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
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.
The mechanical transmissions used for railroad propulsion are generally more complex and much more robust than standard-road versions. De obicei, între motor și cutia de viteze este interpus un cuplaj cu fluid, iar cutia de viteze este adesea de tip epiciclic (planetar) pentru a permite schimbarea treptelor de viteză în timpul sarcinii. Au fost concepute diverse sisteme pentru a minimiza întreruperea transmisiei în timpul schimbării treptelor de viteză; de exemplu, cutia de viteze S.S.S. (synchro-self-shifting) utilizată de Hudswell Clarke.
Propulsia diesel-mecanică este limitată de dificultatea de a construi o transmisie de dimensiuni rezonabile capabilă să facă față puterii și cuplului necesar pentru a mișca un tren greu. S-au făcut o serie de încercări de utilizare a propulsiei diesel-mecanice în aplicații de mare putere (de ex, locomotiva British Rail 10100 de 1.500 kW (2.000 CP)), deși niciuna nu s-a dovedit a fi un succes în cele din urmă.
Diesel-electricEdit
Într-o locomotivă diesel-electrică, motorul diesel acționează fie un generator electric de curent continuu (în general, mai puțin de 3.000 de cai putere (2.200 kW) net pentru tracțiune), fie un alternator-redresor electric de curent alternativ (în general, 3.000 de cai putere (2.200 kW) net sau mai mult pentru tracțiune), a cărui ieșire furnizează energie motoarelor de tracțiune care acționează locomotiva. Nu există nicio legătură mecanică între motorul diesel și roți.
Componentele importante ale propulsiei diesel-electrice sunt motorul diesel (cunoscut și sub numele de motor principal), generatorul principal/alternatorul-rectificator, motoarele de tracțiune (de obicei cu patru sau șase axe) și un sistem de control format din regulatorul motorului și componentele electrice sau electronice, inclusiv comutatoarele, redresoarele și alte componente, care controlează sau modifică alimentarea electrică a motoarelor de tracțiune. În cel mai elementar caz, generatorul poate fi conectat direct la motoare doar cu un comutator foarte simplu.
.
Original, motoarele de tracțiune și generatorul au fost mașini de curent continuu. În urma dezvoltării redresoarelor cu siliciu de mare capacitate în anii 1960, generatorul de curent continuu a fost înlocuit cu un alternator care utilizează o punte de diode pentru a converti ieșirea sa în curent continuu. Acest progres a îmbunătățit considerabil fiabilitatea locomotivei și a redus costurile de întreținere a generatorului prin eliminarea comutatorului și a periilor din generator. Eliminarea periilor și a colectorului, la rândul său, a eliminat posibilitatea unui tip de eveniment deosebit de distructiv, denumit flashover, care ar putea duce la defectarea imediată a generatorului și, în unele cazuri, la declanșarea unui incendiu în sala motoarelor.
Practica nord-americană actuală este de patru axe pentru transportul de pasageri de mare viteză sau pentru transportul de marfă „la timp”, sau de șase axe pentru transportul de marfă de viteză mai mică sau „manifest”. Cele mai moderne unități în serviciul de transport de marfă „time” tind să aibă șase osii sub cadru. Spre deosebire de cele din serviciul „manifest”, unitățile de marfă „time” vor avea doar patru dintre osii conectate la motoarele de tracțiune, celelalte două fiind osii libere pentru distribuirea greutății.
La sfârșitul anilor 1980, dezvoltarea transmisiilor de mare putere cu tensiune variabilă/frecvență variabilă (VVVF), sau a „invertoarelor de tracțiune”, a permis utilizarea motoarelor de tracțiune de curent alternativ polifazate, eliminând astfel și comutatorul și periile motorului. Rezultatul este o acționare mai eficientă și mai fiabilă, care necesită relativ puțină întreținere și care poate face față mai bine condițiilor de suprasarcină care distrugeau adesea vechile tipuri de motoare.
