Diesellokomotive

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Dieselhydraulische Lokomotive der Baureihe V?200 der ehemaligen Deutschen Bundesbahn ab 1953

Eine Diesellokomotive ist ein Triebfahrzeug der Eisenbahn , das seine Antriebsenergie von einem oder mehreren eingebauten Dieselmotoren bezieht.

Geschichte der Diesellokomotiven

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Weltweit erste betriebs­taugliche Strecken-Diesellokomotive Ээл2 , 1924 in Kiew

Diesellokomotiven wurden im historischen Verlauf erst nach den Dampf- und Elektrolokomotiven entwickelt. Das große Problem der ersten Versuche mit Dieselmotoren fur die Eisenbahntraktion war die Notwendigkeit, den Motor lastfrei zu starten und erst nach Hochlaufen des Motors eine Kraftubertragung zu den Treibachsen auf den Schienen zu erzeugen.

Nach anfanglichen Irrtumern und Versuchen, wie beim Lastkraftwagen mit Reibungskupplungen anzufahren, und singularen Konzepten (Diesel-Druckluftlok mit Stangenantrieb wie z.?B. die Diesel-Sulzer-Klose-Thermolokomotive ) stellte sich zunachst der dieselelektrische Antrieb als brauchbare Losung heraus, bei dem der Dieselmotor einen Generator treibt und dessen Strom den Fahrmotoren zugefuhrt wird. Erstmals wurde dieses Konzept von Juri Lomonossow fur eine große Streckenlokomotive bei der 1924 in der Sowjetunion eingesetzten Diesellokomotive Ээл2 angewendet.

NOHAB-AA16: norwegische Di3?616 am 14.?Mai 2010 im schwedischen Bahnhof Angelholm
Sechsachsige Diesellokomotive der sudafrikanischen Reihe 33-400 der TransNamib bei Simplon uber den Gurieb , Namibia (2015)
S?D -Baureihe ТЭП60 , Museum der Moskauer Eisenbahn (Rigaer Bahnhof)

Dieses Konzept erfreut sich bis heute weltweiter Verbreitung. Die meisten Guterzug ­lokomotiven in Nordamerika wie auch die der Sowjetunion sind damit ausgerustet. Eine in Europa uber einen langen Zeitraum bei mehreren Bahngesellschaften eingesetzte dieselelektrische Bauart ist die NOHAB AA16 .

Bei der Deutschen Bundesbahn konnten sich Diesellokomotiven im Wesentlichen erst nach dem Zweiten Weltkrieg mit der hydrodynamischen Kraftubertragung durchsetzen. Diese basiert auf der Fottinger -Kupplung und dem Konzept des Drehmomentwandlers sowie den fertigungstechnischen Entwicklungen von Unternehmen wie Voith . Im Unterschied zu vielen Bahngesellschaften im Ausland bevorzugte die Deutsche Bundesbahn allerdings mittelgroße vierachsige Lokomotiven mit vergleichsweise geringer Masse bis zu 80?Tonnen. In dieser Klasse erzielte sie mit der Baureihe V 200.0 den Durchbruch. Wegen der Elektrifizierung der Hauptstrecken gab es in Westdeutschland keinen Bedarf fur große Leistungen bei Diesellokomotiven. Lediglich als Entwicklungsmuster wurden einzelne sechsachsige Dieselloks mit einer Masse bis zu 120?Tonnen gebaut. So entstanden:

Bei der Deutschen Reichsbahn verlief die Entwicklung ahnlich, war jedoch zeitlich verzogert. Nach der Fertigung der Streckenlokomotiven der Baureihe V?180 konzentrierte sich die Lokomotivindustrie auf den Bau kleinerer dieselhydraulischer Lokomotiven fur den Rangier- und leichten Streckendienst. Große Streckenlokomotiven importierte die DDR auf der Basis von Kooperationsabkommen im Rahmen des RGW . So gelangten sechsachsige dieselelektrische Großdiesellokomotiven der Baureihen 120 und 130/131/132/142 aus der Sowjetunion in die DDR. Die Maschinen der BR 130 und ihre Nachfolger entstanden dabei speziell fur deutsche Verhaltnisse.

