Dieselová lokomotiva

Dieselová lokomotiva řady 714

Dieselová lokomotiva řady 742

Vymontovaný 6válcový přeplňovaný motor z lokomotiv řady 751 v pražském vršovickém depu.

Dieselelektrická lokomotiva BNSF s mohutným brzdovým odporníkem v horní části kapoty nad zadním podvozkem

Dieselelektrický vůz ČD ř. 831

Předválečná dieselelektrická motorová vysokorychlostní jednotka DRG typu Hamburg

Dieselová lokomotiva je jedním z nejobvyklejších trakčních vozidel na současné železnici, které je poháněno dieselovým motorem. Nahradila dříve převažující parní lokomotivu, a to zejména na méně frekventovaných tratích, kde zatím neproběhla elektrifikace. Kromě klasických dieselových lokomotiv existují také motorové vozy s dieselovým motorem.

Přenos výkonu

Konstrukčním problémem u lokomotiv je přenos velkého výkonu prvotního motoru na kola vozidla (železniční dvojkolí) v širokém rozsahu provozních režimů, tedy převod téměř konstantního krouticího momentu spalovacího motoru na proměnlivou tažnou sílu lokomotivy (tzv. trakční hyperbola). Ten se řeší u dieselových lokomotiv a obdobně i u jiných vozidel nezávislé trakce různými systémy pro přenos výkonu.

Elektrický přenos výkonu

Elektrický přenos výkonu umožňuje relativně snadnou regulaci i reverzaci chodu, která je prováděna vždy v elektrické části pohonu. Elektrické motory je taktéž možno dobře využívat i pro elektrodynamické brzdění. V lokomotivě není třeba mít mechanickou převodovku nebo spojku. V dieselové lokomotivě je spalovací motor, obvykle vznětový motor, pevně spojený s elektrickým generátorem, který vyrábí elektrickou energii pro pohon lokomotivy s trakčními elektromotory (viz motorgenerátor se spalovacím motorem). Využívá jej například lokomotiva 753 nebo prototypový motorový vůz 860.

U lokomotiv je základní součástí přenosu výkonu soustrojí, složené z prvotního spalovacího motoru, v některých případech turbíny, a poháněného elektrického točivého stroje - elektrického generátoru, jejichž hřídele bývají přímo spojeny pružnou spojkou (viz motorgenerátor se spalovacím motorem). Dieselův motor zde pohání elektrický generátor, který vyrábí elektrickou energii. Ta je využita k napájení trakčních elektromotorů. Přenos mechanické energie z elektromotoru na nápravu (železniční dvojkolí) je zajišťován obvykle jednoduchým ozubeným převodem. Takové trakční vozidlo se spalovacím motorem je označováno dieselelektrická lokomotiva' nebo dieselelektrický (motorový) vůz.

Důvodem pro toto uspořádání (nejen pro lokomotivy) je skutečnost, že hnací agregáty typu spalovacího motoru nemohou z principu poskytovat točivý moment od nulových otáček. Použití běžné mechanické převodovky s ozubenými koly a spojkou k tomuto účelu je technicky vhodné pouze u menších přenášených výkonů.

Elektrický přenos výkonu umožňuje změnu konstantního momentu u spalovacího motoru na proměnlivou tažnou sílu lokomotivy, přináší možnost startu prvotního motoru naprázdno (u stejnosměrných řešení výhodně pomocí generátoru zapojeného jako motor), vyrovnává malý rozsah provozních otáček spalovacího motoru s mnohem větším rozsahem otáček trakčního elektromotoru, umožňuje snadnou reverzaci, hospodárný přenos velkých výkonů a snadnou spojitou regulaci proudu trakčních elektromotorů. Snadno se ovládá, protože vhodnou charakteristiku trakčního generátoru lze nastavit vhodnou kombinací buzení.

Z hlediska elektrického proudu se rozdělují elektrické přenosy výkonu na tři základní skupiny:

• stejnosměrný (DC/DC) - nejstarší, zdrojem trakčního proudu je dynamo, vozidlo pohánějí stejnosměrné motory
• smíšený, střídavě stejnosměrný (AC/DC) - zdrojem proudu pro stejnosměrné trakční motory je trakční alternátor
• střídavý (AC/AC) - zdrojem proudu je trakční alternátor, asynchronní nebo synchronní trakční motory jsou napájeny z polovodičových měničů

Elektrický přenos výkonu umožňuje využít elektrodynamického brzdění.

