Diesel locomotive

Unlike steam engines, internal combustion engines require a transmission to power the wheels. The engine must be allowed to continue to run when the locomotive is stopped.

Diesel–mechanicalEdit

Schematic illustration of a diesel mechanical locomotive

A diesel–mechanical locomotive uses a mechanical transmission in a fashion similar to that employed in most road vehicles. This type of transmission is generally limited to low-powered, low speed shunting (switching) locomotives, lightweight multiple units and self-propelled railcars.

A British Rail Class 03 diesel–mechanical shunter with a jackshaft under the cab.

The mechanical transmissions used for railroad propulsion are generally more complex and much more robust than standard-road versions. Suele haber un acoplamiento de fluidos entre el motor y la caja de cambios, y la caja de cambios suele ser de tipo epicicloidal (planetario) para permitir el cambio de marchas bajo carga. Se han ideado varios sistemas para minimizar la interrupción de la transmisión durante el cambio de marchas; por ejemplo, la caja de cambios S.S.S. (synchro-self-shifting) utilizada por Hudswell Clarke.

La propulsión mecánica diésel está limitada por la dificultad de construir una transmisión de tamaño razonable capaz de hacer frente a la potencia y el par necesarios para mover un tren pesado. Se han hecho varios intentos de utilizar la propulsión diesel-mecánica en aplicaciones de alta potencia (por ejemplo, la locomotora 10100 de los Ferrocarriles Británicos de 1.500 kW (2.000 CV)), aunque ninguno ha tenido éxito finalmente.

Diesel-electricEdit

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Diagrama esquemático de locomotora diésel-eléctrica

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Ver también: Transmisión diésel-eléctrica
Esta sección trata de las locomotoras diésel que utilizan transmisión eléctrica. Para las locomotoras impulsadas tanto por electricidad externa como por combustible diésel, véase § Electrodiésel. Para las locomotoras propulsadas por una combinación de diésel o pilas de combustible y baterías o ultracondensadores, véase tren híbrido.

En una locomotora diésel-eléctrica, el motor diésel acciona un generador eléctrico de corriente continua (generalmente, menos de 3.000 caballos de potencia (2.200 kW) netos para tracción), o un alternador-rectificador eléctrico de corriente alterna (generalmente 3.000 caballos de potencia (2.200 kW) netos o más para tracción), cuya salida proporciona energía a los motores de tracción que impulsan la locomotora. No hay conexión mecánica entre el motor diésel y las ruedas.

Los componentes importantes de la propulsión diésel-eléctrica son el motor diésel (también conocido como motor principal), el generador/alternador-rectificador principal, los motores de tracción (normalmente de cuatro o seis ejes) y un sistema de control formado por el regulador del motor y los componentes eléctricos o electrónicos, incluidos los conmutadores, rectificadores y otros componentes, que controlan o modifican el suministro eléctrico a los motores de tracción. En el caso más elemental, el generador puede estar directamente conectado a los motores con sólo una aparamenta muy sencilla.

Las locomotoras EMD F40PH (izquierda) y MPI MPXpress-series MP36PH-3S (derecha) acopladas por Metra utilizan transmisión diesel-eléctrica.

Locomotora soviética 2TE10M

Locomotora checa de clase 742 y 743

Originalmente, los motores de tracción y el generador eran máquinas de corriente continua. Tras el desarrollo de rectificadores de silicio de alta capacidad en la década de 1960, el generador de CC fue sustituido por un alternador que utilizaba un puente de diodos para convertir su salida en CC. Este avance mejoró enormemente la fiabilidad de la locomotora y redujo los costes de mantenimiento del generador al eliminar el conmutador y las escobillas del generador. La eliminación de las escobillas y el conmutador, a su vez, eliminó la posibilidad de un tipo de evento particularmente destructivo conocido como flashover, que podría resultar en un fallo inmediato del generador y, en algunos casos, iniciar un incendio en la sala de máquinas.