Diesellokomotive der Serie Voith Maxima , 2006
RE mit Diesellokomotive 245?006 in Langenargen
SBB-Diesellokomotiven Am?841 fur den Bau-, Rangier- und Streckendienst

Die Entwicklung dieselhydraulischer Lokomotiven wurde bis 2014 von Voith Turbo Lokomotivtechnik in Kiel betrieben. Zuletzt wurden die Typen Gravita und Maxima hergestellt. Heutiger Stand der Entwicklung sind dieselelektrische Lokomotiven fur den Guterverkehr mit uber 4400?Kilowatt Antriebsleistung.

Im Personenverkehr werden in Deutschland seit mehreren Jahren die Diesellokomotiven auf nichtelektrifizierten Strecken mehr und mehr durch Diesel triebzuge verdrangt, einzig die Beforderung schwerer Schnellzuge wird uberwiegend noch mit Lokomotiven durchgefuhrt.

Vorteile und Nachteile

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Zu den Vorteilen von Diesellokomotiven zahlt, dass sie im Gegensatz zu elektrischen Lokomotiven keine teure Fahrleitung benotigen und andererseits vor und nach der Fahrt nicht so aufwandig wie Dampflokomotiven im Bahnbetriebswerk behandelt werden mussen. Daher ist der weltweite Bestand der Eisenbahngesellschaften an Diesellokomotiven hoher als der an Elektrolokomotiven.

Zu den Nachteilen einer Diesellokomotive zahlen ihre komplexe Antriebsmechanik und die Tatsache, dass sie ihren Energievorrat in Form von Dieselkraftstoff mitfuhren muss. Ein weiterer, sehr erheblicher Nachteil ist, dass ein Dieselmotor im Gegensatz zu Elektromotoren und Dampfmaschinen nicht aus dem Stand unter Last anlaufen kann und dass eine Diesellokomotive daher geeignete Kupplungs- und Kraftubertragungselemente benotigt, die einen lastfreien Start und ein Hochlaufen des Motors ermoglichen, bevor die Lokomotive auf Zugkraft beansprucht wird. Da Reibungskupplungen in den vorherrschenden Leistungsklassen nicht verfugbar sind, hat sich die elektrische oder hydraulische Kraftubertragung durchgesetzt. Beide sind stets mit Verlusten verbunden. Diesellokomotiven haben auch Nachteile im Bereich Beschleunigung (vor allem im Vergleich zu elektrischen Triebzugen) und Hochstgeschwindigkeit sowie im Verhaltnis Masse zu Antriebsleistung, welche vor allem bei Steilstrecken relevant ist. Angesichts steigender Rohol- und damit auch Dieselpreise sowie der Auswirkungen der Dieselabgase und des bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehenden Kohlenstoffdioxid ist in den letzten Jahren ein verminderter Einsatz von Diesellokomotiven in Deutschland zu beobachten.

Zunehmend werden Bahnstrecken und Bahnbetriebe elektrifiziert . Dort, wo elektrische Fahrleitungen nicht wirtschaftlich gebaut oder betrieben werden konnen, wie zum Beispiel beim Durchqueren von Wusten, unwegsamem Gelande, im Nebenbahnbereich oder im Rangierbetrieb , kommen uberwiegend Diesellokomotiven zum Einsatz.