Comenzi diesel-electriceEdit
Puterea de ieșire a unei locomotive diesel-electrice este independentă de viteza de deplasare, atâta timp cât nu sunt depășite limitele de curent și tensiune ale generatorului unității. Prin urmare, capacitatea unității de a dezvolta un efort de tracțiune (denumit și tracțiune la bara de tracțiune sau forță de tracțiune, care este ceea ce propulsează efectiv trenul) va tinde să varieze invers cu viteza în aceste limite. (A se vedea curba de putere de mai jos). Menținerea unor parametri acceptabili de funcționare a fost una dintre principalele considerente de proiectare care a trebuit să fie rezolvată în dezvoltarea timpurie a locomotivelor diesel-electrice și, în cele din urmă, a condus la sistemele complexe de control existente pe unitățile moderne.
Funcționarea accelerațieiEdit
Puterea motorului principal este determinată în principal de viteza de rotație (RPM) și de rata de combustibil, care sunt reglementate de un regulator sau de un mecanism similar. Regulatorul este conceput pentru a reacționa atât la reglajul accelerației, determinat de conducătorul motorului, cât și la viteza la care funcționează motorul principal (a se vedea Teoria controlului).
Puterea de ieșire a locomotivei și, prin urmare, viteza, este controlată în mod obișnuit de conducătorul motorului cu ajutorul unui regulator în trepte sau „cu crestături” care produce semnale electrice de tip binar care corespund poziției accelerației. Această concepție de bază se pretează bine la funcționarea cu mai multe unități (MU) prin producerea unor condiții discrete care asigură că toate unitățile dintr-un ansamblu răspund în același mod la poziția clapetei de accelerație. Codificarea binară ajută, de asemenea, la reducerea la minimum a numărului de linii de tren (conexiuni electrice) care sunt necesare pentru a transmite semnale de la o unitate la alta. De exemplu, sunt necesare doar patru linii de tren pentru a codifica toate pozițiile posibile ale accelerației dacă există până la 14 trepte de accelerație.
Locomotivele nord-americane, cum ar fi cele construite de EMD sau General Electric, au opt poziții ale accelerației sau „crestături”, precum și un „reversor” pentru a le permite să funcționeze bidirecțional. Multe locomotive construite în Regatul Unit au o manetă de accelerație cu zece poziții. Pozițiile de putere sunt deseori denumite de către echipajele locomotivelor în funcție de setarea accelerației, cum ar fi „cursă 3” sau „crestătură 3”.
La locomotivele mai vechi, mecanismul de accelerație era cu clichet, astfel încât nu era posibil să se avanseze mai mult de o poziție de putere la un moment dat. Mecanicul de locomotivă nu putea, de exemplu, să tragă accelerația de la treapta 2 la treapta 4 fără să se oprească la treapta 3. Această caracteristică era menită să prevină manevrarea dură a trenului din cauza creșterilor bruște de putere cauzate de mișcarea rapidă a accelerației („stripping throttle”, o încălcare a regulilor de exploatare pe multe căi ferate). Locomotivele moderne nu mai au această restricție, deoarece sistemele lor de control sunt capabile să moduleze ușor puterea și să evite schimbările bruște în încărcarea trenului, indiferent de modul în care mecanicul de locomotivă acționează comenzile.
Când accelerația se află în poziția de ralanti, motorul principal va primi un nivel minim de combustibil, ceea ce face ca acesta să meargă la ralanti la turație mică. În plus, motoarele de tracțiune nu vor fi conectate la generatorul principal, iar înfășurările de câmp ale generatorului nu vor fi excitate (alimentate) – generatorul nu va produce energie electrică fără excitație. Prin urmare, locomotiva se va afla în „neutru”. Din punct de vedere conceptual, acest lucru este același lucru cu plasarea transmisiunii unui automobil în punctul mort în timp ce motorul este în funcțiune.