La práctica actual en Norteamérica es de cuatro ejes para pasajeros de alta velocidad o carga «time», o de seis ejes para carga de menor velocidad o «manifest». Las unidades más modernas en el servicio de carga «time» suelen tener seis ejes debajo del bastidor. A diferencia de las unidades en servicio «manifiesto», las unidades de carga «tiempo» tendrán sólo cuatro de los ejes conectados a los motores de tracción, con los otros dos como ejes locos para la distribución del peso.

A finales de la década de 1980, el desarrollo de los accionamientos de tensión variable/frecuencia variable (VVVF) de alta potencia, o «inversores de tracción», permitió el uso de motores de tracción de CA polifásicos, eliminando también el conmutador del motor y las escobillas. El resultado es un accionamiento más eficiente y fiable que requiere relativamente poco mantenimiento y es más capaz de hacer frente a las condiciones de sobrecarga que a menudo destruían los antiguos tipos de motores.

Mandos del maquinista en la cabina de una locomotora diesel-eléctrica. La palanca cerca de la parte inferior central es el acelerador y la palanca visible en la parte inferior izquierda es el control de la válvula de freno automático.

Control diésel-eléctricoEditar

El modelo S-3 de MLW producido en 1957 para la CPR adhiriéndose a los diseños de ALCO.

La potencia de una locomotora diésel-eléctrica es independiente de la velocidad de la carretera, siempre que no se superen los límites de corriente y tensión del generador de la unidad. Por lo tanto, la capacidad de la unidad para desarrollar el esfuerzo de tracción (también conocido como fuerza de tracción, que es lo que realmente propulsa el tren) tenderá a variar inversamente con la velocidad dentro de estos límites. (Véase la curva de potencia más abajo). Mantener unos parámetros de funcionamiento aceptables fue una de las principales consideraciones de diseño que hubo que resolver en el desarrollo de las primeras locomotoras diésel-eléctricas y, en última instancia, condujo a los complejos sistemas de control existentes en las unidades modernas.

Operación del aceleradorEditar

Cabina de la locomotora rusa 2TE116U. «11» indica el acelerador.

La potencia de la locomotora viene determinada principalmente por su velocidad de giro (RPM) y la tasa de combustible, que se regulan mediante un regulador o un mecanismo similar. El regulador está diseñado para reaccionar tanto al ajuste del acelerador, determinado por el conductor del motor, como a la velocidad a la que el motor principal está funcionando (véase la teoría de control).

La potencia de salida de la locomotora, y por lo tanto la velocidad, suele ser controlada por el conductor del motor mediante un acelerador escalonado o «con muescas» que produce señales eléctricas de tipo binario correspondientes a la posición del acelerador. Este diseño básico se presta bien a la operación de unidades múltiples (MU) produciendo condiciones discretas que aseguran que todas las unidades en un consisten responden de la misma manera a la posición del acelerador. La codificación binaria también ayuda a minimizar el número de líneas de tren (conexiones eléctricas) que se requieren para pasar las señales de una unidad a otra. Por ejemplo, sólo se necesitan cuatro líneas de tren para codificar todas las posiciones de aceleración posibles si hay hasta 14 etapas de aceleración.

Las locomotoras norteamericanas, como las construidas por EMD o General Electric, tienen ocho posiciones de aceleración o «muescas», así como un «inversor» que les permite funcionar bidireccionalmente. Muchas locomotoras construidas en el Reino Unido tienen un acelerador de diez posiciones. Los tripulantes de las locomotoras suelen referirse a las posiciones de potencia en función del ajuste del acelerador, como «carrera 3» o «muesca 3».

En las locomotoras más antiguas, el mecanismo del acelerador tenía un trinquete que impedía avanzar más de una posición de potencia a la vez. El maquinista no podía, por ejemplo, tirar del acelerador de la muesca 2 a la 4 sin detenerse en la muesca 3. Esta característica pretendía evitar un manejo brusco del tren debido a los aumentos bruscos de potencia provocados por el movimiento rápido del acelerador («throttle stripping», una infracción de las normas de explotación en muchos ferrocarriles). Las locomotoras modernas ya no tienen esta restricción, ya que sus sistemas de control son capaces de modular suavemente la potencia y evitar cambios bruscos en la carga del tren, independientemente de cómo el maquinista maneje los mandos.