Sechszylinder-Viertaktdieselmotor Sulzer 6 LV 22 des Triebwagens BCFm 2/4 der Appenzeller Bahn aus dem Jahr 1929
GM-EMD JT42CWR ?Blue Bullet“ von ERS Railways B.V.
Generator einer ?SD -Lokomotive T?499.0 aus den Jahren 1974/75
Diesellokomotiven der Baureihen 247 und 225 in Oldenburg?(Oldb)
SD39-2M der FEPASA mit Endfuhrerstand und Vorbau

Eine Diesellokomotive besteht aus dem Bodenrahmen, fallweise mit Fahrzeugkasten sowie dem Dieselmotor (mit Kuhl- und Nebenaggregaten) und dem Laufwerk mit den Einrichtungen zur Kraftubertragung. Hinzu kommen Hilfsbetriebe wie die Drucklufterzeugung, Anlagen zur Zugheizung und die Bremsausrustung (ggf. mit dynamischer Bremse) sowie diverse Steuerungs- und Sicherungstechnik. Heutige Lokomotiven verfugen meist uber nur einen Dieselmotor, fruher gab es jedoch auch mehrmotorige Lokomotiven (etwa die Baureihe V?200 ). Die uberwiegende Mehrheit der seit Ende des Zweiten Weltkrieges gebauten Diesellokomotiven sind Drehgestelllokomotiven . Die Einrahmenbauweise wurde insbesondere fur kleine und Rangierlokomotiven genutzt, teilweise auch mit Stangenantrieb . Wegen der besseren Laufruhe, Wartungsfreundlichkeit und einem oberbauschonenderen Lauf setzte sich schließlich auch bei dieselhydraulischem Antrieb die Drehgestellbauart mit Gelenkwellen durch.

Bei der Form der Aufbauten sind zwei unterschiedliche Bauformen ublich, mit Endfuhrerstanden und geschlossenem, uber die gesamte Fahrzeugbreite reichendem Kasten, der auch mit- oder selbsttragend sein kann oder mit schmalen, von der Seite zuganglichen Vorbauten .

Als mittragendes Element sind die schmalen Vorbauten nicht nutzbar, damit erfordert diese Bauweise einen massiven Bodenrahmen. Die Fuhrerstande befinden sich entweder an den Fahrzeugenden, an nur einem Ende oder in Fahrzeugmitte, in diesem Fall kombiniert mit schmalen Vorbauten, fallweise zur Sichtverbesserung auch erhoht. Mittelfuhrerstande sind wegen der gleich guten Sicht in beiden Richtungen und den dadurch moglichen Richtungswechsel, ohne dass der Triebfahrzeugfuhrer den Fuhrerstand wechseln muss, insbesondere bei Rangierlokomotiven ublich. Im europaischen Raum, wo die meisten Zuge mit nur einer Lokomotive bespannt werden, setzten sich fur den Streckenbetrieb Diesellokomotiven mit zwei Endfuhrerstanden durch. Im nordamerikanischen Netz, wo aufgrund der Zugmassen insbesondere im Guterverkehr Mehrfachtraktion ublich ist, beschaffen die Bahnbetreiber bevorzugt Lokomotiven mit nur einem Endfuhrerstand. Wahrend fruhere nordamerikanische Diesellokomotiven noch problemlos mit den langen Aufbauten voraus eingesetzt werden konnten, wird dies bei heutigen Modellen vermieden, weil die großen Kuhlanlagen die Streckensicht erheblich einschranken. Durch Exporte von nordamerikanischen Herstellern gelangten Lokomotiven mit einem Endfuhrerstand und schmalem, langen Vorbau in geringerem Maß auch auf andere Kontinente. Im Breitspurnetz der Sowjetunion und ihrer Nachfolgestaaten werden insbesondere aus klimatischen Grunden Diesellokomotiven, auch mehrteilige, mit uber die gesamte Fahrzeugbreite reichenden Wagenkasten eingesetzt.

Die Diesellokomotiven der Baureihe 245 vom Typ Bombardier Traxx sind wieder mehrmotorig. Sie werden von vier Industriedieselmotoren mit je 563?kW angetrieben. Je nach benotigter Zugkraft, konnen dann Motoren ab- und zugeschaltet werden. Sie sollen nach und nach die Lokomotiven der Reihe 218 ablosen.