Pentru a pune locomotiva în mișcare, mânerul de control al inversorului este plasat în poziția corectă (înainte sau înapoi), frâna este eliberată și accelerația este mutată în poziția Run 1 (prima crestătură de putere). Un mecanic de locomotivă experimentat poate realiza acești pași în mod coordonat, ceea ce va duce la o pornire aproape imperceptibilă. Poziționarea inversorului și mișcarea concomitentă a accelerației este, din punct de vedere conceptual, ca și cum ai schimba transmisia automată a unui automobil în marșarier în timp ce motorul este la ralanti.
Punerea accelerației în prima poziție de putere va face ca motoarele de tracțiune să fie conectate la generatorul principal și ca bobinele de câmp ale acestuia din urmă să fie excitate. Cu excitația aplicată, generatorul principal va furniza energie electrică motoarelor de tracțiune, ceea ce va avea ca rezultat mișcarea. Dacă locomotiva rulează „ușor” (adică nu este cuplată la restul trenului) și nu se află pe o pantă ascendentă, aceasta va accelera cu ușurință. Pe de altă parte, în cazul în care se pornește un tren lung, locomotiva poate stagna imediat ce o parte din frânghie a fost preluată, deoarece rezistența impusă de tren va depăși forța de tracțiune dezvoltată. Un mecanic de locomotivă experimentat va fi capabil să recunoască un blocaj incipient și va avansa treptat accelerația, după cum este necesar pentru a menține ritmul de accelerare.
Pe măsură ce accelerația este mutată la muchiile de putere mai mari, rata de combustibil către motorul principal va crește, ceea ce va duce la o creștere corespunzătoare a turației și a puterii de ieșire în cai putere. În același timp, excitația câmpului generatorului principal va fi crescută proporțional pentru a absorbi puterea mai mare. Acest lucru se va traduce printr-o ieșire electrică mai mare către motoarele de tracțiune, cu o creștere corespunzătoare a forței de tracțiune. În cele din urmă, în funcție de cerințele programului trenului, mecanicul de locomotivă va fi mutat accelerația în poziția de putere maximă și o va menține acolo până când trenul va accelera până la viteza dorită.
Sistemul de propulsie este proiectat pentru a produce cuplul maxim al motorului de tracțiune la pornire, ceea ce explică de ce locomotivele moderne sunt capabile să pornească trenuri cu o greutate de peste 15.000 de tone, chiar și pe pante ascendente. Tehnologia actuală permite ca o locomotivă să dezvolte o forță de tracțiune de până la 30% din greutatea șoferului încărcat, ceea ce înseamnă o forță de tracțiune de 530 kN (120.000 de lire-forță) pentru o unitate de marfă (bunuri) mare, cu șase axe. De fapt, un ansamblu de astfel de unități poate produce la pornire o forță de tracțiune la bara de tracțiune mai mult decât suficientă pentru a avaria sau deraia vagoane (dacă se află într-o curbă) sau pentru a rupe cuplele (aceasta din urmă fiind denumită în argoul nord-american al căilor ferate „sacadarea unui plămân”). Prin urmare, este de datoria mecanicului de locomotivă să monitorizeze cu atenție cantitatea de putere aplicată la pornire pentru a evita daunele. În mod special, „smuciturile ar putea fi o catastrofă dacă ar avea loc pe o pantă ascendentă, cu excepția faptului că siguranța inerentă funcționării corecte a frânelor automate de tren cu siguranță instalate în prezent în vagoane împiedică trenurile să plece de pe loc prin aplicarea automată a frânelor vagoanelor atunci când presiunea aerului din linia de tren scade.