Cuando el acelerador está en la posición de ralentí, la locomotora estará recibiendo un mínimo de combustible, lo que hará que funcione a bajas RPM. Además, los motores de tracción no estarán conectados al generador principal y los devanados de campo del generador no estarán excitados (energizados) – el generador no producirá electricidad sin excitación. Por lo tanto, la locomotora estará en «punto muerto». Conceptualmente, esto es lo mismo que colocar la transmisión de un automóvil en punto muerto mientras el motor está en marcha.

Para poner la locomotora en movimiento, se coloca la palanca de control del inversor en la posición correcta (adelante o atrás), se suelta el freno y se mueve el acelerador a la posición de marcha 1 (la primera muesca de potencia). Un maquinista experimentado puede realizar estos pasos de forma coordinada, lo que dará como resultado un arranque casi imperceptible. La colocación del inversor y el movimiento del acelerador juntos es conceptualmente como el cambio de la transmisión automática de un automóvil en marcha mientras el motor está en ralentí.

Colocar el acelerador en la primera posición de potencia hará que los motores de tracción se conecten al generador principal y que las bobinas de campo de este último se exciten. Con la excitación aplicada, el generador principal entregará electricidad a los motores de tracción, dando lugar al movimiento. Si la locomotora circula «ligera» (es decir, no está acoplada al resto del tren) y no se encuentra en una pendiente ascendente, acelerará fácilmente. En cambio, si se pone en marcha un tren largo, la locomotora puede calarse en cuanto se haya tomado parte de la holgura, ya que la resistencia impuesta por el tren superará la fuerza de tracción que se está desarrollando. Un maquinista experimentado será capaz de reconocer un calado incipiente y avanzará gradualmente el acelerador según sea necesario para mantener el ritmo de aceleración.

A medida que el acelerador se desplaza a muescas de potencia más altas, la tasa de combustible para el motor principal aumentará, dando como resultado un aumento correspondiente en las RPM y la potencia de salida. Al mismo tiempo, la excitación del campo del generador principal aumentará proporcionalmente para absorber la mayor potencia. Esto se traducirá en una mayor potencia eléctrica para los motores de tracción, con el correspondiente aumento de la fuerza de tracción. Finalmente, en función de las necesidades del programa del tren, el maquinista habrá colocado el acelerador en la posición de máxima potencia y lo mantendrá ahí hasta que el tren haya acelerado a la velocidad deseada.

El sistema de propulsión está diseñado para producir el máximo par de los motores de tracción en el momento del arranque, lo que explica que las locomotoras modernas sean capaces de poner en marcha trenes de más de 15.000 toneladas, incluso en pendientes ascendentes. La tecnología actual permite que una locomotora desarrolle hasta un 30% de su peso de conductor cargado en fuerza de tracción, lo que supone una fuerza de tracción de 120.000 libras (530 kN) para una gran unidad de mercancías de seis ejes. De hecho, un conjunto de unidades de este tipo puede producir una fuerza de tracción más que suficiente en el momento del arranque para dañar o hacer descarrilar los vagones (si se encuentran en una curva) o romper los enganches (esto último se denomina en el argot ferroviario norteamericano «sacudir un pulmón»). Por lo tanto, corresponde al maquinista controlar cuidadosamente la cantidad de potencia que se aplica en el arranque para evitar daños. En particular, la «sacudida de un pulmón» podría ser un asunto calamitoso si se produjera en una pendiente ascendente, salvo que la seguridad inherente al correcto funcionamiento de los frenos automáticos del tren a prueba de fallos instalados en los vagones hoy en día, evita que los trenes se desborden al aplicar automáticamente los frenos del vagón cuando la presión del aire de la línea del tren cae.

