Diesellokomotive
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Eine Diesellokomotive ist eine Lokomotive, die direkt oder indirekt durch einen Dieselmotor oder eine Gasturbine angetrieben wird.
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[Bearbeiten] Aufbau
Eine Diesellok besteht aus dem Fahrzeugkasten mit Rahmen und dem Fahrwerk sowie dem Dieselmotor und der Kraftübertragung. Hinzu kommt die Steuerung für Motor und Bremsen.
Im Rangierdienst (s.u.) eingesetzte Loks besitzen oft einen Führerstand in der Mitte. Loks für den Streckendienst haben normalerweise an jedem Ende einen Führerstand. In den USA sind dagegen Streckenloks mit nur einem Führerstand verbreitet. Dies reicht aus, weil die Lokomotiven meist in Mehrfachtraktion eingesetzt werden. Sogar Lokomotiven ganz ohne Führerstand (sog. "Booster") wurden aus diesem Grund schon gebaut.
[Bearbeiten] Kraftübertragung
Dieselloks werden mit mechanischer Kraftübertragung, hydraulischer Kraftübertragung oder dieselelektrischen Kraftübertragungen gebaut.
Die Kraftübertragung hat bei einer Diesellok drei Aufgaben.
- Anpassung der linearen Drehzahl/Drehmomentenkennlinie des Dieselmotors an die Zugkraftkennlinie,
- lastfreier Start des Dieselmotors und
- Drehrichtungsumkehr für den Fahrtrichtungswechsel.
[Bearbeiten] Einteilung
Man teilt die Baureihen nach Hauptaufgaben ein:
- Rangierloks sind für Rangieraufgaben vorgesehen, sie bewegen Züge oder einzelne Fahrzeuge in Bahnhöfen.
- Leichte Streckenlokomotiven werden bis 1000 kW gebaut, sie haben meist eine für Nebenstrecken geeignete Achslast von maximal 18 t, um den entsprechend leichter ausgeführten Oberbau zu entlasten.
- Schwere Streckenlokomotiven werden mit Leistungen bis 4400 kW (international) gebaut und weisen meist eine Achslast bis zu 20 t (Europa) auf.
Während in den letzten Jahrzehnten in West-Deutschland einzelne sechsachsige Dieselloks mit bis zu 120 t Gewicht gebaut wurden (1x V320, 1x V240, V300 für JZ), setzte man in West-Deutschland mehr auf vierachsige Loks mit bis zu 80 t Gewicht. Der Grund war der fehlende Bedarf großer Leistungen aufgrund der Elektrifizierung der Hauptstrecken. In Ost-Deutschland wurden 6-achsige Dieselloks aus der Sowjetunion importiert. (BR 130 und BR 120) Bei schweren Zügen können zwei oder mehr Lokomotiven in Mehrfachtraktion gefahren werden. International werden leistungsfähigere Dieselstreckenlokomotiven jedoch nach wie vor mit zwei dreiachsigen Drehgestellen gebaut.
Des weiteren gab oder gibt es
- 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.
[Bearbeiten] Diesellokomotiven mit Schaltgetriebe und dieselhydraulische Lokomotiven
Die mechanische Kraftübertragung durch Schaltgetriebe (Dieselmechanischer Antrieb) ist im Regelfall nur bei einer Leistung bis ca. 400 kW sinnvoll. Darüber sind die Getriebe nicht mehr zuverlässig. Damit lässt sich ein Schaltgetriebe nur für kleine Rangierloks oder leichte Triebwagen verwenden. Beispiele hierfür sind einige Typen von kleinen Rangierlokomotiven oder die Uerdinger Schienenbusse der Baureihen VT 95 (795) und VT 98 (798). Die mechanische Kraftübertragung wurde jahrelang nicht mehr verwendet, erst die dieselmechanischen Triebzüge der Baureihe 642 erhielten bei ihrem Neubau vor wenigen Jahren wieder diese Kraftübertragung.
Die Kraftübertragung mit Strömungsgetrieben ("Dieselhydraulischer Antrieb") z. B. der Bauart Voith wird in Deutschland überwiegend verwendet. Diese Art der Übertragung ist in allen Leistungsklassen möglich und zeichnet sich durch einen sehr guten Wirkungsgrad aus. Nachteil ist der relativ hohe mechanische Unterhaltungsaufwand. Bei den Streckenlokomotiven hat sich in Deutschland die hydraulische Kraftübertragung mit den Baureihen V 80 und V 200 der Deutschen Bundesbahn durchgesetzt. Die Bundesbahn hat in der Folgezeit bis auf wenige Ausnahmen nur noch hydraulische Kraftübertragung verwendet. Im Gegensatz dazu kamen bei der Deutschen Reichsbahn in der DDR auch in der Sowjetunion gefertigte dieselelektrische Lokomotiven wie z. B. der Baureihe 130 zum Einsatz. Die in der DDR selber gebauten Loks basierten auch auf Strömungsgetrieben.
Bei der hydraulischen Kraftübertragung kommen bei kleiner Leistung hydrostatische Antriebe zum Zuge, bei großer Leistung werden nur noch Strömungsgetriebe eingesetzt. Verwendet werden meist Getriebe mit drei Strömungswandlern bzw. einem Anfahrwandler und zwei Strömungskupplungen. 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.
[Bearbeiten] Diesel- und Gasturboelektrische Lokomotiven
Dieselelektrische und turboelektrische Lokomotiven sind streng genommen Elektrolokomotiven, die ihr eigenes Kraftwerk in Form eines oder mehrerer diesel- oder gasturbinengetriebenen Generatoren mitführen. Das Ensemble aus Generatoren, Steuerung und Fahrmotoren ersetzt Kupplungen, Getriebe und Wandler.
Wesentlicher Vorteil des dieselelektrischen Antriebs im Vergleich zur hydraulischen Kraftübertragung sind die robustere Bauweise (niedrigerer Wartungsaufwand) und die vorteilhafte Zugkraftverteilung auch beim Anfahren. Nachteile sind vor allem das höhere Gewicht und ein ungünstigerer Übertragungsgrad. Entsprechend haben in der Vergangenheit insbesondere die USA und die Sowjetunion auf dieselelektrischen Antrieb gesetzt.
Hier gibt es folgende Varianten:
- Gleichstromgeneratoren mit Gleichstromreihenschlussmotoren als Fahrmotoren, mit einer Leistungsregelung in der Erregermaschine mit Hilfe von magnetischen Verstärkern
- Drehstromgeneratoren mit Diodengleichrichtung und Tyristorleistungsregelung an der Erregerwicklung des Generators
- Drehstromgenerator mit Drehstrom-Asynchron-Motoren als Fahrmotoren mit einer Leistungsregelung durch GTO-Thyristoren.
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). Stand der Technik sind dieselelektrische Lokomotiven mit über 4400 kW Antriebsleistung bei Güterzugstreckenlokomotiven. Triebzüge mit turboelektrischen Triebköpfen erreichen inzwischen Reisegeschwindigkeiten von 240 km/h bei einer Dauerleistung der Fahrmotoren von 3300 kW je Triebkopf. Der Treibstoff für die Gasturbinen ist Dieselöl.
[Bearbeiten] 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