Funcționarea sistemului de propulsieEdit
Sistemul de control al unei locomotive este proiectat astfel încât puterea electrică a generatorului principal să fie adaptată la orice turație dată a motorului. Având în vedere caracteristicile înnăscute ale motoarelor de tracțiune, precum și modul în care motoarele sunt conectate la generatorul principal, generatorul va produce curent ridicat și tensiune scăzută la viteze mici ale locomotivei, trecând treptat la curent scăzut și tensiune ridicată pe măsură ce locomotiva accelerează. Prin urmare, puterea netă produsă de locomotivă va rămâne constantă pentru orice setare dată a accelerației (a se vedea graficul curbei de putere pentru crestătura 8).
În proiectele mai vechi, regulatorul motorului principal și un dispozitiv însoțitor, regulatorul de sarcină, joacă un rol central în sistemul de control. Regulatorul are două intrări externe: turația solicitată a motorului, determinată de setarea accelerației de către conducătorul motorului, și turația reală a motorului (feedback). Regulatorul are două ieșiri externe de control: setarea injectorului de combustibil, care determină debitul de combustibil al motorului, și poziția curentă a regulatorului, care afectează excitația generatorului principal. Guvernatorul încorporează, de asemenea, un mecanism separat de protecție împotriva supravitezei, care va întrerupe imediat alimentarea cu combustibil a injectoarelor și va declanșa o alarmă în cabină în cazul în care motorul principal depășește o turație definită. Nu toate aceste intrări și ieșiri sunt neapărat electrice.
Cum se schimbă sarcina pe motor, se va schimba și viteza de rotație a acestuia. Acest lucru este detectat de regulator printr-o modificare a semnalului de feedback al turației motorului. Efectul net este acela de a regla atât rata de combustibil, cât și poziția regulatorului de sarcină, astfel încât turația motorului și cuplul (și, prin urmare, puterea de ieșire) să rămână constante pentru orice setare dată a accelerației, indiferent de viteza reală a drumului.
În modelele mai noi controlate de un „computer de tracțiune”, fiecărei trepte de viteză a motorului i se alocă în software o putere de ieșire corespunzătoare, sau „kW de referință”. Calculatorul compară această valoare cu puterea reală de ieșire a generatorului principal, sau „kW de reacție”, calculată din valorile de reacție ale curentului motorului de tracțiune și ale tensiunii generatorului principal. Calculatorul ajustează valoarea de reacție pentru a se potrivi cu valoarea de referință prin controlul excitației generatorului principal, așa cum este descris mai sus. Regulatorul are în continuare controlul turației motorului, dar regulatorul de sarcină nu mai joacă un rol central în acest tip de sistem de control. Cu toate acestea, regulatorul de sarcină este păstrat ca „rezervă” în caz de suprasarcină a motorului. Locomotivele moderne echipate cu injecție electronică de combustibil (EFI) pot să nu aibă regulator mecanic; cu toate acestea, un regulator de sarcină și un regulator „virtual” sunt păstrate cu ajutorul unor module de calculator.
Performanțele motorului de tracțiune sunt controlate fie prin variația tensiunii de ieșire de curent continuu a generatorului principal, în cazul motoarelor de curent continuu, fie prin variația frecvenței și a tensiunii de ieșire a VVVF pentru motoarele de curent alternativ. În cazul motoarelor de curent continuu, sunt utilizate diverse combinații de conexiuni pentru a adapta unitatea la condiții de funcționare variabile.
La oprire, ieșirea generatorului principal este inițial de tensiune joasă/curent ridicat, depășind adesea 1000 de amperi pe motor la putere maximă. Atunci când locomotiva este la sau aproape de staționare, fluxul de curent va fi limitat doar de rezistența la curent continuu a înfășurărilor motorului și a circuitelor de interconectare, precum și de capacitatea generatorului principal în sine. Cuplul într-un motor înfășurat în serie este aproximativ proporțional cu pătratul curentului. Prin urmare, motoarele de tracțiune vor produce cel mai mare cuplu, ceea ce face ca locomotiva să dezvolte un efort de tracțiune maxim, permițându-i să învingă inerția trenului. Acest efect este analog cu ceea ce se întâmplă la pornirea unei transmisii automate de automobil, care se află în prima treaptă de viteză, producând astfel o multiplicare maximă a cuplului.