Funcionamiento del sistema de propulsiónEditar

Curva típica de potencia constante del generador principal en «muesca 8»

Pasillo izquierdo del compartimento de potencia de la locomotora rusa 2TE116U, 3 – alternador, 4 – rectificador, 6 – diésel

El sistema de control de una locomotora está diseñado para que la potencia eléctrica del generador principal se adapte a cualquier velocidad del motor. Dadas las características innatas de los motores de tracción, así como la forma en que los motores están conectados al generador principal, el generador producirá alta corriente y baja tensión a bajas velocidades de la locomotora, cambiando gradualmente a baja corriente y alta tensión a medida que la locomotora acelera. Por lo tanto, la potencia neta producida por la locomotora permanecerá constante para cualquier ajuste del acelerador (véase el gráfico de la curva de potencia de la muesca 8).

En los diseños más antiguos, el regulador de la locomotora principal y un dispositivo complementario, el regulador de carga, desempeñan un papel central en el sistema de control. El regulador tiene dos entradas externas: la velocidad solicitada del motor, determinada por el ajuste del acelerador del conductor del motor, y la velocidad real del motor (retroalimentación). El regulador tiene dos salidas de control externas: el ajuste del inyector de combustible, que determina la tasa de combustible del motor, y la posición actual del regulador, que afecta a la excitación del generador principal. El regulador también incorpora un mecanismo independiente de protección contra el exceso de velocidad que cortará inmediatamente el suministro de combustible a los inyectores y hará sonar una alarma en la cabina en caso de que el motor principal supere unas RPM definidas. No todas estas entradas y salidas son necesariamente eléctricas.

Locomotora diesel rusa TEP80
Un EMD 12-567B de 12 cilindros y 2 tiempos (en primer plano; «agujeros de mano» cuadrados), almacenado a la espera de ser reconstruido, y al que le faltan algunos componentes, con un motor 16-567C o D de 16 cilindros (fondo; «agujeros de mano» redondos).

Como la carga en el motor cambia, su velocidad de rotación también cambiará. Esto es detectado por el regulador a través de un cambio en la señal de retroalimentación de la velocidad del motor. El efecto neto es ajustar tanto la tasa de combustible como la posición del regulador de carga para que las RPM y el par del motor (y, por tanto, la potencia de salida) permanezcan constantes para cualquier ajuste del acelerador, independientemente de la velocidad real de la carretera.

En los diseños más recientes controlados por un «ordenador de tracción», a cada paso de la velocidad del motor se le asigna una potencia de salida adecuada, o «referencia de kW», en el software. El ordenador compara este valor con la potencia real del generador principal, o «retroalimentación de kW», calculada a partir de los valores de retroalimentación de la corriente del motor de tracción y de la tensión del generador principal. El ordenador ajusta el valor de retroalimentación para que coincida con el valor de referencia controlando la excitación del generador principal, como se ha descrito anteriormente. El regulador sigue controlando la velocidad del motor, pero el regulador de carga ya no desempeña un papel central en este tipo de sistema de control. Sin embargo, el regulador de carga se mantiene como «reserva» en caso de sobrecarga del motor. Las locomotoras modernas equipadas con inyección electrónica de combustible (EFI) pueden carecer de regulador mecánico; sin embargo, se conservan un regulador de carga y un regulador «virtual» con módulos informáticos.

El rendimiento del motor de tracción se controla variando la salida de tensión de CC del generador principal, en el caso de los motores de CC, o variando la frecuencia y la salida de tensión del VVVF en el caso de los motores de CA. En el caso de los motores de CC, se utilizan varias combinaciones de conexiones para adaptar el accionamiento a las distintas condiciones de funcionamiento.

