Thermische Ausrüstung

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Wenn wir nun zur thermischen Ausrüstung kommen, dann behandelt man bei einer Diesellokomotive den Motor. Egal was für eine Lösung man beim Antrieb wählte, der Dieselmotor war das Kraftwerk auf dem Fahrzeug und daher wurde er auch gross gebaut und das konnte bei einer Lokomotive immer wieder Probleme geben. So musste ein Gewicht eingehalten werden und auch der Einbauraum war beschränkt worden.

Hier müssen wir beim Dieselmotor jedoch etwas genauer hinsehen. Die Lokomotiven der ehemaligen Baureihe V 200 wurden trotz der eher geringen Stückzahl mit ver-schiedenen Dieselmotoren ausgeliefert.

Davon mussten erst noch zwei Exemplare eingebaut wer-den. Immerhin können wir bereits ohne besseres Wissen vermerken, dass in einer Lokomotive immer Motoren der gleichen Hersteller eingebaut wurden und wir nur einen ansehen müssen.

Bei den Herstellern fanden sich die sehr bekannte Firma Daimler-Benz, die schon bei Fahrzeugen der Strasse Dieselmotoren baute. Das gleiche galt auch für die bayrische Firma Maschinenbau Augsburg Nürnberg MAN, die sich im Bereich der Nutzfahrzeuge einen Namen machen konnte. Es waren also zwei Anbieter vorhanden, die über sehr grosse Erfahrungen im Bau von Dieselmotoren verfügten. Wir können Sie jedoch ausblenden.

Deutlich weniger bekannt war der dritte hier berücksichtigte Lieferant für die Motoren. Die süddeutsche Firma Maybach war eigentlich eher für hochwertige Automobile bekannt.

Da man aber sich auch beim Bau von Motoren für Flugzeuge einen Namen machen, war die Wahl nicht falsch. Daher waren auch von dieser Seite die passenden Motoren erhältlich und gerade Maybach soll für uns wichtig werden, denn es waren solche Modelle verbaut worden.

Zwischen den Herstellern der Dieselmotoren gab es durchaus Unterschiede, die hier nicht behandelt werden. Die später an die schweizerischen Bundesbahnen SBB übergebenen sieben Lokomotiven besassen ohne Ausnahme Motoren des Herstellers Maybach.

Daher werden wir uns diesen Motor ansehen. Bei den Eckdaten waren die anderen Hersteller gleich. Nur beim Aufbau gab es Unterschiede und daher sehen wir genauer hin.

Die zwei Dieselmotoren einer Lokomotive arbeiteten immer auf ein Drehgestell. Bedingt durch die Dieselhydraulischen Antriebe, war das zu erwarten. Jedoch konnte auch die verlangte Leistung nur schwer mit einem einzigen Motor erzeugt werden.

Wenn sie verbaut wurden, dann kam meistens ein elektrischer Antrieb vor, der die Leistung besser verteilen konnte. All das ist hier nicht so wichtig, denn wir bleiben bei einem Motor.

Um den mechanischen Unterschied zu den anderen Herstellern gleich zu behandeln, muss erwähnt werden, dass die Firma Maybach eine Kurbelwelle aus Scheibenteilen und Lagerzapfen verwendete. Diese Lösung war ein grosser Vorteil, denn die Teile konnten von unten im Gehäuse eingebaut werden. Das erleichterte die Wartung, da bei einem Defekt an der Kurbelwelle nicht gleich der komplette Motor zer-legt werden musste.

Der Dieselmotor konnte alleine mit Luft und Treibstoff betrieben wer-den. Es war keine künstliche Zündquelle erforderlich. Die für die Ver-brennung benötigte Luft wurde über die seitlichen Lüftungsgitter angezogen. Damit kein Schmutz in die Zylinder gelangen konnte, waren diese mit Filtermatten versehen worden. Jedoch konnte diese gereinigte Luft nicht direkt dem Motor zugeführt werden, denn sie wurde aufbereitet.

Ein von den Abgasen angetriebener Turbolader verdichtete die Luft zur benötigten Ladeluft. Diese Abgasturbolader waren damals noch neu und sie stammten aus der Schweiz.

Die Firma Sulzer in Winterthur lieferte diese an die Hersteller der Motoren. Der Grund war simpel, denn die verfügbaren Modelle wurden dort entwickelt und daher waren kaum andere Hersteller für diese Bauteile vorhanden. Die Turbolader waren neu.

Mit der nun vorhandenen Ladeluft haben wir erst einen Teil. Es muss noch erwähnt werden, dass diese nicht gekühlt wurde, denn beim Bau der Lokomotiven waren diese Ladeluftkühler noch nicht bekannt.

Sie kamen erst wenige Jahre später und sie halfen, dass bei vergleichbarem Gewicht etwas mehr Leistung abgerufen werden konnte. Sie sehen, dass wir diese Dieselmotoren noch nicht mit den heute üblichen Modellen vergleichen können.

