen varios sistemas de ejes de ancho variable:

• Talgo-RD ^{[ 8 ] [ 9 ]} (de Talgo ).
  • El sistema Talgo ha estado en servicio de ingresos en Portbou e Irún , en la frontera hispano-francesa, desde 1969 ^{[ 10 ].}
  • Se utiliza en el tren Strizh (rápido) entre Moscú y Berlín. ^{[ 11 ]}
  • Desde 2014 para vagones de carga de hasta 22,5 toneladas de carga por eje ^{[ 12 ] [ 13 ]}
• CAF-BRAVA ^{[ 8 ]} (de Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles ) ^{[ 14 ] [ 15 ]}
  • El sistema BRAVA fue diseñado originalmente en 1968 por la empresa Vevey en Suiza. El sistema se denominó inicialmente "eje Vevey". ^{[ 16 ] [ 17 ]} Posteriormente, Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles (CAF) obtuvo y mejoró el diseño.
• DB Cargo – Knorr-Bremse . ^{[ 18 ]} en desarrollo en 2002 para su uso entre Europa y Rusia.
• DBAG – Rafil Type V ^{[ 8 ]} para transporte de mercancías (de Radsatzfabrik Ilsenburg para Deutsche Bahn). ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}
• RTRI de Japan Railways ^{[ 8 ]} (del Instituto de Investigación Técnica de Japan Railway ) para ser utilizado en ejes motorizados. ^{[ 22 ] [ 23 ]}
• Sistema PKP SUW 2000 ^{[ 8 ]} producido por ZNTK Poznań para los Ferrocarriles Estatales Polacos . ^{[ 24 ] [ 25 ]}
• Línea Montreux–Lenk im Simmental , también desarrollada por Prose de Winterthur en 2022 ( 1435  mm ( 4 pies 8 + 1/2 pulg . ) / 1000 mm ( 3 pies 3 + 3/8 pulg . ) ) . ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]} Estrictamente hablando, este no es un sistema de eje de ancho variable ; las ruedas del bogie están suspendidas individualmente sin un eje de conexión, y su ancho puede ajustarse. Además, mientras se cambia el ancho, la altura de la carrocería cambia en 200 mm (7,9 pulg .) para coincidir con la diferencia en las alturas de los andenes en los dos ferrocarriles de ancho diferente que componen el GoldenPass Express . ^{[ 29 ]}         

Actualmente, la elección del ancho de vía se limita a dos de tres opciones: 1435 mm ( 4 pies 8 pulgadas + 1/2 pulgada ) y anchos de vía anchos de 1520 mm ( 4 pies 11 pulgadas + 27/32 pulgada ) y 1676 mm ( 5 pies 6 pulgadas ) . Con anchos de vía estrechos como el de 1000 mm ( 3 pies 3 pulgadas + 3/8 pulgada ) , presente en Zweisimmen , Suiza, hay menos espacio entre las ruedas para el mecanismo de cambio de ancho de vía, los motores de tracción y los frenos. El diámetro de las ruedas también limita la carga por eje a no más de 22,5 toneladas.                

Un tren de vía variable , o un tren que incluye una locomotora de vía variable (por ejemplo, Talgo 250) y vagones, puede cruzar directamente un cambio de vía. Normalmente, la locomotora no puede cambiar de vía, por lo que debe apartarse mientras el resto del tren pasa. En el lado opuesto, una nueva locomotora de la otra vía se acoplará al tren.

Un tren Talgo con una locomotora puede cruzar un cambio de ancho de vía a 1 eje por segundo a una velocidad de aproximadamente 10–15 km/h (6,2–9,3 mph) . ^{[ 35 ] [ 36 ]}  

Un tren (o un vagón individual) puede ser empujado hasta la mitad del cambiador de vía, desacoplado y luego (una vez que haya avanzado lo suficiente) acoplado a la nueva locomotora y remolcado el resto del camino. Un cable de acero largo con ganchos en los extremos permite que el proceso sea asíncrono, utilizándose el cable para salvar la longitud del cambiador de vía (para acoplar temporalmente los vagones que llegan y la locomotora receptora, aunque sin control de frenado de la locomotora a los vagones).

En los trenes de larga distancia en España y en los trenes nocturnos que cruzan de España a Francia, la locomotora que llega se detiene justo antes del desviador, se desacopla y se aparta a una vía corta. La gravedad hace que el tren atraviese el desviador a una velocidad baja y controlada. La nueva locomotora se acopla al frente solo después de que el tren completo haya terminado de pasar por el desviador.

Desde 2014 se estaban desarrollando sistemas de cambio de ancho de vía para vagones de carga. ^{[ 37 ]}

En 1933, hasta 140 inventos ^{[ 38 ]} fueron revisados ​​por comisiones ferroviarias federales y estatales australianas para superar las diferencias de ancho de vía entre los distintos estados. Ninguno fue aceptado. ^{[ 39 ]} Alrededor de 20 de estos dispositivos eran ruedas/ejes ajustables de algún tipo, que podrían ser análogos al VGA moderno . Los sistemas VGA estaban destinados principalmente a líneas de ancho de vía ancho y ancho de vía estándar.