În timp ce locomotiva accelerează, armăturile motoarelor, care acum se rotesc, vor începe să genereze o forță contra-electromotoare (back EMF, ceea ce înseamnă că motoarele încearcă, de asemenea, să acționeze ca generatoare), care se va opune ieșirii generatorului principal și va face ca curentul motoarelor de tracțiune să scadă. Tensiunea generatorului principal va crește în mod corespunzător în încercarea de a menține puterea motorului, dar va ajunge în cele din urmă la un platou. În acest moment, locomotiva va înceta practic să mai accelereze, cu excepția cazului în care se află pe o pantă descendentă. Deoarece acest platou va fi de obicei atins la o viteză substanțial mai mică decât cea maximă care poate fi dorită, trebuie să se facă ceva pentru a schimba caracteristicile de acționare pentru a permite continuarea accelerării. Această schimbare se numește „tranziție”, un proces care este analog cu schimbarea treptelor de viteză într-un automobil.
Metodele de tranziție includ:
- Serie / Paralel sau „tranziția motoarelor”.
- În principiu, perechile de motoare sunt conectate în serie pe generatorul principal. La o viteză mai mare, motoarele sunt reconectate în paralel peste generatorul principal.
- „Șuntarea câmpului”, „devierea câmpului” sau „câmpul slab”.
- Rezistența este conectată în paralel cu câmpul motorului. Acest lucru are ca efect creșterea curentului de indus, producând o creștere corespunzătoare a cuplului și a vitezei motorului.
Ambele metode pot fi, de asemenea, combinate, pentru a mări domeniul de viteză de funcționare.
- Tranziția generator / redresor
- Reconectarea celor două înfășurări statorice interne separate ale generatorului principal de la două redresoare din paralel în serie, pentru a crește tensiunea de ieșire.
La locomotivele mai vechi, era necesar ca mecanicul de locomotivă să execute manual tranziția prin utilizarea unei comenzi separate. Ca un ajutor pentru a efectua tranziția la momentul potrivit, contorul de sarcină (un indicator care arată mecanicului de locomotivă cât curent consumă motoarele de tracțiune) a fost calibrat pentru a indica în ce puncte trebuie să aibă loc tranziția înainte sau înapoi. Tranziția automată a fost dezvoltată ulterior pentru a produce o eficiență mai bună a funcționării și pentru a proteja generatorul principal și motoarele de tracțiune de supraîncărcarea cauzată de o tranziție necorespunzătoare.
Locomotivele moderne încorporează invertoare de tracțiune, de la curent alternativ la curent continuu, capabile să furnizeze 1.200 de volți (generatoarele de tracțiune anterioare, de la curent continuu la curent continuu, erau capabile să furnizeze doar 600 de volți). Această îmbunătățire a fost realizată în mare parte prin îmbunătățiri în tehnologia diodelor de siliciu. Odată cu capacitatea de a furniza 1.200 de volți motoarelor de tracțiune, a fost eliminată necesitatea „tranziției”.
Frânare dinamicăEdit
O opțiune comună la locomotivele diesel-electrice este frânarea dinamică (reostatică).
Frânarea dinamică profită de faptul că armăturile motoarelor de tracțiune se rotesc întotdeauna când locomotiva este în mișcare și că un motor poate fi făcut să acționeze ca un generator prin excitarea separată a înfășurării de câmp. Atunci când se utilizează frânarea dinamică, circuitele de control al tracțiunii sunt configurate după cum urmează:
- Înfășurarea de câmp a fiecărui motor de tracțiune este conectată la generatorul principal.
- Armajul fiecărui motor de tracțiune este conectat la o grilă de rezistență răcită cu aer forțat (grila de frânare dinamică) din acoperișul capotei locomotivei.
