Trakcja spalinowa obejmuje wszystkie pojazdy, które zasilane są energią pochodzącą z silnika spalinowego. Technologia ta rozwinęła się mocno w dwudziestoleciu międzywojennym, wypierając tym samym próby tworzenia pojazdów akumulatorowych. W pojazdach szynowych stosuje się jedynie silniki wysokoprężne (tzw. silniki Diesla), ze względu na ich większą moc w porównaniu do silników benzynowych. Tym jednak co dość mocno wyróżnia pojazdy spalinowe jest ich przekładnia, tj. rodzaj, w jaki energia mechaniczna silnika spalinowego przekazywana jest na zestawy kołowe. Z tego względu wyróżnia się kilka rodzajów tego typu przekładni:
Przekładnia mechaniczna jest bardzo popularnym rodzajem przekładni, ponieważ jest ona wykorzystywana w samochodach osobowych. Mowa tu o tzw. manualnej skrzyni biegów. Na kolei nie ma ona jednak tak wielkiego zastosowania. Wynika to głównie z faktu, że lokomotywy ciągną często ciężkie składy, i przez to podzespoły przekładni zużywałyby się szybko. Z tego powodu tego rodzaju przekładnie stosuje się w lokomotywach manewrowych i technicznych pojazdach szynowych (wózkach motorowych), ponieważ ich głównym zadaniem nie jest ciągnięcie składów, lecz drobne prace manewrowe lub transport pracowników oraz urządzeń technicznych.
Zasada pracy takiej przekładni jest taka sama jak w samochodach osobowych z manualną skrzynią biegów – moc z wału głównego silnika przenoszona jest na zestawy kołowe za pomocą skrzyni biegów. Pomiędzy wałem silnika a skrzynią biegów znajduje się sprzęgło, dzięki któremu można mechanicznie rozdzielić te dwa podzespoły. Regulacja stosunku siły do prędkości zachodzi poprzez mechaniczną zmianę biegu, czyli zmianę zębatej przekładni mechanicznej. Ze skrzyni biegów moc jest przenoszona na zestawy kołowe za pomocą mechanicznych przekładni i wałów.
Tego typu przekładnie były stosowane w XX wieku. Obecnie nie stosuje się tego typu przekładni w pojazdach szynowych. Istnieją jednak jeszcze pojazdy (obecnie są to głównie pojazdy muzealne), które nadal posiadają ten rodzaj przekładni. Są to m.in.: SM03, SM04, Ls40, oraz WMB-10 i WM-15.
Przekładnia elektryczna odegrała bardzo ważną rolę w historii polskiej kolei. Do dzisiaj ten typ przekładni posiada zdecydowana większość spalinowych pojazdów szynowych. Przekładnie elektryczne stosuje się głównie w ciężkich lokomotywach spalinowych. Posiadają je zarówno pojazdy starsze, np.: SM42, ST43, ST44, SU45, SU46, 754, jak i te nowsze, m.in.: 6Dg, ST48, SU160. Istnieje kilka powodów, dla których stosuje się ten rodzaj przekładni w pojazdach spalinowych:
Zasada działania przekładni elektrycznej opiera się na silniku i prądnicy (generatorze elektrycznym) posiadającymi wspólny wał (tzn. główny wał silnika i wirnik prądnicy są ze sobą bezpośrednio połączone). Stojan prądnicy jest zasilany stałym prądem elektrycznym dostarczanym z tzw. wzbudnicy, czyli prądnicy połączonej przekładnią z prądnicą główną, lecz z umieszczonymi w stojanie magnesami. W ten sposób w prądnicy indukowany jest prąd elektryczny, który zasila silniki elektryczne znajdujące się przy zestawach kołowych. Sterowanie mocą lokomotywy polega na regulacji obrotów silnika spalinowego, oraz na regulacji parametrów prądu trafiającego do uzwojeń prądnicy (stojana). W starszych pojazdach wszystkie te parametry były regulowane mechanicznie na podstawie pozycji nastawnika jazdy, natomiast w nowych pojazdach stosuje się układy mikroprocesorowe, które regulują pracę podzespołów na podstawie danych dostarczanych przez nastawnik jak i urządzenia miernicze. Równie ważną różnicą między przekładnią elektryczną w starszych i nowszych pojazdach jest rodzaj silników elektrycznych – w starszych pojazdach były to silniki prądu stałego, natomiast w nowych stosuje się silniki prądu przemiennego. To samo z prądnicami – kiedyś produkowały one prąd stały, natomiast obecnie stosuje się prądnice prądu przemiennego.