En estado de reposo, la salida del generador principal es inicialmente de baja tensión/alta corriente, a menudo superior a 1000 amperios por motor a plena potencia. Cuando la locomotora está parada o casi parada, el flujo de corriente estará limitado únicamente por la resistencia de CC de los devanados del motor y los circuitos de interconexión, así como por la capacidad del propio generador principal. El par en un motor bobinado en serie es aproximadamente proporcional al cuadrado de la corriente. Por lo tanto, los motores de tracción producirán su mayor par, haciendo que la locomotora desarrolle el máximo esfuerzo de tracción, permitiéndole superar la inercia del tren. Este efecto es análogo al que se produce en la transmisión automática de un automóvil al arrancar, cuando está en primera y, por lo tanto, produciendo la máxima multiplicación del par.

A medida que la locomotora acelera, las armaduras de los motores, ahora en rotación, comenzarán a generar una fuerza contraelectromotriz (back EMF, lo que significa que los motores también están tratando de actuar como generadores), que se opondrá a la salida del generador principal y hará que la corriente del motor de tracción disminuya. La tensión del generador principal aumentará en consecuencia en un intento de mantener la potencia del motor, pero finalmente alcanzará una meseta. En este punto, la locomotora dejará esencialmente de acelerar, a menos que esté en una pendiente. Dado que esta meseta se alcanzará normalmente a una velocidad sustancialmente inferior a la máxima que se pueda desear, hay que hacer algo para cambiar las características del accionamiento para permitir una aceleración continuada. Este cambio se denomina «transición», un proceso que es análogo al cambio de marchas en un automóvil.

Los métodos de transición incluyen:

  • Serie / Paralelo o «transición de motores».
    • Al principio, los pares de motores se conectan en serie a través del generador principal. A mayor velocidad, los motores se vuelven a conectar en paralelo a través del generador principal.
  • «Derivación de campo», «desviación de campo» o «fielding débil».
    • La resistencia se conecta en paralelo con el campo del motor. Esto tiene el efecto de aumentar la corriente del inducido, produciendo un aumento correspondiente en el par y la velocidad del motor.

También se pueden combinar ambos métodos, para aumentar el rango de velocidad de funcionamiento.

  • Transición generador/rectificador
  • Reconectando los dos devanados internos principales del generador de dos rectificadores de paralelo a serie para aumentar la tensión de salida.

En las locomotoras más antiguas, era necesario que el maquinista ejecutara manualmente la transición mediante el uso de un control separado. Como ayuda para realizar la transición en el momento adecuado, el medidor de carga (un indicador que muestra al maquinista cuánta corriente consumen los motores de tracción) se calibraba para indicar en qué puntos debía realizarse la transición hacia delante o hacia atrás. La transición automática se desarrolló posteriormente para producir una mayor eficiencia operativa y para proteger el generador principal y los motores de tracción de la sobrecarga derivada de una transición inadecuada.

Las locomotoras modernas incorporan inversores de tracción, de CA a CC, capaces de suministrar 1.200 voltios (los generadores de tracción anteriores, de CC a CC, sólo podían suministrar 600 voltios). Esta mejora se logró en gran medida gracias a los avances en la tecnología de los diodos de silicio. Con la capacidad de entregar 1.200 voltios a los motores de tracción, se eliminó la necesidad de «transición».

Freno dinámicoEditar

Artículo principal: Freno dinámico

Una opción común en las locomotoras diésel-eléctricas es el frenado dinámico (reostático).

El frenado dinámico aprovecha el hecho de que las armaduras de los motores de tracción siempre están girando cuando la locomotora está en movimiento y que se puede hacer que un motor actúe como un generador excitando por separado el devanado de campo. Cuando se utiliza el frenado dinámico, los circuitos de control de tracción están configurados de la siguiente manera:

  • El devanado de campo de cada motor de tracción está conectado a través del generador principal.
  • El inducido de cada motor de tracción está conectado a través de una rejilla de resistencia refrigerada por aire forzado (la rejilla de frenado dinámico) en el techo del capó de la locomotora.
  • Las RPM del motor principal se incrementan y el campo del generador principal se excita, causando una excitación correspondiente de los campos del motor de tracción.
  • El efecto agregado de lo anterior es hacer que cada motor de tracción genere energía eléctrica y la disipe como calor en la red de frenado dinámico. Un ventilador conectado a través de la red proporciona refrigeración por aire forzado. En consecuencia, el ventilador es alimentado por la salida de los motores de tracción y tenderá a funcionar más rápido y a producir más flujo de aire a medida que se aplique más energía a la red.

