Het vervoer over de spoorwegen geschiedt meestal met treinen, samengesteld uit personenrijtuigen of goederenwagens, die door een aan het hoofd van de trein staande locomotief worden voortgetrokken. Het stuwen van treinen, waarbij de locomotief achter de trein is gekoppeld en niet trekt maar duwt, komt in de dienstregelingen bij uitzondering voor, de locomotief wordt dan bestuurd van uit een speciaal daarvoor ingerichte cabine op het voorbalkon van het voorop lopende rijtuig.
Voor de locomotiefdienst worden stoomlocomotieven en in toenemende mate electrische en Diesel-electrische locomotieven gebruikt.
Naast dit systeem, de locomotieftractie, is in later tijd ook de motorwagentractie ontwikkeld voor snel en frequent personenverkeer. Van dit soort treinen, dat alleen uit rijtuigen bestaat, wordt een aantal assen electrisch aangedreven, soms 66 pct der assen, een percentage, dat bij de locomotieftractie meestal kleiner dan 15 pct is. De treinen worden vol-electrisch of Diesel-electrisch uitgevoerd. Zij bezitten het voordeel van snel aanzetten, hoge snelheid en vlugge bediening op de eindstations, daar zij zonder meer weer van het perron van aankomst kunnen vertrekken.
De constructie der locomotieven is in de lange reeks jaren, waarin de stoom de enige beweegkracht voor het versneld vervoer is geweest, aangepast aan de ontwikkeling der werktuigkundige techniek en aan de sterk uiteenlopende eisen, die het groeiend verkeer in alle landstreken der aarde aan de tractie heeft gesteld. Voor Nederland is het tractievraagstuk betrekkelijk eenvoudig: het land is vlak, enkele hier en daar voorkomende hellingweerstanden zijn niet van grote betekenis; in ander opzicht bieden de korte afstanden tussen de grote steden in het dichtbevolkte land moeilijkheden, die overwonnen moeten worden. Zolang het sneltreinverkeer geschiedde met een max. snelheid van 110 km/h, kon een sneltreinlocomotief van 1600 pk en een aanzettrekkracht van 12000 kg de nodige trekkracht leveren voor een trein van 10 tot 12 vierassige rijtuigen. Waar belangrijke niveau-verschillen voorkomen en steile of zeer lange hellingen moeten worden bereden, zijn krachtiger locomotieven nodig. In België, Frankrijk en Duitsland zijn stoomlocomotieven in gebruik met een vermogen van 2000 tot 3600 pk bij 120 km/h. Op lange ritten voeren deze machines 36 m3 water en 12 ton kolen mee op de tender. Belangrijk grotere stoomlocomotieven zijn in Amerika geconstrueerd; de max. snelheid is 160 km/h en er worden non-stopritten gereden met sneltreinen van 1000 ton, over trajecten van 800 km.
Merkwaardig is, dat in de hoofdlijnen van de constructie der moderne stoomlocomotieven de bouwwijze nog teruggevonden kan worden, die 125 jaar geleden door Stephenson is aangegeven. De stoomlocomotief heeft het voordeel, dat het machinevermogen direct naar de wielen gevoerd kan worden en het verenspel van de krukas in het stangenmechanisme der horizontaal liggende zuigerstoommachine kan worden opgenomen. Tegenover het voordeel van deze eenvoud staat echter een reeks bezwaren: op de tender moeten exorbitant grote hoeveelheden brandstof en water worden meegevoerd, ketel en machine moeten ten koste van de economie van het stook- en stoomproces binnen de beschikbare ruimte en wieldruk worden gebouwd, het periodiek ketelwassen houdt de dienstprestatie der locomotief gering. Achter de indrukwekkende verschijning van een fraai gebouwde stoomlocomotief schuilt een te primitieve methode. Nu allerwegen de snelheid en de capaciteit der vervoermiddelen worden opgevoerd, kan het stoombedrijf geen bevredigende oplossingen meer geven. Waar mogelijk, gaat men over tot de electrische aandrijving, die tot meer moderne bedrijfsvormen leidt.
