Thermische Ausrüstung

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Jedes Triebfahrzeug benötigt eine Energiequelle für den Antrieb. Bei den Bahnen hatten sich zu Beginn die Lösungen mit der Verbrennung von Kohle durchgesetzt. Bei diesem Prinzip wird Wasser erwärmt und der so entstehende Dampf genutzt. Mit den elektrischen Modelle wurde die Energie von Aussen zugeführt. Das konnte eine Stromschiene, oder eine Fahrleitung sein. Die dritte Lösung war dann der Motor für Dieselöl.

Bei diesem international eingesetzten Triebzug kam nur die Lösung mit dem Motor in Frage. Die be-fahrenen Ländern hatten unterschiedliche Spann-ungen und teilweise gab es gar keine Fahrleitung. Dampf wurde als veraltet angesehen und daher blieb nur noch der Dieselmotor.

Für uns hat das zur Folge, dass wir uns zuerst den thermischen Teil dieses Triebzuges ansehen müssen, denn mit Dieselmotoren wurde die elektrische Energie erzeugt.

Im Maschinenraum des Triebkopfes wurden für den eigentlichen Antrieb zwei identische Dieselmotoren vom Typ RUHB 1616 eingebaut. Gebaut wurde der Motor von der Firma Werkspoor in den Niederlanden. Dort hatte man mit entsprechenden Triebfahrzeugen Erfahrung gemacht und der erwähnte Typ war durchaus auf dem aktuellsten Stand der Technik. Wichtig war, dass jeder Dieselmotor fest mit einem eigenen Generator verbunden wurde.

Um die recht schweren Motoren im Triebkopf einzubauen, waren sie auf einem Hilfsrahmen montiert worden. Sowohl Motor, als auch der Generator bildeten eine Einheit. Der Hilfsrahmen war so ausgelegt worden, dass die Baugruppe mit Hilfe eines Kranes durch das dazu geöffnete Dach eingebaut werden konnte. Das erfolgte sowohl beim Bau, als auch beim Unterhalt, wo jeder Dieselmotor unabhängig gewartet werden konnte.

Jeder Dieselmotor hatte eine Leistung von 736 kW erhalten. Da damals diese Angaben noch neu waren, wurde als Referenz für die Leistung nicht Kilowatt genommen, sondern Pferdestärken. Dort war mit 1000 PS ein gerader Wert entstanden. Da zwei identische Motoren verbaut wurden, verdoppelte sich diese Leistung auf 2000 PS, die jedoch nicht vollumfänglich den Antrieben zur Verfügung stand, daher die geringeren Werte im Datenblatt.

Die bisherigen Lösungen gab es auch bei anderen Triebzügen, jedoch gab es hier noch einen dritten Dieselmotor. Dieser Motor war für Versorgung der Zugsammelschiene gedacht.

Da dieser Motor vom Aufbau her, den halben Abmessungen der Motoren für den Antrieb entsprach, hatte er eine Leistung von 500 PS erhalten. Für uns ergibt sich nun aber eine Vereinfachung bei der Betrachtung, denn wir können uns auf einen Motor beschränken.

Beim gewählten Dieselmotor RUHB 1616 handelte es sich um ein mit vier Takten arbeitendes Modell. Die 16 Zylinder waren in V-Form angeordnet worden, so dass der recht grosse Motor nicht zu lange wurde.

Gerade bei Triebfahrzeugen von Eisenbahnen waren solche Lösungen üblich und die Dimensionen werden erst klar, wenn wir uns die Ab-messungen eines Zylinder etwas genauer ansehen, denn damit lässt sich bei Verbrennungsmotoren der Hubraum ableiten.

Jeder Zylinder hatte eine Bohrung von 160 mm erhalten. Die Zahl 1616 bei der Bauart ergab sich aus der Anzahl Zylinder und der Bohrung. Der für die Berechnung ebenfalls wichtige Kolbenhub wurde mit 200 mm angegeben.

Damit betrug der Hubraum eines Zylinders vier Liter. Ein durchaus ansehnlicher Wert, der aber wegen der hohen Leistung benötigt wurde. Jedoch stand diese nur bereit, wenn der Motor lief und dazu wurden Betriebsstoffe benötigt.

Für die Verbrennung im Motor waren drei Punkte wichtig. Das war eine grosse Hitze, Luft und Treibstoff. Die Hitze entstand im Zylinder durch die Verdichtung der Luft. Das Dieselöl wurde in den Zylinder gespritzt und verbrannte dort explosionsartig. Um einen ausreichend langen Betrieb zu erlauben, musste also Luft bereit stehen und Dieselöl mitgeführt werden. Dazu konnte dieser Treibstoff an speziellen Tankstellen bezogen werden.

Eingefüllt wurde das benötigte Dieselöl in einem unter dem Kasten und zwischen den Drehgestellen montierten Tank. Dieser Treibstoffbehälter konnte von beiden Seiten über normale mit einem Deckel versehene Stutzen befüllt werden.