Výhody elektrického přenosu převažují nad jeho nevýhodami. Oproti mechanickému přenosu je účinnost nižší, ve srovnání s hydrodynamickým přenosem výkonu má konstrukce elektrického přenosu sice vyšší hmotnost, ale vyšší účinnost.

Hydrodynamický přenos výkonu

V 180 DR

Hydrodynamický přenos výkonu je realizován prostřednictvím hydrodynamického měniče nebo hydrodynamické převodovky a používá se u motorových lokomotiv všech výkonových kategorií, motorových jednotek a vozů. Z hlediska nákladů je tento přenos levnější a lehčí alternativou k elektrickému přenosu výkonu, ale má nižší účinnost. Oba jmenované přenosy výkonu se používají k přenosu vyššího výkonu, než jaký je možno přenést mechanickým přenosem výkonu.

Podrobnější informace naleznete v článku Hydraulický přenos výkonu.

Mechanický přenos výkonu

Mechanický přenos výkonu je ve svém principu velmi podobný mechanickým pohonům užívaných u většiny silničních motorových vozidel - soustava obsahuje : běžný vznětový spalovací motor, mechanickou převodovku se soustavou ozubených kol, mechanickou spojku mezi motorem a vstupním hřídelem převodovky. Variantně se také užívá řešení s řazením stupňů pomocí spínání několika třecích spojek (tzv. systém Mylius) nebo s planetovou převodovkou (tzv. systém Wilson). Využívá se u menších posunovacích lokomotiv nebo motorových vozů s nízkým výkonem (např. lokomotiva 701 nebo motorový vůz M 131.1).

Hybridním řešením je elektromechanický přenos výkonu použitý u Slovenské strely nebo hydromechanický přenos výkonu používaný například motorovými vozy 810 a 842.

Zařízení pro vytápění vlaku

Specifickým problémem při použití dieselové lokomotivy v osobní dopravě je, čím vytápět vlakovou soupravu. Zatímco u elektrické trakce je samozřejmostí použít elektřinu z trakčního vedení a u parní trakce páru z kotle lokomotivy, zde není jednotnost. Systémy vytápění prošly vývojem od vytápění parou z parního generátoru (ve vozech se použilo vytápěcí zařízení určené pro parní provoz) k elektrickému vytápění elektřinou ze zvláštního topného generátoru (obvykle alternátoru souose umístěného v pokračování osy motorgenerátoru, jako u lokomotiv ř. 754).

Záměna parního vytápěcího zařízení za elektrické je podstatou rekonstrukce, kterou vznikly v ČR a v SR lokomotivy ř. 750 z řady 753 a v ČR ještě ř. 749 z řady 751. (Některé lok. 749 kromě toho vznikly dosazením elektrického topení do lokomotiv bývalé řady 752, od výroby nákladních - viz dále.)

Část lokomotiv bývá vyčleněna jako nákladní (či posunovací); buď tak byly určeny již od konstrukce a nemají vytápěcí zařízení vůbec, nebo mají nadále neudržovaný starší parní systém (jako nyní u části českých a slovenských lokomotiv řad 751 a 753). Touto charakteristikou se motorové lokomotivy liší od elektrických a parních traťových lokomotiv, kde vzhledem k nižším nákladům s tím spojeným byly náležitosti k vlakovému topení instalovány takřka vždy.

Použití odpadního tepla z primárního motoru (chladící voda, výfuk) k vytápění vlaku je technologicky a organizačně sotva zvládnutelné. Využívá se jen k vytápění motorových vozů.

Jiné varianty, neovlivňující konstrukci samotné lokomotivy:

• použití individuálních topení v každém voze, třeba právě s nákladní lokomotivou (v ČR například přípojné vozy k motorovým vozům tažené lokomotivou ř. 742)
• použití speciálního topného vozu.

Literatura

• Průvodce po železnici pro přátele železniční techniky, kolektiv autorů, NADAS, Praha 1975 (publikace je uspořádána jako slovník, heslo Přenos výkonu)
• Mrkvička,J., Sellner,K.: Motorové lokomotivy v obrazech - T 478.1 a T 478.2, NADAS, Praha 1972

Související články

• Lokomotiva
• Motorový vůz
• Nezávislá trakce
• Kategorie:Motorové lokomotivy