Burlington Zephyr

Spalinowozy

Rudolf Diesel (1858-1913) – niemiecki konstruktor, twórca silnika wysokoprężnego

Od momentu wynalezienia w 1876 roku przez Nikolausa Otto silnika spalinowego, a zwłaszcza modelu o zapłonie samoczynnym przez Rudolfa Diesla w 1892 roku, inżynierowie próbowali zaadaptować nową konstrukcję do napędu lokomotyw. Nowy napęd miał mnóstwo zalet dla zastosowań kolejowych, które mogłyby rozwiązać niektóre problemy trakcji parowej i elektrycznej. Lokomotywy spalinowe, podobnie jak elektryczne, miały wielką przewagę nad parowozami, ponieważ uruchomienie ich nie wymagało grzania kotła kilka, a nawet kilkanaście godzin przed jazdą.

 

Lokomotywy z silnikiem spalinowym były w każdej chwili gotowe do eksploatacji, co więcej, na postojach nie marnowano opału, w przeciwieństwie do lokomotyw parowych, w których cały czas musiało być podtrzymywane odpowiednie ciśnienie pary i temperatura kotła. Spalinowozy mają pewną przewagę nawet nad lokomotywami elektrycznymi: nie wymagają budowania kosztownej infrastruktury (sieci trakcyjnej, podstacji itd.). Zapas paliwa w zbiorniku lokomotywy sprawia, że energia nie musi być dostarczana w sposób ciągły, jak ma to miejsce w elektrowozach. Jest to ogromna zaleta, zwłaszcza w przypadku linii o mniejszym natężeniu ruchu, przede wszystkim podmiejskich, na których elektryfikacja czy wprawianie w ruch parowozów byłyby nierentowne.

W Polsce możliwości spalinowych pojazdów trakcyjnych mogły być zauważone dopiero po 1918 roku, czyli po odzyskaniu niepodległości. Tabor przejęty od zaborców wcielono do powstających Polskich Kolei Państwowych. Wśród pojazdów znalazł się również jeden wagon silnikowy (posiadający własny napęd), którego eksploatacja przez PKP wykazała, że spisuje się znacznie lepiej niż trakcja parowa. Stał się on właściwie protoplastą lux-torped, ponieważ jego zalety były powodem zamówienia w późniejszym czasie wagonu silnikowego w Austrii oraz wykupienia planów, które umożliwiły polskiej fabryce Fablok w Chrzanowie budowę słynnych pojazdów.

 

Konstruktorzy lokomotyw spalinowych napotkali jednak bardzo poważny problem: w jaki sposób przekazać moc z silnika na osie lokomotywy? Pierwsze próby polegały na przeniesieniu bezpośrednim, jednak wyjątkowo niekorzystna charakterystyka silnika spalinowego dla zastosowań kolejowych sprawiła, że nie osiągnięto zamierzonego celu. Przykładem tego typu lokomotywy może być pojazd wyprodukowany w 1912 roku na zlecenie pruskich kolei przez szwajcarską firmę Sulzer. Była to lokomotywa z dwusuwowym silnikiem o mocy 960 KM. Budowana ponad trzy lata, po ukończeniu okazała się niezdatna do eksploatacji na kolei właśnie za sprawą bezpośredniego przekazania mocy silnika na osie napędne. Wydarzenie to spowodowało znaczne zwolnienie tempa w zakresie rozwoju lokomotyw z silnikami spalinowymi.

 

Lokomotywa spalinowa amerykańskiej spółki Lackawanna Railroad – lata 30. XX w.
Lokomotywa spalinowa wyprodukowana przez włoską firmę FIAT-TIBB – lata 30. XX w.

Problem przeniesienia napędu został rozwiązany w Stanach Zjednoczonych. Tam również dostrzegano ogromny potencjał lokomotyw z silnikiem spalinowym, jednak zdawano sobie sprawę, że moc nie może zostać w bezpośredni sposób przeniesiona na oś. Wynikało to również z faktu, że silniki lokomotyw dużej mocy (1000 KM i więcej) były zbyt potężne dla tradycyjnych, ówczesnych przekładni mechanicznych. Zaczęto więc szukać rozwiązania tego

problemu w sposób niemechaniczny. Amerykańska firma General Electric zaproponowała, aby silnik Diesla został połączony z prądnicą, która będzie zasilała silniki elektryczne prądu stałego. Jak pokaże historia, pomysł okazał się strzałem w dziesiątkę i późniejsze konstrukcje liniowych lokomotyw spalinowych będą wyposażane prawie wyłącznie w ten typ przekładni, nazwanej elektryczną.

