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Diesellokomotive V200
Eine Diesellokomotive ist ein Triebfahrzeug der Eisenbahn, das zur Leistungserzeugung einen oder mehrere Dieselmotoren nutzt.
Inhaltsverzeichnis
Geschichte der Diesellokomotiven
Die Diesellokomotive ist jünger als die Dampflokomotive und auch jünger als die Elektrolokomotive, die bereits zum Ende des 19. Jahrhunderts eingesetzt wurde. Das große Problem der ersten Versuche (in den 1920er Jahren) des Einsatzes von Dieselmotoren für die Eisenbahntraktion war die Notwendigkeit, den Motor lastfrei zu starten und erst nach Hochlaufen des Motors eine kraftschlüssige Verbindung zu den Antriebsrädern und zur Schiene zu erzeugen.
Nach anfänglichen Irrungen (Versuche, wie beim LKW mit Reibungskupplungen anzufahren) und singulären Konzepten (Diesel-Druckluftlok mit Stangen-Antrieb) stellte sich zunächst der diesel-elektrische Antrieb als brauchbare Lösung heraus, bei dem der Dieselmotor einen Generator treibt, und dessen Strom den elektrischen Radantriebsmotoren aufgeschaltet wird. Dieses Konzept erfreut sich bis heute starker Verbreitung; große Teile der Güterzug-Traktion in Nordamerika wie auch die der Sowjetunion basierten hierauf. Per Import gelangten die 6-achsigen Großdieselloks aus der Sowjetunion auch in die DDR (BR 130/131/132/142 und BR 120).
In Mitteleuropa, vor allem in Deutschland, konnte sich die Diesellokomotive im Wesentlichen erst nach dem Zweiten Weltkrieg mit der hydraulischen Kraftübertragung durchsetzen. Diese basiert auf der Föttinger-Kupplung und dem Konzept des Drehmomentwandlers sowie den fertigungstechnischen Entwicklungen von Unternehmen wie Voith. Dabei wurden auch einzelne sechsachsige Dieselloks mit bis zu 120 t Gewicht als Entwicklungsmuster gebaut (1 x V 320, 1 x V 240, V 300 für JŽ), allerdings setzte die Deutsche Bundesbahn mehr auf vierachsige Loks mit bis zu 80 t Gewicht. Der Grund war der fehlende Bedarf großer Leistungen aufgrund der Elektrifizierung der Hauptstrecken.
Heutiger Stand der Technik sind dieselelektrische Lokomotiven für den Güterverkehr mit über 4400 kW Antriebsleistung; Triebzüge mit turboelektrischen Triebköpfen erreichen inzwischen Reisegeschwindigkeiten von 240 km/h bei einer Dauerleistung der Fahrmotoren von 3300 kW je Triebkopf.
Im Personenverkehr werden in Deutschland seit mehreren Jahren die Diesellokomotiven mehr und mehr durch dieselbetriebene Triebzüge verdrängt, einzig die Beförderung schwerer Schnellzüge wird überwiegend noch mit Lokomotiven durchgeführt.
Vorteile und Nachteile
Zu den Vorteilen der Diesellokomotive zählt, dass sie im Gegensatz zur Elektrolokomotive keine teure Oberleitung benötigt und andererseits vor und nach der Fahrt nicht so aufwändig im Bahnbetriebswerk gewartet werden muss wie zu früheren Zeiten die Dampflokomotiven. Daher ist der weltweite Bestand der Eisenbahngesellschaften an Diesellokomotiven höher als der an Elektrolokomotiven. Zu den Nachteilen einer Diesellokomotive zählen ihre komplexe Antriebsmechanik und die Tatsache, dass sie ihren Energievorrat in Form von Dieselkraftstoff mitführen muss. Ein weiterer, sehr erheblicher Nachteil ist, dass im Gegensatz zu Elektromotoren und Dampfmaschinen ein Dieselmotor nicht aus dem Stand Zugkraft entwickeln kann und dass daher eine Diesellokomotive geeignete Kupplungs- und Kraftübertragungselemente benötigt, die einen lastfreien Start und ein Hochlaufen des Motors ermöglichen, bevor die Lokomotive auf Zugkraft beansprucht wird. Da Reibungskupplungen in den vorherrschenden Leistungsklassen nicht verfügbar sind, hat sich die elektrische oder hydraulische Energieübertragung durchgesetzt. Diese sind jedoch stets mit Verlusten verbunden.