Beim Verbrennungsmotor handelt es sich in der Regel um ein Dieselaggregat, es gab oder gibt aber auch noch folgende Varianten:

Die Deutsche Reichsbahn erprobte Anfang der 1930er Jahre die dieselpneumatische Lokomotive ( V?120?001 ), bei der ein Dampflokomotivtriebwerk, mit Druckluft aus einem Dieselkompressor gespeist wurde. Diese Bauart setzte sich nicht durch.

Kraftubertragung

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Rangierlok DB-Baureihe V 60 mit Stangenantrieb
Dieselelektrische Lokomotive 130 101,
DR-Baureihe 130.1
Dieselelektrische Lokomotive der Baureihe CC?72000 der SNCF

Die Kraftubertragung oder Leistungsubertragung hat bei einer Diesellokomotive folgende Aufgaben:

  1. Wandlung von Motor drehmoment und -drehzahl derart, dass uber den gesamten Geschwindigkeitsbereich ausreichend Zugkraft zur Verfugung gestellt wird,
  2. lastfreier Start des Dieselmotors,
  3. Drehrichtungsumkehr fur den Fahrtrichtungswechsel.

Daruber hinaus kann die Leistungsubertragung auch die Funktion einer dynamischen Bremse ermoglichen (hydro- oder elektrodynamische Bremse).

Heutige Diesellokomotiven werden mit hydraulischer oder elektrischer Kraftubertragung gebaut, die beide ein problemloses Anfahren sowie eine unterbrechungsfreie Zugkraftentfaltung in allen Leistungsklassen ermoglichen.

Hydraulische Kraftubertragung

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Die hydraulische Kraftubertragung bzw. der dieselhydraulische Antrieb zeichnet sich durch eine kompaktere Bauform aus, weswegen sie in Deutschland bei den ab 1950 gebauten Lokomotiven zunachst bevorzugt zur Anwendung kam. Nachteil ist der relativ hohe mechanische Unterhaltungsaufwand. Verwendet werden meist Getriebe mit drei Stromungswandlern bzw. zwei Wandlern und einer Stromungskupplung. [1] Es gibt auch Losungen mit nur zwei Wandlern; bei diesen ist allerdings die Spreizung so groß, dass das Beschleunigungsverhalten zu wunschen ubrig lasst. Zudem fallt der Wirkungsgrad der Getriebe am Ende der Kennlinie stark ab. Bei kleineren Leistungen kommen auch hydrostatische Antriebe zum Einsatz.

Elektrische Kraftubertragung

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Bei dieselelektrischer Kraftubertragung stimmen große Teile des Antriebs mit dem einer Elektrolokomotive uberein, allein die elektrische Energie wird direkt an Bord erzeugt und nicht extern zugefuhrt: Das Ensemble aus Generatoren, Steuerung und Fahrmotoren ersetzt dann Kupplungen, Getriebe und Wandler. Die Ahnlichkeit im Aufbau ermoglicht die Konstruktion von Diesel- und elektrischen Lokomotiven mit vielen identischen Teilen bis zum Wagenkasten. Nachdem diese Moglichkeit zuerst in den 1960er Jahren in Frankreich genutzt wurde, boten sie nach der Einfuhrung des umrichtergespeisten Drehstromantriebes weitere Hersteller an.

Wesentlicher Vorteil der dieselelektrischen im Vergleich zur hydraulischen Kraftubertragung sind die robustere Bauweise (niedrigerer Wartungsaufwand), eine bessere Leistungsausnutzung insbesondere beim Anfahren und ein geringerer Laufwiderstand. Nachteile sind vor allem die großere Masse und das Volumen.