    En última instancia, la fuente de la energía disipada en la red de frenado dinámico es el movimiento de la locomotora tal como se imparte a las armaduras del motor de tracción. Por lo tanto, los motores de tracción imponen resistencia y la locomotora actúa como freno. A medida que la velocidad disminuye, el efecto de frenado decae y suele ser ineficaz por debajo de los 16 km/h aproximadamente, dependiendo de la relación de transmisión entre los motores de tracción y los ejes.

    El frenado dinámico es especialmente beneficioso cuando se opera en regiones montañosas; donde siempre existe el peligro de que se produzca una salida de vía debido al sobrecalentamiento de los frenos de fricción durante el descenso. En estos casos, los frenos dinámicos suelen aplicarse junto con los frenos de aire, y el efecto combinado se denomina frenado combinado. El uso de los frenos combinados también puede ayudar a mantener la holgura de un tren largo al subir una pendiente, lo que ayuda a evitar un «atropello», un amontonamiento abrupto de la holgura del tren que puede causar un descarrilamiento. El frenado combinado también se utiliza habitualmente en los trenes de cercanías para reducir el desgaste de los frenos mecánicos, que es el resultado natural de las numerosas paradas que suelen hacer estos trenes durante su recorrido.

    ElectrodieselEditar

    La locomotora electrodiesel GE Genesis P32AC-DM de Metro-North también puede funcionar con electrificación de tercer carril.
    Artículo principal: Locomotora electrodiésel

    Estas locomotoras especiales pueden funcionar como locomotora eléctrica o como locomotora diésel. La Long Island Rail Road, Metro-North Railroad y New Jersey Transit Rail Operations operan con locomotoras de modo dual diésel-eléctrico/tercer carril (catenaria en NJTransit) entre el territorio no electrificado y la ciudad de Nueva York debido a una ley local que prohíbe las locomotoras diésel en los túneles de Manhattan. Por la misma razón, Amtrak opera una flota de locomotoras de modo dual en el área de Nueva York. Los ferrocarriles británicos utilizaban locomotoras duales diésel-eléctricas/eléctricas diseñadas para funcionar principalmente como locomotoras eléctricas con una potencia reducida cuando funcionaban con energía diésel. Esto permitía que los patios ferroviarios siguieran sin electrificar, ya que el sistema de alimentación del tercer carril es extremadamente peligroso en una zona de patio.

    Diésel-hidráulicoEditar

    Diésel-hidráulico JNR DD51 1

    Las locomotoras diésel-hidráulicas utilizan uno o más convertidores de par, en combinación con engranajes de relación fija. Los ejes de transmisión y los engranajes forman la transmisión final para transportar la potencia de los convertidores de par a las ruedas, y para efectuar la marcha atrás. La diferencia entre los sistemas hidráulicos y mecánicos radica en el ajuste de la velocidad y el par. En el sistema de transmisión mecánica que tiene múltiples relaciones, como en una caja de cambios, si hay una sección hidráulica, es sólo para permitir que el motor funcione cuando el tren está demasiado lento o parado. En el sistema hidráulico, la hidráulica es el sistema principal para adaptar la velocidad y el par del motor a la situación del tren, con la selección de la marcha sólo para un uso limitado, como la marcha atrás.