Immer mehr Bahnstrecken werden mit Oberleitungen ausgestattet. Aber überall dort, wo eine Oberleitung nicht wirtschaftlich gebaut oder betrieben werden kann, sei es beim Durchqueren von Wüsten und anderem unwegsamen Gelände oder sei es im nicht so stark genutzten Nebenbahnbereich oder im Rangierbetrieb, kommen an erster Stelle Diesellokomotiven zum Einsatz.
GM-EMD JT42CWR „Blue Bullet“ von ERS Railways B.V.
Güterzuglokomotive der DB-Baureihe 225Aufbau
Eine Diesellok besteht aus dem Fahrzeugkasten mit Rahmen und dem Fahrwerk sowie dem Motor und der Kraftübertragung (mit Kühl- und Nebenaggregaten). Hinzu kommen Hilfsbetriebe wie die Drucklufterzeugung, Anlagen zur Zugheizung und die Bremsausrüstung (ggf. mit dynamischer Bremse) sowie diverse Steuerungs- und Sicherungstechnik. Heutige Lokomotiven verfügen meist über nur einen Motor, früher gab es jedoch auch mehrmotorige Fahrzeuge (etwa die V 200). Die DB AG hat einen Rahmenvertrag mit Bombardier geschlossen, der die Entwicklung wieder zu mehrmotorigen Diesellokomotiven leiten könnte. 2013 sollen erste TRAXX-Lokomotiven ausgeliefert werden mit 4 Industriedieselmotoren. Je nach benötigter Zugkraft, können dann Motoren ab- und zugeschaltet werden.
Bei dem Motor handelt es sich in der Regel um einen Dieselaggregat, es gab oder gibt aber auch noch folgende Varianten:
- Benzinlokomotiven mit Antrieb durch Ottomotoren (dieser Antrieb wurde in der Frühzeit der Diesellokomotiven erprobt),
- Gasturbolokomotiven mit Antrieb durch Gasturbinen (auch als Diesellokomotive mit Boostergasturbinen),
- Dampf-Diesel-Lokomotiven (Bauart Stills) und
- Gasmotorlokomotiven mit Antrieb durch Gasmotoren (z.Z. in Erprobung mit Erdgas als Kraftstoff).
Die Deutsche Reichsbahn erprobte Anfang der 1930er Jahre eine dieselpneumatische Lokomotive (V 120 001), bei der ein Zylindertriebwerk, wie es von der Dampflokomotive her bekannt ist, mit Druckluft aus einem Dieselkompressor gespeist wurde. Diese Bauart hat sich nicht durchgesetzt.
Kraftübertragung
Die Kraftübertragung oder Leistungsübertragung hat bei einer Diesellok folgende Aufgaben:
- Wandlung von Motordrehmoment und -drehzahl derart, dass über den gesamten Geschwindigkeitsbereich Zugkraft zur Verfügung gestellt wird.
- lastfreier Start des Dieselmotors
- Drehrichtungsumkehr für den Fahrtrichtungswechsel
Darüber hinaus kann die Leistungsübertragung auch die Funktion einer dynamischen Bremse ermöglichen (hydrodynamische oder elektrische Bremse).
