Starten wir durch

Wir starten durch, ist ein Begriff der Luftfahrt und beschreibt den Zeitpunkt, wenn eine Landung abgebrochen werden muss. Wir haben aber Motoren und Gasturbinen kennen gelernt und wissen nun, wie die funktionieren. Was noch fehlt, ist der Teil um diese zum laufen zu bringen. Dabei ist es eigentlich gar nicht so schwer, wie man allgemein denken könnte, denn in allen Fällen muss das Bauteil zuerst zum drehen bewegt werden.

In den meisten Fällen benötigt man dazu jedoch Elektrizität. Es kann jedoch bei sehr grossen Motoren sein, dass für dessen Start ein kleinerer Motor benötigt wird. Dann muss aber auch dieser zuerst gestartet werden.

Selbst auf die Elektrizität kann bei kleineren Motoren verzichtet werden. In dem Fall startet man den Motor mit einer Kurbel. Das wird zum Beispiel beim Mofa gemacht, denn dort tritt man in die Pedalen um zu starten.

Der weitere Betrieb funktioniert dann jedoch ohne elek-trische Energie. Wobei es davon eine Ausnahme gibt. Da beim Ottomotor das Gemisch gezündet werden muss, wird dort der elektrische Funke auch während dem Betrieb benötigt.

Jedoch stammt dann die Energie meistens direkt vom Motor, so dass auch er sich alleine versorgen könnte. Der grösste Unterschied stellt aber der Startvorgang dar, denn hier gab es Unterschiede.

Doch bevor wir die Maschinen anlassen, müssen wir sie dazu vorbereiten. Denn einfach so kann man nicht starten. Die Maschinen brauchen die Betriebsstoffe, die letztlich die Verbrennung starten. Bei beiden Maschinen wird daher zuerst die Zufuhr des Treibstoffes gestartet. Das passiert meistens schon, wenn man das Fahrzeug in Betrieb nimmt. Die Förderung des Treibstoffes benötigt deshalb bereits elektrischen Strom.

Ist man soweit, benötigt man die Luft. Die ist sehr einfach zu erhalten, denn die ist bei beiden Varianten schon vorhanden. Zwar steht sie noch nicht unter dem für den Betrieb nötigen Druck, aber das führt beim Starten der Maschinen zu keinem Nachteil. Sie können mit der normalen Luft starten. Der Betrieb sorgt dann dafür, dass der Druck der Luft ansteigt und so die normale Verbrennung einsetzt. Doch nun zum eigentlichen Start der Maschine.

 

Die Maschine starten

Der ganze Ablauf um eine Gasturbine, oder einen Motor zu starten unterscheidet sich deutlich. In beiden Fällen muss aber die Maschine in Bewegung versetzt werden. Dazu werden jedoch unterschiedliche Methoden verwendet. Bevor wir uns mit dem Otto- und dem Dieselmotor und den dort möglichen Startmöglichkeiten befassen, starten wir die Gasturbine. Der Grund dafür ist simpel, denn der Start einer Gasturbine benötigt mehr Zeit.

Start der Gasturbine: Beginnen wir beim Start mit der Gasturbine. Diese benötigt elektrische Energie um den Brenner zu zünden. Diese elektrische Energie muss daher auf dem Fahrzeug vorhanden sein.

Dazu benutzt man bei der Gasturbine die normalen Bat-terien, die auf dem Fahrzeug auch für Beleuchtung und Steuerung vorhanden sind. Speziell belastet werden diese Batterien dabei nicht, denn man benötigt nur einen klei-nen Zündfunken.

Diese auf dem Fahrzeug montierten Batterien nennt man auch Stützbatterien. Sie stützen das Bordnetz, bis die Energie dazu von der Gasturbine erzeugt werden kann. Die Belastung für diese Batterien ist daher nicht besonders hoch, da keine grossen Kräfte nötig sind.

Die Gasturbine selber benötigt schliesslich nur den Zünd-funken und der muss auch nicht lange erzeugt werden. Daher sind Stützbatterien eher auf einen dauerhaften Be-trieb ausgelegt.

Die Gasturbine wird daher mit einem elektrischen Funken in der Brennkammer gezündet. Das heisst, man aktiviert einfach den Brenner.

Durch die Verbrennung des Treibstoffes entstehen Abgase, die nun durch die Schaufeln der Turbinenräder in die Freiheit gelangen. Damit beginnt sich die Gasturbine langsam zu drehen. Der Start ist erfolgt und die Gasturbine läuft nun selbstständig an. Das geht wie folgt weiter.

Durch die drehende Bewegung der Gasturbine wird der Kompressor aktiviert und führt schwach komprimierte Luft zum Brenner. Die Luftvorwärmerrohre erwärmen die Luft bereits leicht. Der Brenner erhält nun erwärmte Luft, womit er den Treibstoff heisser verbrennen kann, die Kraft nimmt zu und die Gasturbine beginnt sich immer schneller zu drehen. Dadurch kann der Kompressor einen höheren Druck erzeugen und so weiter.