- RPM-ul motorului principal este mărit și câmpul generatorului principal este excitat, provocând o excitație corespunzătoare a câmpurilor motoarelor de tracțiune.
Efectul agregat al celor de mai sus este acela de a determina fiecare motor de tracțiune să genereze energie electrică și să o disipeze sub formă de căldură în rețeaua de frânare dinamică. Un ventilator conectat de-a lungul rețelei asigură răcirea cu aer forțat. În consecință, ventilatorul este alimentat de puterea motoarelor de tracțiune și va avea tendința de a funcționa mai repede și de a produce mai mult flux de aer pe măsură ce mai multă energie este aplicată rețelei.
În ultimă instanță, sursa energiei disipate în rețeaua de frânare dinamică este mișcarea locomotivei, așa cum este transmisă armăturilor motoarelor de tracțiune. Prin urmare, motoarele de tracțiune impun rezistență, iar locomotiva acționează ca o frână. Pe măsură ce viteza scade, efectul de frânare scade și, de obicei, devine ineficient sub aproximativ 16 km/h (10 mph), în funcție de raportul de transmisie dintre motoarele de tracțiune și osii.
Frenarea dinamică este deosebit de benefică atunci când se operează în regiuni muntoase; unde există întotdeauna pericolul unei scăpări din cauza supraîncălzirii frânelor de fricțiune în timpul coborârii. În astfel de cazuri, frânele dinamice sunt de obicei aplicate împreună cu frânele pneumatice, efectul combinat fiind denumit frânare mixtă. Utilizarea frânării mixte poate contribui, de asemenea, la menținerea întinderii frânelor unui tren lung pe măsură ce acesta urcă o pantă, ajutând astfel la evitarea unei „intrări prin fugă”, o strângere bruscă a frânelor, care poate provoca o deraiere. Frânarea mixtă este, de asemenea, utilizată în mod obișnuit în cazul trenurilor de navetiști pentru a reduce uzura frânelor mecanice, care este un rezultat natural al numeroaselor opriri pe care aceste trenuri le fac de obicei în timpul unei curse.
Electro-dieselEdit
Aceste locomotive speciale pot funcționa ca o locomotivă electrică sau ca o locomotivă diesel. Long Island Rail Road, Metro-North Railroad și New Jersey Transit Rail Operations operează locomotive dual-mode diesel-electric/third-rail (catenară la NJTransit) între teritoriul neelectrificat și New York City din cauza unei legi locale care interzice locomotivele cu motor diesel în tunelurile din Manhattan. Din același motiv, Amtrak operează o flotă de locomotive dual-mode în zona New York-ului. British Rail a exploatat locomotive duale diesel-electrice/electrice concepute pentru a funcționa în principal ca locomotive electrice, cu o putere redusă disponibilă atunci când funcționează cu energie diesel. Acest lucru a permis ca triajele de cale ferată să rămână neelectrificate, deoarece sistemul de alimentare a treia șină este extrem de periculos într-o zonă de triaj.
Diesel-hidraulicăEdit
Locomotivele diesel-hidraulice utilizează unul sau mai multe convertizoare de cuplu, în combinație cu angrenaje cu raport fix. Arborii de transmisie și angrenajele formează transmisia finală pentru a transmite puterea de la convertoarele de cuplu la roți și pentru a efectua mersul înapoi. Diferența dintre sistemele hidraulice și cele mecanice constă în modul în care se reglează viteza și cuplul. În sistemul de transmisie mecanică, care are mai multe rapoarte, cum ar fi într-o cutie de viteze, dacă există o secțiune hidraulică, aceasta este doar pentru a permite motorului să funcționeze atunci când trenul este prea lent sau oprit. În sistemul hidraulic, sistemul hidraulic este principalul sistem de adaptare a turației și cuplului motorului la situația trenurilor, cu selectarea treptelor de viteză doar pentru o utilizare limitată, cum ar fi marșarierul.