Heutige Diesellokomotiven werden mit hydraulischer- oder elektrischer Kraftübertragung gebaut. Eine mechanische Kraftübertragung ist wegen der verschleißintensiven Synchronisation beim Anfahrvorgang nur bei geringen Motorleistungen bis ca. 400 kW sinnvoll und wird daher nur bei Triebwagen und Kleinlokomotiven verwendet; überdies kommt es zu Zugkraftunterbrechungen während des Schaltvorganges. Die mechanische Kraftübertragung wurde daher nach dem Bau der Uerdinger Schienenbusse (Baureihen 795 und 798) jahrelang nicht mehr verwendet. Die aktuellen Leichtbau-Triebwagen Bombardier Talent, Alstom Coradia LINT und Siemens Desiro werden mit dieselmechanischer Kraftübertragung durch ZF Ecomat-Getriebe geliefert.
Hydraulische wie auch elektrische Kraftübertragung ermöglichen eine problemlose Anfahrt sowie eine unterbrechungsfreie Zugkraftentfaltung; beide Arten der Übertragung sind in allen Leistungsklassen möglich. Die hydraulische Kraftübertragung zeichnet sich dabei durch eine kompaktere Bauform aus, weswegen sie bei den meisten der heute in Deutschland eingesetzten Lokomotiven zur Anwendung kommt. Nachteil ist der relativ hohe mechanische Unterhaltungsaufwand. Verwendet werden meist Getriebe mit drei Strömungswandlern bzw. zwei Wandlern und einer Strömungskupplung. Es gibt auch Lösungen mit nur zwei Wandlern; bei diesen ist allerdings die Spreizung so groß, dass das Beschleunigungsverhalten zu wünschen übrig lässt. Zudem fällt der Wirkungsgrad der Getriebe am Ende der Kennlinie stark ab. Bei kleineren Leistungen kommen auch hydrostatische Antriebe zum Einsatz.
Bei dieselelektrischer Kraftübertragung stimmen große Teile des Antriebs mit dem einer E-Lok überein, allein die elektrische Leistung wird direkt an Bord erzeugt und nicht extern zugeführt: Das Ensemble aus Generatoren, Steuerung und Fahrmotoren ersetzt dann Kupplungen, Getriebe und Wandler.
Wesentlicher Vorteil des dieselelektrischen Antriebs im Vergleich zur hydraulischen Kraftübertragung sind die robustere Bauweise (niedrigerer Wartungsaufwand) und eine bessere Leistungsausnutzung insbesondere beim Anfahren. Nachteile sind vor allem das höhere Gewicht und Volumen.
Elektrische Leistungsübertragung gibt es in folgenden Bauformen:
- Gleichstromgeneratoren mit Gleichstromfahrmotoren
- Drehstromgeneratoren mit Diodengleichrichtung und Gleichstromfahrmotoren
- Drehstromgeneratoren mit Drehstromfahrmotoren.
Die Steuerung des Antriebes geschieht dabei durch Regelung der Erregermaschine sowie ggf. durch zusätzliche Regelungselemente vor den Fahrmotoren.
Mischformen in der Bauweise können ihre Antriebsenergie sowohl vom Generator als auch von einer Stromschiene beziehen (z. B. einige Lokomotiven der US-amerikanischen Genesis-Baureihe).
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Dieselelektrische Lokomotive,
deutsche Baureihe 232 „Ludmilla“ -
Dieselelektrische Streckenlokomotive AA16, gebaut in GM-Lizenz durch die schwedische Firma NOHAB 1957
Siehe auch
Literatur
- Stefan Alkofer: So funktioniert die Diesellok, transpress: Stuttgart, 2005, ISBN 3-613-71254-7
- Markus Hehl: Deutsche Diesellokomotiven Eisenbahnkurier Special 72 EK Verlag Freiburg ISSN 0170-5288
- Günther Klebes: Die elektrischen und Diesel-Triebfahrzeuge auf der Eisenbahntechnischen Ausstellung in Seddin anläßlich 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 für Eisenbahngeschichte e.V. Karlsruhe 1978. ISBN 3-921700-18-3
Weblinks
Commons: Diesellokomotiven – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
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