Die Turbine läuft nun und wird immer schneller und heisser. Das kann einige Minuten dauern, denn die Schaufeln müssen immer schneller drehen. Erst wenn die Gasturbine die gewünschte Drehzahl erreicht hat, kann man zur Regelung übergehen.

Das ist zum Beispiel der Grund, warum Flugzeuge vor dem Start einen Moment warten. Diese Zeit wird genutzt um die Gasturbinen auf Leistung zu bringen.

Vereinfacht gesagt, die Turbine wird angelassen. Ein kleiner Funke entzündet ein Feuer und dessen Abgase sorgen dafür, dass sich die Turbine bewegt. So kann mehr Luft zugeführt werden.

Der Start bis zur für den Betrieb notwenigen Wert vollzieht die Turbine selber. Es erfolgt ein lang-samer Start, der mitunter eine gewisse Zeit braucht.

Es wird eben angelassen und dann gewartet, wie beim Feuer, das in der Feuerbüchse ausgebreitet wird.

Starten des Dieselmotors: Gestartet wird der Dieselmotor tatsächlich nur indem man ihn in Drehung versetzt. Durch die Drehung der Kurbelwelle, werden die Takte aktiviert. Nach zwei Umdrehungen sollte der Motor dann automatisch starten. Den Grund finden wir bei den Takten. Drehen wir die Kurbelwelle, wird die Luft in einem Zylinder verdichtet und dann der Treibstoff gezündet. Mit jeder weiteren Drehung startet die Verbrennung auch in den anderen Zylindern.

Es stellt sich die Frage, wie wir diese Drehung erzeugen. Eine einfache Methode ist eine Kurbel, die man an der Kurbelwelle einsteckt und diese damit dreht bis der Motor läuft. Diese Lösung kann bei kleineren Motoren durchaus angewendet werden. Der Dieselmotor kann dann ohne Elektrizität gestartet werden, denn für den Betrieb benötigt es diese Elektrizität nicht. Dieselmotoren zünden bekanntlich selber.

Bei grösseren Motoren reicht die Kraft nicht aus, um die Kurbelwelle mit einer einfachen Kurbel zu dre-hen. Die in den Zylindern zur Verdichtung anstehende Luft bietet einen Widerstand, den man mit der Kraft eines Menschen nicht mehr überwinden kann.

Man vermag daher die Kurbelwelle nicht zu drehen. Daher benötigen wir eine Hilfe. Diese Hilfe bietet ein elektrischer Motor, der genug Kraft hat um die Kur-belwelle zu drehen.

Um die Kurbelwelle eines grösseren Dieselmotors in Bewegung zu setzen ist ein Starter vorhanden. Die-ser Starter besteht aus einem einfachen elektrischen Motor, der mit Hilfe eines kuppelbaren Zahnrades mit der Kurbelwelle verbunden ist.

Das Zahnrad des Starters ist so ausgelegt, dass bei laufendem Dieselmotor der Elektromotor automa-tisch abgekuppelt wird. Dadurch werden Schäden am Starter verhindert.

Die Elektrizität für den Starter stammt von den Star-terbatterien. Diese Batterien entsprechen den Stütz-batterien, die wir bei der Gasturbine kennen gelernt haben.

Die Starterbatterien zeichnen sich jedoch dadurch aus, dass sie kurzfristig auch sehr hohe Ströme ver-tragen und so optimale Verhältnisse zum Start des Dieselmotors bereitstellen. Nach dem Start, wird die Batterie, die beim Start stark belastet wurde, wieder geladen.

Daher kann man nicht beliebig oft einen Startversuch durchführen. Das würde dazu führen, dass die Batterien zu stark entladen werden. Die verfügbare Leistung reicht dann nicht mehr für den Start. Ideal sind hier Bleibatterien und diese benötigen einen regelmässigen Unterhalt. Dabei ist dieser bei den Starterbatterien sogar noch intensiver, als bei den Stützbatterien. Daher haben Modelle für den Start auch eine kürzere Lebensdauer.

Die Starterbatterien sind sehr schwer und daher von Menschen nicht leicht zu handhaben. Damit man Sie leichter auswechseln kann, werden sie auf Einschub-modulen montiert.

Diese Einschubmodule bestehen aus einem Auszug, der es erlaubt die Bleibatterien aus dem Fahrzeug zu ziehen. Ausserhalb des Fahrzeuges kann man dann die Batterien mit Hilfe eines Kranes heben und so auswechseln.

Einschubmodule sind jedoch nur bei neueren Fahrzeugen der Eisenbahn vorhanden, da dort schwerere Batterien benötigt werden. Zudem können solche Module auch bei anderen Baugruppen verwendet werden.