Transmisie hidrostaticăEdit
Sistemele de transmisie hidraulică care utilizează un sistem de transmisie hidraulică hidrostatică au fost aplicate la utilizarea pe calea ferată. Printre exemplele moderne se numără locomotivele de manevră de 350 până la 750 CP (260 până la 560 kW) de la Cockerill (Belgia), locomotivele industriale cu ecartament îngust de 4 până la 12 tone de 35 până la 58 kW (47 până la 78 CP) de la GIA, filiala Atlas Copco. Transmisiile hidrostatice sunt, de asemenea, utilizate la mașinile de întreținere a căilor ferate (dame, polizoare de șine).
Aplicarea transmisiilor hidrostatice este, în general, limitată la locomotivele mici de manevră și la echipamentele de întreținere a căilor ferate, fiind utilizate și pentru aplicații fără tracțiune în motoarele diesel, cum ar fi transmisiile pentru ventilatoarele motoarelor de tracțiune.
Transmisii hidrostaticeEdit
.
Transmisia hidrocinetică (denumită și transmisie hidrodinamică) utilizează un convertor de cuplu. Un convertor de cuplu este format din trei părți principale, dintre care două se rotesc și una (statorul) care are un blocaj care împiedică rotația inversă și adaugă cuplul de ieșire prin redirecționarea fluxului de ulei la turații de ieșire scăzute. Toate cele trei părți principale sunt sigilate într-o carcasă umplută cu ulei. Pentru a adapta turația motorului la turația de sarcină pe întreaga gamă de turații a unei locomotive, este necesară o metodă suplimentară care să ofere o gamă suficientă. O metodă este de a înlocui convertizorul de cuplu cu o cutie de viteze mecanică care schimbă automat rapoartele, similar cu o transmisie automată la un automobil. O altă metodă este de a furniza mai multe convertizoare de cuplu, fiecare cu o gamă de variabilitate care acoperă o parte din totalul necesar; toate convertizoarele de cuplu sunt conectate mecanic în permanență, iar cel adecvat pentru gama de viteze necesară este selectat prin umplerea acestuia cu ulei și golirea celorlalte. Umplerea și golirea se realizează cu transmisia în sarcină și are ca rezultat schimbări de gamă foarte fluide, fără întreruperi în puterea transmisă.
LocomotiveEdit
Locomotivele diesel-hidraulice sunt mai puțin eficiente decât cele diesel-electrice. Prima generație de locomotive diesel-hidraulice BR au fost semnificativ mai puțin eficiente (c. 65%) decât cele diesel-electrice (c. 80%), În plus, în multe țări s-a constatat că versiunile inițiale erau mai complicate din punct de vedere mecanic și mai predispuse la defecțiuni. Transmisia hidraulică pentru locomotive a fost dezvoltată în Germania. Există încă o dezbatere cu privire la meritele relative ale sistemelor de transmisie hidraulice față de cele electrice: printre avantajele invocate pentru sistemele hidraulice se numără o greutate mai mică, o fiabilitate ridicată și un cost de capital mai mic.
Până în secolul XXI, pentru tracțiunea locomotivelor diesel la nivel mondial, majoritatea țărilor au folosit modele diesel-electrice, modelele diesel-hidraulice nefiind întâlnite în afara Germaniei și Japoniei, precum și a unor state vecine, unde sunt utilizate în modelele pentru transportul de marfă.
În Germania și Finlanda, sistemele diesel-hidraulice au atins o fiabilitate ridicată în exploatare. În Regatul Unit, principiul diesel-hidraulic a căpătat o reputație proastă din cauza durabilității și fiabilității slabe a transmisiei hidraulice Maybach Mekydro. Discuțiile continuă cu privire la fiabilitatea relativă a sistemelor hidraulice, existând semne de întrebare cu privire la faptul că datele au fost manipulate pentru a favoriza furnizorii locali în detrimentul celor non-germani.