    Transmisión hidrostáticaEditar

    Los sistemas de transmisión hidráulica que utilizan un sistema de transmisión hidráulica hidrostática se han aplicado al uso ferroviario. Algunos ejemplos modernos son las locomotoras de maniobra de 350 a 750 CV (260 a 560 kW) de Cockerill (Bélgica), y las locomotoras industriales de vía estrecha de 4 a 12 toneladas de 35 a 58 kW (47 a 78 CV) de GIA, filial de Atlas Copco. Las transmisiones hidrostáticas también se utilizan en máquinas de mantenimiento de ferrocarriles (apisonadoras, amoladoras de carriles).

    La aplicación de las transmisiones hidrostáticas se limita generalmente a pequeñas locomotoras de maniobras y equipos de mantenimiento de ferrocarriles, además de utilizarse para aplicaciones no relacionadas con la tracción en motores diésel, como accionamientos para ventiladores de motores de tracción.

    Transmisión hidrocinéticaEditar

    Ver también: Convertidor de par y Acoplamiento de fluidos

    DB clase V 200 diésel-hidráulico

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    Una locomotora diésel-hidráulica Henschel (Alemania) en Medan, Sumatra del Norte

    La transmisión hidrocinética (también llamada transmisión hidrodinámica) utiliza un convertidor de par. Un convertidor de par consta de tres partes principales, dos de las cuales giran, y una (el estator) que tiene un bloqueo que impide la rotación hacia atrás y añade par de salida redirigiendo el flujo de aceite a bajas RPM de salida. Las tres piezas principales están selladas en una carcasa llena de aceite. Para hacer coincidir la velocidad del motor con la velocidad de la carga en toda la gama de velocidades de una locomotora, se requiere algún método adicional para obtener una gama suficiente. Un método es seguir el convertidor de par con una caja de cambios mecánica que cambie las relaciones automáticamente, de forma similar a la transmisión automática de un automóvil. Otro método es proporcionar varios convertidores de par, cada uno con un rango de variabilidad que cubra parte del total requerido; todos los convertidores de par están conectados mecánicamente todo el tiempo, y el apropiado para el rango de velocidad requerido se selecciona llenándolo de aceite y drenando los otros. El llenado y vaciado se realiza con la transmisión bajo carga, y da como resultado unos cambios de gama muy suaves y sin interrupción de la potencia transmitida.

    LocomotorasEditar
    Locomotoras diesel-hidráulicas de British Rail: Clase 52 «Western», Clase 42 «Warship» y Clase 35 «Hymek»

    Las locomotoras diesel-hidráulicas son menos eficientes que las diesel-eléctricas. Las locomotoras diésel-hidráulicas de la primera generación de BR eran significativamente menos eficientes (c. 65%) que las diésel-eléctricas (c. 80%), Además, en muchos países se comprobó que las versiones iniciales eran mecánicamente más complicadas y más propensas a sufrir averías. La transmisión hidráulica para las locomotoras se desarrolló en Alemania. Todavía existe un debate sobre los méritos relativos de los sistemas de transmisión hidráulica frente a los eléctricos: las ventajas que se atribuyen a los sistemas hidráulicos incluyen un menor peso, una alta fiabilidad y un menor coste de capital.

    En el siglo XXI, para la tracción de locomotoras diesel en todo el mundo, la mayoría de los países utilizaban diseños diesel-eléctricos, con diseños diesel-hidráulicos que no se encuentran en uso fuera de Alemania y Japón, y algunos estados vecinos, donde se utiliza en diseños para el trabajo de mercancías.

    En Alemania y Finlandia, los sistemas diesel-hidráulicos han logrado una alta fiabilidad en la operación. En el Reino Unido, el principio diésel-hidráulico se ganó una mala reputación debido a la escasa durabilidad y fiabilidad de la transmisión hidráulica Maybach Mekydro. Se sigue discutiendo sobre la fiabilidad relativa de los sistemas hidráulicos, y se cuestiona si los datos han sido manipulados para favorecer a los proveedores locales en detrimento de los no alemanes.

    Unidades múltiplesEditar

    La transmisión diesel-hidráulica es común en las unidades múltiples, con varios diseños de transmisión utilizados, incluyendo los convertidores de par Voith, y los acoplamientos de fluidos en combinación con los engranajes mecánicos.