Elektrische Leistungsubertragung gibt es in folgenden Bauformen:

  1. Gleichstromgeneratoren mit Gleichstrom fahrmotoren
  2. Drehstromgeneratoren mit Diodengleichrichtung und Gleichstromfahrmotoren
  3. Drehstromgeneratoren mit Drehstromfahrmotoren .

Die Steuerung des Antriebes geschieht durch Regelung der Erregermaschine sowie ggf. durch zusatzliche Regelungselemente vor den Fahrmotoren.

Zweikraftlokomotiven konnen ihre Antriebsenergie sowohl vom Generator als auch von einer Fahrleitung beziehen. Beispiele:

Mechanische Kraftubertragung

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Eine mechanische Kraftubertragung ist wegen der verschleißintensiven Synchronisation beim Anfahren sowie von Zugkraftunterbrechungen wahrend Gangschaltvorgangen nur bei geringen Motorleistungen bis circa 400?Kilowatt, somit nur fur Kleinlokomotiven und Triebwagen , anwendbar.

Neben der Bereitstellung und Ubertragung der Energie fur die Traktion werden auf Diesellokomotiven im Regelfall noch Aggregate und Ubertragungseinrichtungen fur folgende Nebenbetriebe benotigt:

  • Druckluft fur die Bremsanlagen und fur das Starten des Dieselmotors,
  • Elektrische Energie in geeigneter Stromart fur die Beleuchtung und Lichtsignale der Lok und des Zuges sowie fur Lufterantriebe und zum Nachladen der Batterien,
  • Dampf oder elektrische Energie in geeigneter Stromart fur die Zugheizung.

Fur die elektrische Zugheizung und Beleuchtung wurden bei dieselhydraulischen Lokomotiven zusatzliche, oft Heizdiesel genannte Dieselmotoren eingebaut, die ausschließlich einen Generator antrieben. Bei dieselelektrischen Lokomotiven kann die elektrische Energie sowohl fur die Beleuchtung als auch die Heizung je nach Bauart den so ausgestatteten Hauptgeneratoren entnommen werden. Die fur die zentrale Energieversorgung von Reisezugwagen und als Beeinflussungsschutz von Gleisstromkreisen erforderliche stabile Frequenz konnte jedoch erst mit der Praxistauglichkeit von Umrichtern zufriedenstellend gelost werden.

Verbrauch und Reichweite

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Der Verbrauch an Dieselkraftstoff wird von der Zuglast, der Fahrgeschwindigkeit, der Wagen-Beladungsart, vom Streckenprofil und auch von inneren Verlusten bzw. dem Zustand der Maschinenanlage beeinflusst.

Die Reichweite unterliegt neben den Verbrauchswerten auch der Tankvolumenkapazitat, wobei fur Streckenlokomotiven Tankgroßen von 2000 bis 7000?Litern vorkommen (in Nordamerika sogar bis knapp 19?000?Liter).

An vielen Stellen wird fur Diesellokomotiven moderner Bauart ein Verbrauchswert von 3?l/km (Liter pro Kilometer) angegeben. [5] [6] [7] [8] Spezieller wird auch ein Verbrauch von 6 bis 20?Gramm Treibstoff pro Tonne Last und Kilometer Strecke angegeben.

Beispiele:

  • Fur die Diesellokomotivbauart Vossloh Euro 4000 (Dauerleistung 3178?kW) wird angegeben: Reichweite mit einer Tankkapazitat von 7000?Litern rund 2000?Kilometer. [9]
  • Fur die Lokomotiven der Baureihe 218 (Dauerleistung 1839?kW) wird angegeben: Die Dieseltanks konnen zusammen uber 3000?Liter Kraftstoff aufnehmen, womit im Schnitt etwa 1000?Kilometer gefahren werden kann. [10]

Die Umstellung des Eisenbahnbetriebes von Dampflokomotiven auf Diesellokomotiven wird mit ?Verdieselung“ bezeichnet. Sprachliche Alternativen, wie etwa ?Dieselisierung“, wurden seitens der Gesellschaft fur deutsche Sprache ? und in der Folge auch von der DB ? verworfen. [11]

