Zalety i historia trakcji spalinowej

Do grupy spalinowych pojazdów trakcyjnych zaliczamy lokomotywy spalinowe, spalinowe wagony silnikowe i spalinowe zespoły trakcyjne napędzane umieszczonym na tym pojeździe silnikiem spalinowym. Pojazdy te przewożą ze sobą zapas paliwa. Są więc, w przeciwieństwie do pojazdów elektrycznych, autonomiczne, nie związane z obcym źródłem energii. Silnik spalinowy jest, tak samo jak silnik parowy, silnikiem cieplnym. Silnik spalinowy nie korzysta jednak z pośrednictwa pary wodnej przy przetwarzaniu energii chemicznej (zawartej w paliwie) na energię mechaniczną (poruszającą pojazd). Unikając pośrednictwa pary i spalając paliwo bezpośrednio w silniku, uzyskujemy znacznie lepsze wykorzystanie energii paliwa. Sprawność wynosi na haku lokomotywy spalinowej ponad 32% (dla parowozu jest to tylko 8%). Kiedy odkryto tą zaletę silnika spalinowego odkryto w instalacjach stałych i samochodowych powzięto myśl o wykorzystaniu jej w kolejnictwie. W 1891 roku Daimler skonstruował pierwszą lokomotywę spalinową o mocy zaledwie 4KM. W 1894 roku powstał dwuosiowy pojazd Priestmana o mocy 30KM. Nowy rodzaj pojazdów nie od razu uzyskał zastosowanie. Dopiero 35 lat później, po stwierdzeniu jeszcze innych zalet trakcji spalinowej zaczęto ją stosować w kolejnictwie.

Lokomotywy i spalinowe wagony silnikowe

Rozwój trakcji spalinowej szedł w dwóch zbliżonych do siebie kierunkach. Pierwszym była budowa spalinowych silnikowych wagonów osobowych, a następnie zespołów trakcyjnych a współcześnie szynobusów. Drugim była budowa lokomotyw przeznaczonych do poruszania normalnych wagonów, zarówno osobowych jak i towarowych. Spalinowe pojazdy trakcyjne wykonują różnego rodzaju pracę i odpowiednio do tego rozróżniamy obsługę nimi ruchu pociągów (towarowych, pośpiesznych, osobowych, podmiejskich i na liniach lokalnego znaczenia) oraz manewrów (lokomotywy manewrowe i przemysłowe). Mają one różne silniki oraz urządzenia do przenoszenia mocy silnika na osie napędne.

Przekładnie stosowane w taborze spalinowym

Moc silnika spalinowego przenoszona jest na koła za pomocą przekładni:

• Mechanicznych-moc przenoszona jest za pośrednictwem kół zębatych, podobnie jak w samochodach. Ten typ przekładni, (zastosowany m.in w Ls60, SM04 i SN61) sprawdza się tylko w przypadku lekkich pojazdów i na liniach o niewielkich wzniesieniach. Przekładnia ta jest stosunkowa lekka, uzyskuje sprawność w granicach 84-92%.
• Hydraulicznych-silnik spalinowy napędza specjalną pompę i za pomocą płynu napędza turbinę przenoszącą moc na koła napędne. Sprawność przekładni wynosi, w zależności od konkretnego zastosowania 75-92%. Zaletą jest łagodne przenoszenie mocy. Ten typ przekładni nie był zbyt często stosowany na PKP. W okresie PRL nie udało się uruchomić produkcji ani w Polsce, ani w krajach RWPG. Import przekładni i części zamiennych natrafiał na liczne problemy.
• Elektrycznych-silnik spalinowy napędza prądnice elektryczną, która jest połączona z silnikami elektrycznymi. Przekładnia ta jest ciężka, sprawność wynosi zaledwie 75-78% ale przy przenoszeniu dużych mocy jest niezastąpiona. Ten typ przekładni zastosowano m.in. w prezentowanych tu lokomotywach serii SM40/SM41, SP42 i ST43. Przekładnia elektryczna dominuje na PKP (zastosowano ją w najliczniejszych seriach SM30, SM31, SM/SU/SP42, SU45, SU46, ST43, ST44).

Tabor spalinowy jest droższy od elektrycznego, a w ujęciu historycznym-od parowego. Cena pojedynczej lokomotywy spalinowej wynosiła 350% ceny parowozu o porównywalnych parametrach. Trakcja spalinowa w przeciwieństwie do elektrycznej nie wymaga drogiej infrastruktury.

Ogólne informacje o oznaczeniach przyjętych na PKP

Pierwsza, wielka litera S oznacza pojazdy spalinowe (następne litery i cyfry dostarczają tych samych informacji, jak w przypadku pojazdów elektrycznych). Druga, wielka litera wskazuje na przeznaczenie lokomotywy do pociągów: P-pasażerskich, T-towarowych U-pasażerskich i towarowych (lokomotywa uniwersalna) M-do pracy manewrowej. W przypadku spalinowych zespołów trakcyjnych po literze S następuje litera wskazująca na przeznaczenie zespołu do ruchu: D-dalekobieżnego, N-podmiejskiego lub R-rewizyjnego, specjalnego (pogotowia technicznego, najczęściej trakcji elektrycznej). Na PKP nie występowały zespoły spalinowe przeznaczone do ruchu węzłowego (wysokoperonowego), bowiem większe niezelektryfikowane węzły miały niskie perony oraz planowano szybką elektryfikację większych węzłów.Po oznaczeniu literowym umieszczono dwucyfrową liczbę-w przypadku lokomotyw z zakresu 01-49; w przypadku spalinowych zespołów trakcyjnych, powyżej 51. Oznaczenie cyfrowe oznaczało szczegóły techniczne i kolejność wprowadzania poszczególnych serii. Oprócz wyżej podanych symboli pojazdy spalinowe mają kolejne niepowtarzalne numery inwentarzowe oddzielone pauzą od oznaczenia serii.