Sie erfüllen den Zweck immer dann, wenn schwere Teile unterhalten werden müssen. Sie kennen solche Module auch zu Hause. In der Küche sind solche vorhanden um das Material zu verstauen. Sie nennen diese Schubladen.

Schubladen sind also nichts anderes als Einschubmodule. Jedoch klingt es bei einer Lokomotive etwas besser, wenn man von einem Einschubmodul spricht und nicht von einer Schublade. Es klingt technischer und mit dem müssen wir leben. Man zieht die Schublade heraus, auf dieser sind die Starterbatterien und diese müssen gewartet werden. Klingt einfacher, aber eben auch etwas wie bei einem Amateur der keine Ahnung hat.

Es fehlt eigentlich nur noch der Ottomotor. Beim dem besteht der einzige Unterschied darin, dass bei der Drehung der Lichtbogen bei der Zündkerze erzeugt werden muss. Auch dann setzt die Verbrennung ein und der Motor beginnt mit der Arbeit. Dabei gibt es aber ein Problem, denn bei kalten Motoren klappt dieser Start wirklich nur bei den Ottomotoren und bei der Gasturbine ohne Probleme. Trotzdem sollten Sie weiterlesen.

 

Der Winterstart

Ich nennen diesen Teil einfach mal Winterstart. Jedoch müssen solche Lösungen bei gewissen Dieselmotoren auch bei normalen Temperaturen getroffen werden. Davon betroffen ist nun wirklich nur der Dieselmotor, denn der Treibstoff hat einen hohen Punkt für die Entflammung. Ist der Motor zu kalt, kann das Dieselöl nicht auf normale Weise entzündet werden. Daher müssen wir genauer Hinsehen, denn der erste Punkt betrifft auch den Ottomotor.

Je tiefer die Temperatur sinkt, desto schwächer werden die Bleibatterien. Die verdünnte Säure kann zwar nicht gefrieren, aber die leitet immer schlechter.

Das wird noch mit der Tatsache ergänzt, dass der Motor und das gilt auch beim Ottomotor nicht so leicht gestartet werden.

Man benötigt von den schwachen Batterien mehr Leistung und das kann sie überfordern. Im dem Fall gelingt der Start auch nicht.

Nur schon das Problem mit den Batterien würde es ratsam machen, das Fahrzeug in der Wärme abzu-stellen. Jedoch kann das nicht jeder und nun kommt es wirklich knüppeldick.

Motoren die kalt gestartet werden, können dabei durchaus beschädigt werden. So kann es im Mo-torblock Risse geben, die dann Öl austreten lassen.

Sie sollten sich wirklich überlegen, den Wagen in Zukunft in der Garage zu parken und den Gerümpel draussen deponieren.

Da wir das Dieselöl mit dem Winterdiesel auf den Betrieb im Winter vorbereitet haben, können wir nun zum Start des Dieselmotors übergehen. Daher betrachten wir den Startvorgang, den wir vorhin kennen gelernt haben, anhand eines Startes des Dieselmotors bei kalten Temperaturen. Wie tief diese nun liegen, lassen wir so stehen, wird starten den Dieselmotor einfach im Winter. Im Winter ist es kalt, daher ist es ein Kaltstart.

Der Kaltstart: Beim Kaltstart sind der Motor und der Treibstoff kalt. Die Luft, die zur Verbrennung benötigt wird, glänzt dabei auch nicht gerade mit Wärme. Das sind in etwa die Voraussetzungen, wie wir sie in einem kalten Winter antreffen können. Diese Starts sind für den Dieselmotor nicht ganz einfach. Im Gegenteil, solche Kaltstarts sind für den Dieselmotor sogar schädlich, da er unter einem gewissen Verschleiss leidet.

Die Zündung des Treibstoffs erfolgt jetzt nicht ganz optimal. Der Grund liegt beim kühlen Motor und bei der sehr kühlen Luft im Zylinder. Diese wird zwar bei der Verdichtung im Zylinder warm.

Das kann dazu führen, dass keine optimale Verbrennung einsetzt. Statt dem Knall ergibt sich nur eine kleine Stichflamme. So kann unverbrauchter Treibstoff in die Abgasanlage gelangen und dort sogar in Brand geraten.

Daher kann es sein, dass die Verbrennung dadurch nur zögerlich beginnt. So lange dieser jedoch nicht korrekt zündet, ist auch die Kraft nicht vorhanden um die Kurbelwelle zu drehen.

Der Starter muss daher länger betätigt werden, was bei den schwachen Batterien zu grossen Problem führen kann. Es ist wirklich schlecht so einen Dieselmotor zu starten. Der Vorteil vom Ottomotor ist, dass er fremd zündet, aber das ist es schon.