Die maximal erlaubte Füllmenge bei diesem Tank betrug 4 500 Liter. Auch wenn die Anlagen bei Bahnen mehr schöpfen kön-nen, benötigte die Betankung eine längere Zeit und daher er-folgte das an Ende der Tagesleistung.

Aus dem Tank wurde der Treibstoff mit einer einfachen und immer laufenden Förderpumpe zum Motor geführt. Damit ausser dem Dieselöl keine anderen Objekte in die Leitung gelangten, wurde der Einlauf mit einem Filter versehen.

Das zum Motor beförderte Dieselöl wurde letztlich mit Hilfe der Einspritzpumpe und einer Düse in den Zylinder gespritzt. Eine weitere Aufbereitung des Treibstoffes war jedoch nicht mehr erforderlich.

Deutlich mehr Aufwand musste für die Bereitstellung der Ver-brennungsluft betrieben werden. Die normale Luft wurde durch den Unterdruck im Maschinenraum durch die Lüftungsgitter in diesen gezogen und dort beruhigt.

Nach einem weiteren Filter gelangte diese Luft schliesslich in die Ansaugleitung. Jedoch war in diesem Zustand der Gehalt von Sauerstoff für die Verbrennung noch zu gering. Um mehr Sauer-stoff zu bekommen griff man zur Verdichtung.

Diese Verdichtung wurde bei diesem Motor nach der Bauart Büchi ausgeführt. Das hatte zur Folge, dass wir einen hoch aufgeladenen Dieselmotor bekommen haben. Die Aufladung von Dieselmotoren war nicht neu, aber die hier verwendete Lösung war damals selten, auch wenn das Bauteil seit seiner Erfindung zum Durchbruch dieser Motoren geführt hatte. Ich spreche von den Abgasturboladern, ohne die eine solche Leistung nicht möglich war.

Jeder Dieselmotor hatte zwei Abgasturbolader erhalten. Der Grund dafür war, dass mit einem Turbolader eine zu geringe Verdichtung erreicht wurde. Mit diesem Biturbo war dies möglich.

Jedoch hatte diese starke Verdichtung zur Folge, dass die Luft sehr stark erwärmt wurde. Das wurde zudem durch die heissen Turbolader noch unterstützt. Für den Betrieb des hier verbauten Dieselmotors hätte das jedoch negative Folgen gehabt.

Um keine fehlerhafte Verbrennung zu bekommen, wurde nach den Turboladern die Ladeluft wieder gekühlt. Dazu war ein Ladeluftkühler verbaut worden. Mit zwei Abgasturboladern und einer Ladeluftkühlung, war dieser Dieselmotor schon sehr fortschrittlich aufgebaut worden.

Wir haben damit aber die für die Verbrennung benötigte Luft erhalten und diese strömte bei geöffneten Einlassventilen in den Zylinder.

Damit ein Dieselmotor startet, wird keine Zündquelle benötigt. Es reicht, wenn einfach die Kurbelwelle in Bewegung versetzt wurde. Diese Bewegung führte ein Anlasser aus. Dieser Motor wurde ab einer Batterie versorgt.

Dabei hatte diese Starterbatterie, die als Bleibatterie ausgeführt wurde, eine Kapazität von 300 Ah. Das reichte aus, um den Motor zu starten. Da die Batterie danach nicht mehr benötigt wurde, konnte sie geladen werden.

Durch den sich bewegenden Kolben wurde die Luft im Zylinder noch mehr verdichtet. Spritzte man nun das Dieselöl in den noch verbliebenen Hohlraum, kam es wegen der grossen Hitze zu einer explosionsartigen Verbrennung.

Als Folge davon wurde der Kolben wieder nach unten gedrückt und mit dem vierten und letzten Takt, die Abgase aus dem Zylinder entlassen. Dazu wurden nun die Auslassventile geöffnet und wir können den Abgasen folgen.

Die aus dem Zylinder entlassenen Abgase wurden danach zu dem Abgasturboladern geführt und sorgten so für die erforderliche Verdichtung. Nachdem sie diese Arbeit erledigt hatten, wurden die Abgase im Bereich des Daches in die Umwelt entlassen.

Eine weitere Aufbereitung, wie eine Reinigung, oder eine Beruhigung mit einem Schalldämpfer, gab es jedoch nicht mehr. Es war einfach ein Auslass vorhanden, der aber richtig platziert werden musste.

Da die Abgase sehr heiss waren, hätte es zu Problemen kommen können, wenn der Triebzug unter einer Fahrleitung stand. Nach dem verlassen des Fahrzeuges konnten die ausgestossenen Abgase auf dem verfügbaren Weg nicht ausreichend abkühlen. Schäden waren die Folge davon. Damit es keine Probleme geben konnte, waren die Auslassöffnungen seitlich angeordnet worden. Die Abgase trafen so nicht mehr direkt auf den Fahrdraht.