Unități multipleEdit
Acțiunea diesel-hidraulică este comună în cazul unităților multiple, fiind utilizate diverse modele de transmisie, inclusiv convertizoare de cuplu Voith și cuplaje cu fluid în combinație cu angrenaje mecanice.
Majoritatea materialului rulant al celei de-a doua generații de DMU de pasageri al British Rail a utilizat transmisia hidraulică. În secolul XXI, modelele care utilizează transmisia hidraulică includ familiile Turbostar, Talent, RegioSwinger de la Bombardier; versiunile cu motor diesel ale platformei Siemens Desiro și Stadler Regio-Shuttle.
ExempleEdit
Locomotivele diesel-hidraulice au o cotă de piață mai mică decât cele cu transmisie diesel-electrică – principalul utilizator la nivel mondial de transmisii hidraulice de linie principală a fost Republica Federală Germania, cu modele care includeau modelele din anii 1950 DB clasa V 200 și familia DB clasa V 160 din anii 1960 și 1970. British Rail a introdus o serie de modele diesel-hidraulice în timpul Planului de modernizare din 1955, inițial versiuni construite sub licență ale modelelor germane (a se vedea Categoria:Locomotive diesel-hidraulice din Marea Britanie). În Spania, RENFE a utilizat modele germane cu două motoare, cu un raport putere/greutate ridicat, pentru a transporta trenuri de mare viteză din anii 1960 până în anii 1990. (A se vedea RENFE Clasele 340, 350, 352, 353, 354)
Alte locomotive de linie principală din perioada postbelică au inclus locomotivele experimentale GMD GMDH-1 din anii 1950; locomotivele experimentale Henschel & Son construite în Africa de Sud Clasa 61-000; în anii 1960, Southern Pacific a cumpărat 18 locomotive diesel-hidraulice Krauss-Maffei KM ML-4000. Denver & Rio Grande Western Railroad a cumpărat, de asemenea, trei, toate acestea fiind vândute ulterior către SP.
În Finlanda, peste 200 de motoare diesel-hidraulice finlandeze din clasa VR Dv12 și Dr14, construite în Finlanda, cu transmisii Voith, au fost utilizate în mod continuu de la începutul anilor 1960. Toate unitățile din clasa Dr14 și majoritatea unităților din clasa Dv12 sunt încă în serviciu. VR a renunțat la unele unități slab condiționate din seria 2700 Dv12.
În secolul XXI, modelele diesel-hidraulice cu ecartament standard de serie includ modelele Voith Gravita, comandate de Deutsche Bahn, și modelele Vossloh G2000 BB, G1206 și G1700, toate fabricate în Germania pentru transportul de marfă.
Diesel-steamEdit
Locomotivele hibride abur-diesel pot folosi aburul generat de un cazan sau motorină pentru a acționa un motor cu piston. Sistemul Cristiani Compressed Steam System folosea un motor diesel pentru a acționa un compresor care să antreneze și să recirculeze aburul produs de un cazan; folosind efectiv aburul ca mijloc de transmisie a puterii, motorul diesel fiind motorul principal
Diesel-pneumaticEdit
Locomotiva diesel-pneumatică a prezentat interes în anii 1930, deoarece oferea posibilitatea de a converti locomotivele cu abur existente în funcționare diesel. Cadrul și cilindrii locomotivei cu abur ar fi fost păstrate, iar cazanul ar fi fost înlocuit cu un motor diesel care acționa un compresor de aer. Problema era eficiența termică scăzută din cauza cantității mari de energie pierdută sub formă de căldură în compresorul de aer. S-a încercat compensarea acestei probleme prin utilizarea gazelor de eșapament ale motoarelor diesel pentru a reîncălzi aerul comprimat, însă aceste încercări au avut un succes limitat. O propunere germană din 1929 a dus la realizarea unui prototip, dar o propunere britanică similară din 1932, care prevedea utilizarea unei locomotive LNER Clasa R1, nu a depășit niciodată stadiul de proiect.
.