Se instalaron estaciones de cambio de vía en Port Pirie , Peterborough y Albury ; su funcionamiento era bastante manual. La instalación más reciente se encontraba en Dry Creek y presentaba un diseño más automático. El diseño de Talgo RD es aún más automático y eficiente.

En Brest, cerca de la frontera entre Bielorrusia y Polonia, se encuentra instalada una estación de cambio de ancho de vía Talgo . Esta estación es utilizada por los trenes de alta velocidad de los Ferrocarriles Rusos que conectan Moscú y Berlín.

Los pedidos de 7 trenes Talgo VGA se realizaron en 2011. ^{[ 40 ]} Los trenes bajo la marca " Strizh " están en servicio desde 2016.

En la década de 1860 , en Canadá, se utilizaron durante un tiempo ejes de ancho variable para conectar vías de ancho estándar de 1676 mm ( 5 pies 6 pulgadas ) y 1435 mm ( 4 pies 8 pulgadas y media ) sin necesidad de transbordo. Quinientos vagones fueron equipados con bogies de ancho ajustable, pero tras un uso intensivo diario, el sistema resultó insatisfactorio, especialmente en climas fríos y nevados. El sistema utilizaba ejes telescópicos con bujes anchos que permitían comprimir o extender las ruedas mediante un cambiador de ancho, tras liberar manualmente los pasadores de sujeción. ^{[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]}        

Las operaciones ferroviarias sobre el puente del Niágara también fueron complicadas. ^{[ 44 ]}

En 1999, se instaló un cambiador de ancho de vía en Tornio , en el extremo finlandés del tramo de doble ancho de vía entre Haparanda y Tornio, para su uso con vagones de mercancías de ancho variable. ^{[ 45 ]} El cambiador de ancho de vía de Tornio es un diseño de Rafil de Alemania; existía un cambiador de ancho de vía Talgo-RD similar en el extremo de Haparanda, pero fue retirado ^{[ 46 ]} ya que requería descongelación en invierno. ^{[ 47 ]}

El tráfico de trenes en ferry operado por SeaRail y que llegaba desde Alemania y Suecia por vía marítima utilizaba las instalaciones de intercambio de bogies del puerto de Turku .

Se ha instalado un nuevo cambiador de ancho de vía en Akhalkalaki para el ferrocarril Bakú-Tiflis-Kars . El extremo noroeste tiene rieles separados por 1435  mm ( 4 pies 8 pulgadas y 1/2 pulgada ) , mientras que el extremo sureste tiene rieles separados por 1520 mm ( 4 pies 11 pulgadas y 27/32 pulgadas ) . Se proporcionan adaptadores tanto para el intercambio de bogies como para el ancho de vía variable.       

El "Tren de Cambio de Ancho de Vía" es un proyecto iniciado en Japón en la década de 1990 para investigar la viabilidad de producir un tren eléctrico de unidades múltiples (EMU) capaz de operar tanto en la red de alta velocidad Shinkansen de 1435 mm  ( 4 pies 8 + 1/2 pulgadas ) a 270–300 km/h (168–186 mph) como en la red original de 1067 mm ( 3 pies 6 pulgadas ) a 130–140 km/h (81–87 mph) . ^{[ 48 ] [ 49 ]} Véase la patente estadounidense 5,816,170 . ^{[ 50 ] [ 51 ]}           

El tren de primera generación fue probado de 1998 a 2006, incluso en la pista de pruebas de alta velocidad de EE. UU. en 2002. ^{[ 52 ] [ 53 ]} El tren de segunda generación, diseñado para circular a una velocidad máxima de 270 km/h (168 mph) , fue probado en varios lugares de Japón entre 2006 y 2013. ^{[ 54 ]} Un tren de tercera generación ha estado sometiéndose a pruebas de fiabilidad desde 2014 en preparación para su posible introducción en servicio en la extensión planificada del Kyushu Shinkansen a Nagasaki.  

En Mockava, al norte de la frontera entre Lituania y Polonia, se encuentra instalada una estación de cambio de ancho de vía del sistema polaco SUW 2000. Los trenes de pasajeros VGA circularon entre Lituania y Polonia entre octubre de 1999 y mayo de 2005, y los trenes de mercancías VGA entre principios de la década de 2000 y 2009.

Existen dos instalaciones de cambio de ancho de vía del sistema polaco SUW 2000 en la frontera polaco-ucraniana: una en Dorohusk (Polonia), en la línea Varsovia-Kiev, y otra en Mostyska (Ucrania), en la línea Cracovia-Leópolis. El 14 de diciembre de 2003 se introdujeron trenes de pasajeros VGA entre Cracovia (Polonia) y Leópolis (Ucrania) en lugar del cambio de bogies . ^{[ 55 ]} El sistema VGA ahorra aproximadamente 3 horas en comparación con el cambio de bogies. Los trenes circularon por última vez en 2016. ^{[ 56 ]}

España es el mayor usuario de sistemas de ancho variable. Esto se debe a la necesidad de conectar las antiguas líneas principales, construidas con ancho ibérico , con las extensas líneas de alta velocidad y las conexiones con Francia, que utilizan el ancho estándar. Se han instalado dos cambios de ancho en las líneas que conectan con Francia y en todas las entradas y salidas entre la red de alta velocidad y las líneas antiguas. También existen tramos importantes de líneas secundarias de 1000  mm ( 3 pies 3 + 3/8 pulgadas ) , pero estas no están conectadas a la red principal.   