Bisher hatten wir immer davon gehört, dass es heiss war. Bei einer Verbrennung entsteht Wärme. Das nutzte man bei den Dampflokomotiven für den Antrieb. Hier hingegen war die Wärme für die Bauteile des Dieselmotors schädlich. Es musste also dafür gesorgt werden, dass der Motor ausreichend gekühlt wurde und das besorgte dieser gleich selber, denn jeder eingebaute Motor, hatte seine eigene Kühlung erhalten.

Die hier benötigte Kühlung musste eine grosse Menge Wärme abführen. Das konnte nur zuverlässig erfolgen, wenn mit Flüssigkeiten gekühlt wurde. Ideal dafür geeignet ist Wasser. Das durch Leitungen im Motorblock fliessende Wasser nahm dort die Wärme auf und kühlte so die Bauteile. Da jedoch das Kühlmittel auch wieder gekühlt werden musste, war ein geschlossener Kreislauf vorhanden. Für die Bewegung sorgte eine Pumpe.

Als Folge der Kühlwasserpumpe entstand ein Überdruck in den Leitungen. Das führte dazu, dass vom Wasser noch etwas mehr Wärme aufgenommen werden konnte. Bedingt durch die Zirkulation gelangte das heisse Wasser schliesslich zum Kühler.

In diesem mit dünnen Lamellen versehenen Bauteil wurde die Wärme an die Luft abgegeben. So fand erneut ein Transfer statt, der dafür sorgte, dass die Hitze vom Motor an die Umwelt abgeben wurde.

Speziell beim Kühlwasser war, dass in der Leitung ein Expan-sionsgefäss war und so mit einem definierten Druck gearbeitet wurde. Im Gegensatz zu den Automobilen war bei diesem Motor das Wasser nicht mit einem Frostschutzmittel durchsetzt wor-den.

Das war bei Bahnen üblich und so musste der Zug im Winter in einer Halle abgestellt werden. Eine Folge davon war, dass in Zürich ein Depot verlängert werden musste.

Obwohl der Dieselmotor mit einer maximalen Drehzahl von 1 400 Umdrehungen in der Minute auch für Bahnen sehr langsam lief, waren die Werte immer noch so hoch, dass trotz der Kühlung eine sehr hohe Reibung entstand.

Diese konnte dafür sorgen, dass der Motor nachhaltig geschädigt wurde. Um das zu verhindern und um auch einen sicheren Betrieb zu ermöglichen, musste dem Dieselmotor eine Schmierung eingebaut werden.

Für die Schmierung wurde unter dem Motor eine Ölwanne eingebaut. In dieser lagerte das Schmiermittel. Bei Dieselmotoren verwendet man dafür spezielle Öle. Dieses Mineralöl wurde mit einem Filter gereinigt und anschliessend mit einer Pumpe in Bewegung versetzt. So presste die Ölpumpe das Schmiermittel in den Motor um dort die angedachte Aufgabe wahrzunehmen. Dabei waren spezielle Kanäle vorhanden, die aber nicht geschlossen waren.

Bei der eigentlichen Schmierung nahm das Öl auch Schmutz auf. Das waren Rückstände aus der Ver-brennung. Da diese Leitungen verstopfen konnten, tropfte das Schmiermittel einfach wieder in die Ölwanne.

So konnte es wieder abkühlen und die Schwebeteile an den Boden sinken. Als Folge davon wurde das Mineralöl schnell schwarz gefärbt und auch die wichtigen Schmiereigenschaften veränderten sich auf die nega-tive Seite.

Ein Effekt, der bei Verbrennungsmotoren normal ist. Nach einem bestimmten Einsatz musste daher das Öl gewechselt werden. Dazu war an der Ölwanne ein Ablass vorhanden. Der war jedoch im eingebauten Zu-stand nicht zugänglich.

Daher musste der betroffene Dieselmotor für die Ar-beiten ausgebaut werden. Das erfolgte in der Regel während einem umfangreicheren Parkdienst. Oft wur-de auch nur der Motor gewechselt.

Wir haben den thermischen Teil aufgebaut und konnten feststellen, dass damals die Technik mit Dieselmotoren noch überschaubar war. Die heute bei solchen Anlagen üblichen elektronischen Regelungen gab es damals noch nicht. Der Motor wurde mit einem Woodwardregler versehen. Dieser sorgte dafür, dass immer die passende Drehzahl vorhanden war. Dieser Regler war aber auch dafür verantwortlich, dass der Motor abgestellt werden konnte.

Stand der Dieselmotor, fielen sowohl die Kühlung, als auch die Schmierung aus. Das konnte bei so grossen Motoren zu Schäden führen. Daher sprang nun die Batterie ein und versorgte die elektrisch angetriebenen Pumpen mit Strom und so war gesichert, dass die Kühlung, aber auch die Schmierung noch lief, wenn der Motor längst im Stillstand war. Diese Nachschmierung sollte, wie die Kühlung, das Leben des Motors verlängern.

 

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