    La mayor parte del stock de DMUs de pasajeros de la segunda generación de los ferrocarriles británicos utilizaba la transmisión hidráulica. En el siglo XXI, los diseños que utilizan la transmisión hidráulica incluyen las familias Turbostar, Talent y RegioSwinger de Bombardier; las versiones con motor diésel de la plataforma Siemens Desiro y el Stadler Regio-Shuttle.

    EjemplosEditar
    Una VR Clase Dv12 locomotora diésel-hidráulica
    Una GMD GMDH-1 locomotora diésel-hidráulica

    Las locomotoras diésel-hidráulicas tienen una cuota de mercado menor que las de transmisión diésel-eléctrica – el principal usuario mundial de transmisiones hidráulicas de línea principal fue la República Federal de Alemania, con diseños que incluyen la clase V 200 de los años 50 y la familia V 160 de los años 60 y 70. Los Ferrocarriles Británicos introdujeron una serie de diseños diesel-hidráulicos durante su Plan de Modernización de 1955, inicialmente versiones fabricadas bajo licencia de diseños alemanes (ver Categoría:Locomotoras diesel-hidráulicas de Gran Bretaña). En España, RENFE utilizó diseños bimotores alemanes de alta relación potencia/peso para el transporte de trenes de alta velocidad entre los años 1960 y 1990. (Véanse las clases 340, 350, 352, 353, 354 de RENFE)

    Otras locomotoras de línea principal del período de posguerra fueron las locomotoras experimentales GMD GMDH-1 de la década de 1950; la clase 61-000 sudafricana construida por Henschel & Son; en la década de 1960 Southern Pacific compró 18 locomotoras diésel-hidráulicas Krauss-Maffei KM ML-4000. El Denver & Rio Grande Western Railroad también compró tres, todas ellas vendidas posteriormente a SP.

    En Finlandia, más de 200 unidades de la clase VR Dv12 y Dr14 diésel-hidráulicas construidas en Finlandia con transmisiones Voith se han utilizado continuamente desde principios de la década de 1960. Todas las unidades de la clase Dr14 y la mayoría de las de la clase Dv12 siguen en servicio. VR ha abandonado algunas unidades de la serie 2700 Dv12 que estaban en mal estado.

    En el siglo XXI los diseños diésel-hidráulicos de ancho de vía estándar de producción en serie incluyen el Voith Gravita, encargado por Deutsche Bahn, y los diseños Vossloh G2000 BB, G1206 y G1700, todos ellos fabricados en Alemania para uso de mercancías.

    Diesel-vaporEditar

    Locomotora soviética TP1

    Artículo principal: Locomotora híbrida vapor-diésel

    Locomotoras híbridas vapor-diésel pueden utilizar el vapor generado por una caldera o el diésel para impulsar un motor de pistón. El sistema de vapor comprimido Cristiani utilizaba un motor diésel para alimentar un compresor que impulsaba y recirculaba el vapor producido por una caldera; utilizando efectivamente el vapor como medio de transmisión de potencia, siendo el motor diésel el motor principal

    Diésel-neumáticoEditar

    La locomotora diésel-neumática fue de interés en la década de 1930 porque ofrecía la posibilidad de convertir las locomotoras de vapor existentes en funcionamiento diésel. El bastidor y los cilindros de la locomotora de vapor se conservaban y la caldera se sustituía por un motor diésel que accionaba un compresor de aire. El problema era el bajo rendimiento térmico debido a la gran cantidad de energía desperdiciada en forma de calor en el compresor de aire. Se intentó compensar esta situación utilizando los gases de escape del diésel para recalentar el aire comprimido, pero el éxito fue limitado. Una propuesta alemana de 1929 dio lugar a un prototipo, pero una propuesta británica similar de 1932, que utilizaba una locomotora de la clase R1 de la LNER, nunca pasó de la fase de diseño.