Kaltes Benzin vermischt sich im Vergaser nicht so gut und so kann es dort zu Fehlern bei der Zündung kommen. Wer nun einen Wagen mit Ottomotor hat, ist etwas besser dran, als der Nachbar mit seinem grossen Wagen mit Dieselmotor.

Da die Probleme jedoch bekannt sind, haben Hersteller dafür gesorgt, dass der Start mit kaltem Motor etwas besser klappt und dazu muss es einfach im Motor wärmer werden.

Mit Hilfe einer speziellen elektrisch betriebenen Glühkerze kann man die Luft im Zylinder erwärmen. Dadurch erwärmt sich auch das Metall leicht. Man nennt diesen Vorgang auch vorglühen. Der Motor startet, wenn der Vorgang abgeschlossen ist. Die Zündung klappt nun besser, da die Luft erhitzt wurde und der Treibstoff daher optimal zündet. Bei den folgenden Umdrehungen erwärmt sich die Luft durch die Explosionen und der Motor läuft korrekt.

Wie es der Name schon sagt, eine Glühkerze besteht aus einem glühend heissen Faden. Verwendet werden diese Lösungen bei kleineren bis mittleren Dieselmotoren, wie sie auf der Strasse eingesetzt werden.

Bei grösseren Modellen vermag diese Zündkerze den Verbrennungsraum nicht optimal auf Wärme zu bringen. Man muss den Motor auf andere Weise erwärmen und das macht vielleicht der Nachbar mit dem grossen Wagen.

Die Standheizung: Um den Dieselmotor aufzuheizen, benutzt man Heizungen, die im Stillstand funktionieren. Man nennt diese Heizungen deshalb Standheizungen.

Die Standheizung funktioniert mit einem Brenner, der mit Dieselöl betrieben wird und der so das Kühlwasser aufwärmt. Mit einer Pumpe wird das Kühlwasser bewegt, so dass das warme Wasser den Motor-block vor dem Start erwärmt.

Damit kann der Motor warm gestartet werden, was den Kaltstart verhindert. Standheizungen haben jedoch den Nachteil, dass sie die Starterbatterie belasten und dass sie Treibstoff verbrauchen.

Jedoch kann die Belastung mit dem normalen Start ausgeglichen werden. LKW benutzen heute solche Standheizung bereits in der Serie und die sorgen zudem dafür, dass der Innenraum des Fahrzeuges auch nicht zu kalt ist.

Sollten Sie einen Wagen mit Dieselmotor haben, sollten Sie sich wirklich überlegen, eine solche Standheizung einbauen zu lassen. Der Motor wird es Ihnen danken. Für die Anhänger vom Ottomotor ist es auch nicht schlecht, wenn dieser nicht kalt starten muss. Zumindest profitieren Sie, denn dank der Standheizung müssen keine Scheiben gekratzt werden. Sie können in einen warmen Wagen steigen, starten und losfahren.

Wie gut solche Standheizungen sind, zeigt sich bei den Lokomotiven, denn bei neueren Modellen sind solche eingebaut worden. Jedoch gibt es noch eine andere Lös-ung, die ebenfalls für einen warmen Motor sorgt.

Die arbeitet nicht mit dem Treibstoff. Das einzige was man dazu braucht, ist eine Steckdose und ein passendes Kabel. Durchaus auch eine Lösung, die bei schweren LKW angewendet werden kann.

Die Vorheizanlage: Die Lösung um die Dieselmotoren warm zu halten, sind die in den Bahnhöfen montierten Vorheizanlagen für Lokomotiven. Die Diesellokomotive wird dabei an ein spezielles Stromkabel angeschlossen.

Durch die mit dem Kabel zugeführte elektrische Energie wird der Dieselmotor erwärmt, so dass es zu keinem Kaltstart kommt. Die Pumpe des Kühlwassers wird dabei aktiviert und das Kühlmittel erwärmt.

Vorheizanlagen benötigen entsprechende Infrastruktur, das kann bei der Eisenbahn besser umgesetzt werden, als auf der Strasse. Dort können die Fahrzeuge auch nicht zu Hause abgestellt werden und dort fehlt dann der An-schluss.

Das ist der Grund, warum sich die Standheizungen in dem Bereich durchgesetzt haben, denn wer zu seinem Motor sorge tragen will, der sollte verhindern, dass er kalt gestartet werden muss.

So, wir haben unseren Dieselmotor auch im Winter gestartet und sind nun bereit, die Lokomotive zu bewegen. Das ist aber ein anderes Kapitel, denn nun müssen wir auch etwas sehen. Sie kennen das, denn im Winter müssen Sie die Scheiben kratzten und auch dann ist die Sicht nicht optimal. Vielleicht lohnt es sich wirklich beim Händler nach einer Standheizung zu fragen. Eines ist sicher Lokomotivpersonal kratzt keine Scheiben.

 

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