Почему в тепловозах тяга от дизеля не идет на прямую к колесам, как в автомобиле, а через генератор-эл. двигатель?

Господа, дался вам этот КПД.. .
1 Прямая передача - только на паровозе. И на электровозе.
2 Вся проблема - из-за крутящего момента. У паровой машины, эл. двигателя пост. тока с посл. возбуждением крутящий момент при пуске ОГРОМНЫЙ.
У ДВС макс. крут. момент почти при полных оборотах. И без сцепления, коробки передач, трансмиссии одним словом, машина или тепловоз с места не тронется. Может и тронется, но поезд не потащит. Лично я на машине могу включить 1 передачу, повернуть ключ и машина поедет (если двигатель прогрет) . Впрочем, была машина с единственной передачей - Майбах-Цеппелин 30-х годов. Там на легковушке стоял двигатель 200 л. с. от дирижабля. Поставь на Жигуль Камазовский двигатель - попрёт, никуда не денется.
3 На старых машинах было 3 передачи, потом стали делать 4. Потому что перешли на высокоокт. бензин, движки стали высокооборотными. Обороты выросли, а крут. момент упал. Оптимизировали передачи. Ну, 5 передача для экономии на скорости. Только и всего.
4 Так что, Фридом, ты неправ. Нет таких машин - напрямую.
5 О КПД. КПД всех ДВС около 30%, всех передач близок к 99%. Когда вы пишете "КПД", вы путаете жопу с пальцем - следует говорить о расходе топлива на единицу работы.
А уменьшить расход топлива можно только оптимизируя передачи и заставляя двигатель работать в экономичном режиме. КПД от типа передачи мало зависит.
6 Игорь! "На данный момент потолок мощности дизеля с механическими и гидродинамическими приводами в пределах 1500 кВт" - нет потолка. Просто никто не делает мощные гидропередачи, а тем более механические. Это геморрой и головная боль одновременно. Экспериментировали с мощной гидравликой, хотели получить экономию - сказали нах надо, генератор с эл. двигателем практически вечный. Вечно текущая из всех дыр гидравлика, особенно зимой.
7 Так что методом проб и ошибок пришли к выводу, что механика со сцеплением - только на мотовозах-дрезинах размером с грузовик, гидравлика - только на части маневровых тепловозов, а все мощное - только эл. привод. Так дешевле и надежней.
8 А гидравлика стоит только на маневровых промышленных тепловозах - там надо при малой массе и размерах получить большое сцепление колес с рельсами - за счет использования группового привода - чтобы уменьшить боксование. На железной дороге ТЭМ-2 намного лучше, чем ТГМ с гидравликой.
9 Ну, дизель-поезда и мотрисы - там гидравлика, чтоб места меньше занимала.

в машине еще есть сцепление, где при старте большая часть энергии уходит в тепло.

Идет .
Есть такие тепловозы.
ТГМ ( С ГИДРОПЕРЕДАЧЕЙ ) Это маневровый тепловозик.

Низкий КПД получается нужно затратить массу энергии чтобы тронутся с места Из за этого сложности в управлении скоростью..

так больше КПД и больше возможностей для маневровых работ

КПД крупного электродвигателя 98%

Дизель имеет максимальный КПД при определенных оборотах. Поэтому для согласования оптимальной работы дизеля и ведущих колес применяют электродвигатели.

Ту же схему в настоящее время начали применять и автогиганты. Двигатель автомобиля работает в оптимальном режиме (обороты держатся в определенном интервале обеспечивающем максимальный КПД) а крутящий момент передается посредством электрической системы приводов. В городских условиях экономия свыше 30-40% топлива. На трассе существенно меньше.

так наверно проще хотя есть и с механическим приводом

если ответить примитивно, то у дизеля КПД прямо зависим от его оборотов, то есть чем выше обороты, тем больше КПД. У электродвигателя, применяемого на тепловозах, КПД мало зависим от его оборотов, другими словами, при пуске электродвигателя величина его тяги в момент пуска близка к максимальной. Есть еще некоторые ограничения в непосредственной передачи мощности дизеля на колесные пары - это то, что конструкция дизеля не допускает больших механических нагрузок, разный коэффициент "габариты-мощность" (у дизеля он намного выше, чем у электродвигателя: к примеру габариты дизельного двигателя мощностью 1500 кВт в несколько раз больше, чем габариты электродвигателя той же мощности) . На данный момент потолок мощности дизеля с механическими и гидродинамическими приводами в пределах 1500 кВт, а мощность электродвигателя переменного тока 7500 кВт. Разница существенная.

в автомобиле тож не напрямую-через коробку передач