Wszystko wskazuje na to, że przekładnia elektryczna nadal będzie dominującym sposobem na przeniesienie mocy z silnika spalinowego na zestawy kołowe. Jest ona praktyczna i skuteczna, więc niewątpliwie jeszcze przez wiele lat będziemy mogli zobaczyć na polskich torach pojazdy zaopatrzone w ten typ rozruchu.
Przekładnia hydrodynamiczna, tak samo jak mechaniczna jest stosowana na szeroką skalę w mechanice samochodowej, natomiast nie jest bardzo rozpowszechniona na kolei, bowiem w samochodach przekładnie hydrodynamiczne stosuje się jako automatyczne skrzynie biegów.
Zasada działania przekładni hydrodynamicznej jest bardzo prosta: silnik spalinowy zasila pompę, która powoduje ruch płynu hydraulicznego. Następnie płyn napędza znajdującą się w obwodzie turbinę, która przekazuje energię zestawom kołowym. Tego typu obwód nazywamy przetwornikiem hydraulicznym. W przekładni hydrodynamicznej znajduje się kilka takich przetworników, przy czym każdy odpowiada za inny bieg. Różnice między poszczególnymi biegami wynikają z różnego kąta nachylenia łopatek pompy i turbiny. Dzięki takiemu zestawieniu kilku przekładników hydraulicznych możliwa jest zmiana stosunku siły do prędkości zestawów kołowych. Praca całej przekładni regulowana jest za pomocą układów mikroprocesorowych, które ustalają, który bieg będzie najlepszy w danym momencie. Zmiana biegu następuje poprzez wypełnienie (lub opróżnienie) przestrzeni między pompą a turbiną przez płyn hydrauliczny. Oznacza to, że płyn hydrauliczny znajduje się tylko w przekładniku hydraulicznym odpowiadającym za jeden konkretny bieg.
Wielką zaletą przekładni hydrokinetycznej jest brak bezpośredniego kontaktu między podzespołami połączonymi z zestawami kołowymi a silnikiem spalinowym. Dzięki temu podzespoły przekładni nie są narażone na występowanie znacznych naprężeń. Jednoczesną wadą jest zmniejszenie prędkości pojazdu przy ciągnięciu ciężkich towarów pod górę. Z tego powodu przekładnie hydrodynamiczne stosowane są na kolei w pojazdach średniej wielkości. Z lokomotyw można wyróżnić np.: SM15, SM25, natomiast z szynobusów: SN80, SA109, SA134, SA139. Przekładnie hydrodynamiczne nadal stosuje się w spalinowych zespołach trakcyjnych, natomiast nie stosuje się ich już w lokomotywach, ze względu na małą sprawność takich pojazdów. Podane w przykładzie lokomotywy SM15 i SM25 zostały wyprodukowane w pojedynczych sztukach, a obecnie służą jako pojazdy muzealne.
Przekładnia hydrostatyczna jest odmianą przekładni hydraulicznej. Stosuje się ją w lekkich pojazdach szynowych jako zamiennik przekładni mechanicznej. Używa się jej głównie w wózkach motorowych, takich jak WM-15H.
Przekładnia hydrostatyczna zbudowana jest z pompy hydraulicznej połączonej z silnikiem spalinowym oraz silników hydraulicznych zamontowanych przy zestawach kołowych. Pompa jest połączona z silnikami za pomocą systemu rur i węży, którymi porusza się olej hydrauliczny. Prędkością steruje się zmieniając ilość paliwa wtryskiwanego do silnika spalinowego. Przekładnie hydrostatyczne nie są często stosowane w pojazdach szynowych, ponieważ na kolei używa się niewielu lekkich pojazdów. Jednak są one lepsze od przekładni mechanicznych, ponieważ tutaj również, tak jak w przekładni hydrodynamicznej, podzespoły zestawów kołowych i silnika spalinowego nie są mechanicznie ze sobą połączone, co pozwala wyeliminować znaczne przeciążenia. Z tego powodu najprawdopodobniej przez wiele lat tego typu przekładnie będą jeszcze stosowane w lekkich spalinowych pojazdach szynowych.