De electrische as-aandrijving werd omstreeks het jaar 1880 voor het eerst in primitieve vorm geconstrueerd. Zij stelde daarbij tevens de volgende belangrijke problemen aan de orde:
1. de toevoer van de electrische energie naar de tractiemotoren;
2. de constructie en regeling dezer motoren;
3. het doorvoeren van het koppel der motoren naar de wielen;
4. de wieldistributie en de vormgeving der krachtvoertuigen.
Deze constructies zijn op velerlei wijze uitgewerkt, ze moesten worden aangepast aan de algemene energievoorziening en verkeersomstandigheden in de verschillende landen. De meeste spoorwegen zijn overgegaan tot het vol-electrisch systeem en zijn daardoor aangesloten aan de betrouwbare en schier onuitputtelijke energiebron van het algemeen electrisch net. Waar dat niet beschikbaar is moet het Diesel-electrisch systeem worden aanvaard.
Daar de max. treinsnelheid wordt verhoogd tot 140 km/h, sommige dienstregelingen gaan tot 160 km/h, en enkele tot 180 km/h, stijgt het voor de trein benodigd vermogen tot 3000 à 6000 pk. Bij locomotieftractie moet dit vermogen worden afgegeven door de vier of zes drijfassen, die dus door motoren van 1000 à 1400 pk moeten worden aangedreven.
Het merendeel der electrische locomotieven werd tot voor kort gebouwd met de motoren en drijfassen in het hoofdframe en één of twee loopassen voor en achter de drijfwielen, dus volgens het type 1D1 of 2D2. In de laatste jaren zijn echter ook locomotieven gebouwd voor grote snelheden en voor grote vermogens, waarbij motoren van 1000 pk ondergebracht zijn in de twee- of drieassige draaistellen: het loc.type BB of CC. Het voordeel daarvan is, dat het gehele gewicht der locomotief wordt benut voor adhaesie.
De Diesel-electrische as-aandrijving is voor spoorwegen, die de energie uit een electrisch net kunnen betrekken, slechts van ondergeschikt belang; in West-Europa vindt dit systeem dan ook geen toepassing op grote schaal. Geheel anders liggen de verhoudingen in Amerika en Rusland, waar de afstanden groot zijn en de vloeibare brandstof uit eigen bodem wordt gewonnen. Daar brengt de Dieselmotor, het zuinigste krachtwerktuig, dat onmiddellijk dienstvaardig is en lang achtereen onafgebroken dienst kan doen, waarlijk uitkomst.
Men moet dan echter heenstappen over het bezwaar, dat een zelfstandig krachtvoertuig, waarin een Dieselmotor, een generator en de tractiemotoren zijn ondergebracht, slechts kan worden gebouwd met een vermogen van niet meer dan 1500 pk, terwijl de tractie veel grotere vermogens vraagt, en een Diesel-electrische locomotief dus uit twee, drie of vier van deze eenheden moet worden opgebouwd. Deze consequentie is thans door alle Noordamerikaanse Spoorwegen aanvaard. De fabricage van de „units” is op grote schaal ter hand genomen en nieuwingerichte fabrieken leveren thans per maand 350 eenheden af, die aan de lopende band zijn geconstrueerd. Eind 1949 waren reeds 12 000 units in dienst gesteld. Alle stoomlocomotieven worden in snel tempo door deze units vervangen. Naar wordt vermeld, zijn in Rusland vele DE-locomotieven in gebruik, die brandstof kunnen meevoeren voor ritten van 2000 km.
In de Amerikaanse vakpers werd in 1948 de verwachting uitgesproken, dat de 35 000 stoomlocomotieven, destijds in Amerika aanwezig, binnen tienjaar vervangen zouden zijn door 20 000 Dieselelectrische locomotieven.
In plaats van een Dieselmotor kan een gasturbine als energiebron op de locomotief worden geplaatst; de eerste gas-turbo-electrische locomotief is in I940-’4I door Brown Bovery gebouwd en door de Zwitserse spoorwegen beproefd. Ook in Engeland en in de Verenigde Staten zijn proefnemingen met locomotieven volgens dit principe onderhanden; dit alles behoort tot het speurwerk, dat op het belangrijke gebied van de locomotiefbouw steeds is en wordt bedreven.
PROF. IR F. WESTENDORP
Lit.: World Railways 1950-51 (London); J. P. Koster, Gelijkstroomtractie op de Hoofdspoorwegen (Haarlem - Antwerpen).