En febrero de 2004, RENFE realizó pedidos de:

• Cuarenta y cinco unidades múltiples eléctricas (EMU) de ancho de vía variable de 25 kV CA/3 kV CC de CAF/Alstom para  servicios regionales de 250 km/h, entre octubre de 2006 y mayo de 2009 (580 millones de euros).
• Veintiséis trenes de ancho variable de CA de 25 kV para servicios de larga distancia de 250 km/h (155 mph) que utilizan dos coches motrices Bombardier y coches remolque Talgo Serie VII (370 millones de euros). Los anchos de vía involucrados son 1.435 mm ( 4 pies 8 + 1/2 pulgadas ) y 1.668 mm ( 5 pies 5 + 21/32 pulgadas ) .          
• Olmedo a Medina del Campo en Valladolid , pista de pruebas española. ^{[ 57 ]}
• Noviembre de 2008 – Tren de alta velocidad para Cádiz a Varsovia . ^{[ 58 ]}
• Julio de 2009 – Talgo 250 equipado con transmisiones finales de cambio de calibre Voith Turbo SZH-692 .

En España también existe una pista de pruebas circular de 14,4 km (8,95 millas) .  

En la línea Montreux–Gstaad–Zweisimmen–Spiez–Interlaken se utilizan bogies de ancho variable. Los trenes cambian automáticamente de 1000 mm (3 pies 3 + 3/8 pulgadas) a 1435  mm ( 4 pies 8 + 1/2 pulgadas ) en Zweisimmen . [ 59 ] El bogie no tiene ejes , lo que ^{permite que los} semi -bastidores que sostienen las ruedas a ambos lados se deslicen lateralmente uno con respecto al otro. ^{[ 60 ]} El cambiador de ancho de vía EV09-Prose ^{[ 61 ] [ 62 ]} en Zweisimmen fue probado satisfactoriamente el 19 de junio de 2019. El sistema, diseñado para permitir la operación tanto en la línea de ancho de vía de 1000 mm del Ferrocarril Montreux Oberland Bernois (MOB) como en la infraestructura de ancho de vía de 1435 mm de BLS AG , se implementó por primera vez el 11 de diciembre de 2022. Además, mientras se cambia automáticamente el ancho de vía en Zweisimmen, el resorte neumático montado en el travesaño del bogie se ajusta automáticamente en 200 mm para igualar la altura de la carrocería con la altura del andén en la parte MOB o BLS AG del GoldenPass Express. ^{[ 29 ]}       

John Fowler menciona en 1886 un intento de la GWR de desarrollar un eje "telescópico". ^{[ 63 ]}

Los tranvías circularon entre Leeds ( 4 pies 8 pulgadas + 1/2 pulgada o 1435 mm de ancho de vía estándar ) y Bradford ( 4 pies o 1219 mm de ancho de vía) tras una prueba exitosa en 1906 con el tranvía número 124 de Bradford . El sistema fue patentado posteriormente por GB190601695 (A) en 1906. Este sistema se mejoró nuevamente en la patente GB190919655 (A) de 1909 mediante la introducción de un sistema de bloqueo que actuaba sobre la rueda y el eje en lugar de solo sobre la llanta. Esto proporcionó una sujeción más efectiva donde la rueda podía moverse libremente a lo largo del eje estriado . ^{[ 64 ] [ 65 ]}      

En VGA, el tren es arrastrado a través del "ajustador" a unos 15 km/h (9,3 mph) ^{[ 66 ]} sin necesidad de desacoplar los vagones ni desconectar (y probar) el equipo de frenado. Alternativamente, como no es necesario desacoplar el tren, la locomotora puede arrastrar los vagones acoplados todos juntos. ^{[ 67 ]}  

Ver Cambiador de Ancho Talgo. ^{[ 68 ]}

Las locomotoras de vapor generalmente no se pueden convertir de ancho de vía sobre la marcha. Si bien las locomotoras diésel pueden cambiar de bogie, ^{[ 69 ]} esto no se suele hacer debido a la complejidad de la reconexión de cables y mangueras. En Australia, algunas locomotoras se cambian de ancho de vía. El cambio puede ocurrir cada pocos meses, pero no para un viaje individual.

Para 2004, Talgo ofrecía locomotoras eléctricas de pasajeros de ancho variable. ^{[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]} No está claro si también hay disponibles locomotoras de carga de ancho variable.

• Un bogie de ancho de vía ajustable completo con juegos de ruedas pesa en total aproximadamente una tonelada más que un bogie convencional y normalmente debe usar frenos de disco , que se enfrían más lentamente. ^{[ 58 ] [ 74 ]}