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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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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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