تسمى أنواع القاطرات تبعاً لمصدر الطاقة الذي يؤدي الى حركتها، وقسمت الى عدة أنواع وهي: قاطرة الديزل والقاطرة الكهربائية والقاطرة البخارية، فمثلاً كلٌ له قطاعه الخاص ومكوناته المختلفة وهناك نوع مدمج يتضمن نوعين من القاطرات لينتج نوع رابع وهو أشهر نوع منها وهو “قاطرة الديزل الكهربائية”، وهنا سنتطرق إلى ماهية هذا النوع من القاطرات وأصنافه المختلفة.
ما هي قاطرة الديزل الحديثة
قاطرة الديزل الحديثة هي نسخة قائمة بذاتها من القاطرة الكهربائية؛ مثل القاطرة الكهربائية لديها محرك كهربائي على شكل محركات الجر تقود المحاور ويتم التحكم فيها بواسطة أدوات تحكم إلكترونية.
كما أن لديها العديد من نفس أنواع الأنظمة المساعدة للتبريد والإضاءة والتدفئة والكبح ونظام تخزين الطاقه “إذا لزم الأمر” للقطار، يمكن أن تعمل على نفس المسارات في العادة ويمكن تشغيلها من قبل نفس السائقين؛ وهي تختلف بشكل أساسي من حيث أنها تحمل معها محطة توليد خاصة بها؛ بدلاً من توصيلها بمحطة توليد عن بُعد من خلال أسلاك علوية أو سكة حديدية ثالثة.
تتكون محطة التوليد من محرك ديزل كبيرة مقترنة بمولد ينتج الكهرباء اللازمة وخزان وقود؛ من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن قاطرة الديزل الحديثة تنتج حوالي (35٪) من قوة القاطرة الكهربائية ذات الوزن المماثل.
قاطرات الديزل الكهربائية
مكونات قاطرات الديزل الكهربائية شبيهة بالسيارات إذ لا يمكن لقاطرة الديزل أن تبدأ بنفسها مباشرة من حالة الثبات إذ تحتاج إلى الوصول لأقصى حد من الطاقة عند سرعة المحرك الأساسية، لذلك يحتاج إلى شكل من أشكال نظام نقل الطاقة لمضاعفة عزم الدوران عند البدء.
سيكون من الضروري أيضًا تغيير القوة المُطبقة وفقًا لوزن القطار أو ميل السكة، هناك ثلاث طرق للقيام بذلك إما باستخدام الطريقة الميكانيكية أو الهيدروليكيه أو الكهربائية، تستخدم معظم قاطرات الديزل ناقل الحركة الكهربائي وتسمى قاطرات “الديزل والكهرباء”، لا تزال عمليات النقل الميكانيكية والهيدروليكية مستخدمة ولكنها أكثر شيوعًا في القاطرات ذات الأكثر من وِحدة أو القاطرات الأخف وزنًا.
أنواع قاطرات الديزل الكهربائية
تأتي القاطرات التي تعمل بالديزل والكهرباء بثلاثة أصناف حسب الفترة التي صُممت فيها وهي:
- (DC-DC): مولد (DC) يزود محركات الجر الـ (DC) بالكهرباء.
- (AC-DC): مولد (AC) تصحح مخرجاته لتتناسب مع تزويد محركات الجر الـ (DC) بالكهرباء.
- (AC-DC-AC): مولد (AC) تصحح مخرجاته وتحول الى (DC) ثم تُعكس لتزويد محركات (AC) ذات الثلاثة أطوار بالكهرباء.
ملاحظة: “(DC) ترمزالى التيار المستمر (Direct Current) والـ (AC) ترمز الى التيار المتردد (Alternating Current)”.
يحتوي النوع (DC-DC) على مولد يزود محركات الجر (DC) من خلال نظام التحكم بالمقاومة، والنوع (AC – DC) يحتوي على مولد تيار متردد ينتج تيارًا متردد يتم تصحيحه إلى التيار المستمر ثم يتم توفيره لمحركات الجر (DC)، وأخيراً، يتم تصحيح خرج مولد التيار المتردد إلى تيار مستمر ثم تحويله إلى تيار متردد “ثلاثي الأطوار” بحيث يمكنه تشغيل محركات الجر ثلاثية الطور بالتيار المتردد.
على الرغم من أن هذا النظام الأخير قد يبدو أكثر تعقيدًا، إلا أن المكاسب من استخدام محركات التيار المتردد تفوق بكثير التعقيد الواضح للنظام؛ في الواقع تستخدم معظم المعدات إلكترونيات صلبة مع عناصر تحكم قائمة على المعالجات الدقيقة.
في الولايات المتحدة، تم تقديم مولدات الجر (AC) بقاطرات ذات محرك ديزل واحد بقوة (3000) حصان، وأولها هو (Alco C630)، كان لدى القاطرات من نوع (SD40) و(SD45) و(GP40) أيضًا مولدات جر فقط، أما في الأنواع (GP38) و(SD38) و(GP39) و(SD39) كانت مولدات الجر (DC) قياسية، وكانت مولدات الجر (AC) اختيارية، حتى حقبة (dash-2)، عندها أصبحت مولدات الجر (AC) قياسية أيضاً.