  • Stefan Alkofer: So funktioniert die Diesellok . transpress, Stuttgart 2005, ISBN 3-613-71254-7
  • Johannes Feihl: Die Diesellokomotive: Aufbau ? Technik ? Auslegung . transpress, Stuttgart 2009, ISBN 978-3-613-71370-3
  • Markus Hehl: Deutsche Diesellokomotiven. Eisenbahnkurier Special 72, EK Verlag, Freiburg, ISSN   0170-5288
  • Gunther Klebes: Die elektrischen und Diesel-Triebfahrzeuge auf der Eisenbahntechnischen Ausstellung in Seddin anlaßlich der Eisenbahntechnischen Tagung in Berlin in der Zeit vom 21. September bis 5. Oktober 1924. Monographien und Mitteilungen, Folge 20 (Doppelheft). Herausgegeben von der Deutschen Gesellschaft fur Eisenbahngeschichte e. V. , Karlsruhe 1978. ISBN 3-921700-18-3
  • Juri Wladimirowitsch Lomonossow : Die Diesel-elektrische Lokomotive. Ubers. aus d. Russ. von Erich Mrongovius. VDI-Verlag, Berlin 1924.
  • Juri Wladimirowitsch Lomonossow: Diesellokomotiven. Aus d. russ. Ms. ubers. von E. Mrongovius, durchges. von F. Meineke, Berlin : VDI-Verlag 1929; Nachdrucke: VDI-Verlag, Dusseldorf 1985. ISBN 3-18-400676-X und Archiv-Verl., Braunschweig [2001].
Commons : Diesellokomotiven  ? Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Diesellokomotive  ? Bedeutungserklarungen, Wortherkunft, Synonyme, Ubersetzungen

Einzelnachweise

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  1. Vorlesungsdokument Uni Hannover; Konstruktion Schienenfahrzeuge; Abbildungen von diesel-hydraulischen Anlagen auf S. 24 und 25 ?Antriebsanlage des Talgo-Triebkopfes“ ( Memento des Originals vom 11. September 2015 im Internet Archive )   Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft. Bitte prufe Original- und Archivlink gemaß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. @1 @2 Vorlage:Webachiv/IABot/www.ids.uni-hannover.de
  2. Dipl.-Ing. Irene Brade, Dipl.-Ing. Jochen Emde, Dipl.-Ing. Maximilian Ropper, Dipl.-Ing. Jurgen Schurr: Vectron Dual Mode ? keeps going where the wire ends . In: ZEVrail ?145 (2021) TAGUNGSBAND SFT GRAZ 2021 . 2021, S.   6–13 .
  3. VECTRON DUAL MODE Keeps going where the wire ends. (PDF) Siemens Mobility, 2021, abgerufen am 7. Januar 2024 .
  4. Eurodual. Abgerufen am 7. Januar 2024 .
  5. nah sh Der Nahverkehr ?Steigende Dieselpreise, steigende Tarife, Maßnahmen?“ ( Memento vom 11. April 2014 im Internet Archive ) aufgerufen am 11. April 2014
  6. Deutsches Kupfer Institut ? Wie effizient ist der Bahnverkehr wirklich?“ aufgerufen am 11. April 2014
  7. DIE ZEIT online Juni 1998, ?Zum Gluck gezwungen“ aufgerufen am 11. April 2014
  8. Eisenbahnmedia ?Die Baureihe 218“ , aufgerufen am 11. April 2014
  9. Vossloh Euro 4000 aufgerufen am 11. April 2014
  10. Eisenbahnmedia ?Die Baureihe 218“ , aufgerufen am 11. April 2014
  11. Bundesbahndirektion Mainz (Hg.): Amtsblatt der Bundesbahndirektion Mainz vom 23. Dezember 1955, Nr. 57. Bekanntmachung Nr. 770, S. 361.