Lokomotywa SM42, pieszczotliwie nazywana przez kolejarzy i miłośników kolei „Stonką”, to prawdziwa legenda polskich torów. Choć jej sylwetka jest rozpoznawalna z daleka, to tym, co najbardziej zapada w pamięć, jest charakterystyczny dźwięk i specyficzne drgania, które towarzyszą jej pracy. Wiele osób zastanawia się, dlaczego silnik w tej maszynie wydaje się „niewyrównany” i dlaczego cała lokomotywa wpada w tak silne wibracje, zwłaszcza na niskich obrotach.

Serce „Stonki”, czyli silnik a8C22

Aby zrozumieć naturę pracy SM42, musimy zajrzeć pod maskę (a konkretnie pod przedział silnikowy). Sercem tej lokomotywy jest silnik spalinowy typu a8C22. Jest to jednostka ośmiocylindrowa w układzie widlastym (V8) o kącie rozwarcia cylindrów wynoszącym 90 stopni. Silnik ten został zaprojektowany w latach 60. XX wieku przez Zakłady Konstrukcyjne Silników Spalinowych w Warszawie i produkowany przez zakłady HCP (Cegielski) w Poznaniu.

Problem „niewyrównania”, o którym często się mówi, nie wynika z błędu konstrukcyjnego w sensie usterki, ale z samej charakterystyki tej konkretnej jednostki napędowej i technologii dostępnej w czasie jej projektowania.

Dlaczego silnik SM42 generuje takie wibracje?

Głównym powodem specyficznej pracy silnika a8C22 jest kombinacja jego geometrii oraz kolejności zapłonu. W silnikach typu V8 o kącie rozwarcia 90 stopni, siły bezwładności pierwszego rzędu mogą być całkowicie wyrównoważone za pomocą przeciwciężarów na wale korbowym. Jednak w przypadku silnika a8C22, który jest jednostką wolnoobrotową i ma bardzo dużą masę elementów ruchomych (tłoki, korbowody), opanowanie wszystkich drgań jest niezwykle trudne.

Oto kluczowe czynniki wpływające na ten stan:

1. Kolejność zapłonu i odstępy czasu: W silniku a8C22 zapłony nie następują w idealnie równych odstępach czasu, co w połączeniu z dużą masą wirującą powoduje charakterystyczne „utykanie” silnika na biegu jałowym. Słynne „pykanie” Stonki to efekt nierównomiernego rozkładu ciśnień i momentu obrotowego.
2. Brak nowoczesnych wałków wyrównoważających: W nowoczesnych silnikach stosuje się zaawansowane systemy wałków wyrównoważających, które niwelują drgania drugiego rzędu. W latach 60., przy projektowaniu silnika do ciężkiej pracy manewrowej, priorytetem była prostota konstrukcji i trwałość, a nie komfort akustyczny czy idealna kultura pracy.
3. Sztywne osadzenie w ramie: Silnik w SM42 jest potężną jednostką, która generuje ogromne siły. Wibracje te przenoszą się bezpośrednio na ramę lokomotywy i dalej do kabiny maszynisty, ponieważ systemy amortyzacji (tzw. silentblocki) w tamtych czasach nie były tak efektywne jak dzisiejsze rozwiązania.

Czy to „niewyrównanie” jest wadą?

Z punktu widzenia inżynierii mechanicznej, drgania są zjawiskiem niepożądanym, ponieważ prowadzą do szybszego zmęczenia materiału. Jednak w przypadku SM42, silnik a8C22 okazał się konstrukcją niezwykle żywotną. „Niewyrównana” praca stała się cechą charakterystyczną, która nie przeszkadzała w wykonywaniu ciężkich manewrów na bocznicach czy prowadzeniu lekkich pociągów towarowych.

Co ciekawe, maszyniści starej daty potrafią „na ucho” ocenić stan techniczny silnika właśnie po tym, jak nierówno pracuje. Każde odstępstwo od standardowego rytmu drgań może świadczyć o problemach z wtryskiwaczami lub pompą paliwową.

Ciekawostka: Skąd wzięła się nazwa „Stonka”?

Nazwa „Stonka” przylgnęła do lokomotywy SM42 z dwóch powodów. Po pierwsze, gdy wchodziła do eksploatacji, jej malowanie (często zielone z żółtymi pasami) oraz duża liczba egzemplarzy pojawiających się nagle w całym kraju kojarzyły się z plagą stonki ziemniaczanej, o której głośno było w ówczesnej propagandzie. Po drugie, podobnie jak ten owad, SM42 była „wszędobylska” – można ją było spotkać na każdej większej stacji i bocznicy w Polsce.

Modernizacje, czyli koniec ery wibracji

W ostatnich latach wiele lokomotyw serii SM42 przeszło gruntowną modernizację (np. do typu 6Dg lub 18D). W ramach tych prac stary, „trzęsący się” silnik a8C22 jest zastępowany nowoczesnymi jednostkami napędowymi takich firm jak Caterpillar czy Cummins. Nowe silniki są mniejsze, lżejsze, znacznie cichsze i niemal całkowicie pozbawione wibracji. Choć jest to korzystne dla środowiska i komfortu pracy maszynistów, wielu miłośników kolei z sentymentem wspomina ten specyficzny, nierówny rytm pracy oryginalnej „Stonki”, który przez dekady był dźwiękowym symbolem polskich bocznic.