 

W spalinowych pojazdach szynowych próbowano również zastosować przekładnię hydrauliczną. Ten właśnie typ przeniesienia napędu znalazł zastosowanie we wspomnianych wcześniej lux-torpedach. Wadą tego rozwiązania jest niska sprawność. Jednak ze względu na to, że nie ma w niej sztywnego połączenia i możliwe jest nawet bardzo duże przeciążenie przekładni bez przeciążenia silnika, urządzenia te były stosowane i są używane nawet obecnie.

 

Pierwszym krajem, który podjął decyzję o wprowadzeniu lokomotyw spalinowych z przekładnią elektryczną, przeznaczonych do pracy liniowej, był Związek Radziecki. W 1924 roku słynny uczony, profesor Yakov Modestovich Gakkel, zaprojektował spalinowóz o mocy około 1000 KM, zamówiony przez radzieckie koleje. Niebawem maszyna została wcielona do ruchu liniowego i wykazała się dużą sprawnością i niezawodnością. Związek Radziecki natychmiast dostrzegł przewagę spalinowozu nad parowozami, zwłaszcza w zakresie gotowości do jazdy, i w niecałe 10 lat później rozpoczęła się seryjna produkcja lokomotyw spalinowych o mocy 1200 KM.

Trakcja spalinowa

Lokomotywa spalinowa serii ES44C4 nr 8741 ciągnąca skład towarowy spółki Canadian Pacific

Trudna sytuacja gospodarcza na świecie po I wojnie światowej oraz wielki kryzys spowodowały, że zarządcy kolei niemal we wszystkich krajach za wszelką cenę szukali oszczędności. Spowodowało to wzrost popularności spalinowych pojazdów szynowych, ponieważ były znacznie tańsze w eksploatacji od parowozów i nie wymagały budowy tak kosztownej infrastruktury jak elektrowozy. Ich znaczenie, jako relatywnie najtańszych, gwałtownie rosło. Dotyczyło to przede wszystkim wagonów motorowych z własnym źródłem napędu w postaci silnika spalinowego, ponieważ oprócz oczywistych korzyści finansowych wynikających z eksploatacji były również bardziej opłacalne na trasach o mniejszym natężeniu ruchu. Warto wspomnieć o najsłynniejszych wagonach silnikowych, takich jak SVT 877 nazywanym „Latającym Hamburczykiem” (”Fliegender Hamburger”), który był w stanie rozwijać prędkość 160 km/h. Łączył on Berlin z Hamburgiem, a trasę długości 286 kilometrów pokonywał w zaledwie 2 godziny i 18 minut. W tamtych czasach był to najszybszy kursujący regularnie pociąg na świecie. Niemcy były prekursorem szybkich połączeń obsługiwanych przez wagony spalinowe i do początku II wojny światowej miały sieć „latających” pociągów, mogących rozwijać prędkość 160 km/h, łączących największe miasta kraju. Wśród nich, oprócz „Hamburczyka”, istniały też m.in. połączenia Berlina z Kolonią (”Fliegender Kölner”), Frankfurtem (”Fliegender Frankfurter”) czy Śląskiem (”Fliegender Schlesier”).

 

Lokomotywa spalinowa serii P40 nr 59 amerykańskiej spółki Amtrak
Kolej podmiejska spółki Metra na skrzyżowaniu w Chicago
Spalinowa lokomotywa serii F nr 6771 spółki Cuyahoga Valley Scenic Railroad

 

Wybuch II wojny światowej zahamował rozwój spalinowych pojazdów trakcyjnych w Europie, nie zatrzymał jednak ich ekspansji w USA. Do 1956 roku około 80% pracy przewozowej w tym kraju przejęły tego typu lokomotywy. Lata powojenne to przede wszystkim rozwijanie konstrukcji silników spalinowych, przekładni i innych elementów pojazdów, które czyniły je jeszcze szybszymi, sprawniejszymi i bardziej niezawodnymi.

 

Potężna lokomotywa spalinowa SD60M amerykańskiej spółki Union Pacific
Pierwszy spalinowy pociąg ekspresowy „Latający Hamburczyk” kursował od 1933 r. na trasie Berlin–Hamburg
Lokomotywa spalinowa nr 67 amerykańskiej spółki kolejowej Western Maryland

Burlington Zephyr

Pierwszy spalinowo-elektryczny pociąg „Burlington Zephyr” uruchomiony został w 1934 r. na linii Denver-Chicago. Każdy „Zephyr” składał się z trzech wagonów i charakteryzował się lekką konstrukcją z duraluminium oraz opływowym kształtem. Łącznie powstały 72 takie pociągi.

 

Wersja do druku Wersja do druku | Mapa witryny
© 2016 Całość praw autorskich - Antoni Bochen