Damit eine Verbrennung stattfinden kann, ist noch ein Treibstoff erforderlich. Dazu wurde bei den Lokomotiven Dieselöl verwendet. Wie bei Fahrzeugen üblich, war die Benutzung von Heizöl extraleicht nicht vorgesehen.

Der Grund waren die Behörden, denn auf Treibstoffen wurde eine Gebühr erhoben und diese mussten auch die Bahnen verrichten. Wobei in den meisten Ländern diese mit einem geringeren Betrag belastet wurden.

Mitgeführt wurde das Dieselöl in einem zwischen den beiden Drehgestellen ver-bauten Behälter. Dieser Tank musste wegen der Befüllung tief eingebaut werden. Es gab keinen Unterschied zu den Automobilen.

An einer als Tanksäule bezeichneten Stelle wurde der Treibstoff in den Tank ge-füllt. Eine Arbeit, die durchaus viel Zeit in Anspruch nehmen konnte, denn grosse Motoren haben unweigerlich auch einen grossen Vorrat zur Folge.

In den Lokomotiven der Serie V 200 waren nicht überall die gleichen Mengen erlaubt. Trotz der geringen Stückzahl gab es zwei Lösungen. Die Ursache dafür lag beim schon oft erwähnten Gewicht.

Wir werden später noch dazu kommen. Es konnte ein Vorrat von 3000 oder 4000 Liter Dieselöl mitgeführt werden. Auch wenn in die Schweiz nur wenige Modelle kamen, es waren beide Behälter vorhanden. Das war jedoch kein so grosses Problem.

Mit einer einfachen Förderpumpe wurde der Treibstoff zum verbauten Einspritzgerät gefördert. Der Vorteil dieses Bauteils war, dass weniger Dieselöl gefördert werden musste, als das bei der Einspritzpumpe der Fall war. Das Gerät versorgte jedoch auch hier die einzelnen Einspritzventile in den Zylindern mit dem erforderlichen Dieselöl. Die Düse befand sich direkt im Verbrennungsraum. Daher war eine Direkteinspritzung verbaut worden.

Um den genauen Ablauf anzusehen, müssen wir einen Zylinder genauer betrachten. Die vom Turbolader aufgeladene Luft wurde über die drei Einlassventile in den Raum gelassen. Durch den nun nach unten eilenden Kolben, vergrösserte sich dieser.

Der Hub betrug 200 mm und die Bohrung wurde mit 185 mm an-gegeben. Ein grosses Volumen, das viel Luft aufnehmen konnte. Mit dem unteren Totpunkt schlossen die Ventile wieder.

Der nach oben eilende Kolben sorgte dafür, dass die gefangene Luft weiter verdichtet wurde. Dadurch stieg die Temperatur massiv an und der Treibstoff verbrannte in dem Moment, als er in den Verbrennungsraum gespritzt wurde.

Das Dieselöl wurde daher ohne eine Zündquelle entfacht und die damit verbundene Verbrennung erfolgte erst noch explosions-artig. Jedoch musste das so sein, denn nur so konnte die Kraft erzeugt werden.

Bedingt durch diese Explosion stieg der Druck im Verbrenn-ungsraum so stark an, dass der Kolben mit grosser Kraft nach unten gedrückt wurde. In der Folge wurde auch der Raum wieder grösser und der immense Druck flachte ab.

Die Verbrennung des Dieselöls wurde Arbeitstakt genannt. Wer nun gezählt hatte, erkannte, dass zuerst angesaugt wurde, dann wurde verdichtet und im dritten Schritt erfolgte schliesslich die Verbrennung.

War der untere Totpunkt erreicht, öffneten die Auslassventile und die Abgase wurden ausgestossen. Der Zylinder war damit wieder bereit frische Luft aufzunehmen und danach zu verdichten. Wir haben damit einen ganz normalen Viertaktmotor erhalten. Dabei regelte die Nockenwelle die Ventile und auch die Einspritzung. Da bei einem so grossen Motor mehrere Zylinder verbaut wurden, war auch die Zündfolge in der Welle gespeichert worden.

Der Dieselmotor hatte zwölf Zylinder erhalten. Um die Baulänge der Kurbelwelle und damit vom Motor zu verkürzen, waren diese in der V Anordnung eingebaut worden. Dabei waren immer sechs Zylinder in einer Reihe und es mussten zwei Nockenwellen verbaut werden. Der Winkel der beiden Reihen betrug 60°. Ein Wert, der bei solchen Motoren üblich ist und der auch dafür sorgte, dass der grosse Motor in der Lokomotive platz fand.

Bevor wir uns den Leistungsdaten zuwenden, fol-gen wir noch dem Weg der Abgase. Diese wurden nach dem Zylinder gesammelt und dem Turbolader zugeführt. Durch die Kraft wurde der Ladedruck erhöht.

Danach gelangten die Abgase in den hier verbauten Schalldämpfer und danach über die auf dem Dach montierten Auslässe in die Umwelt. Eine weitere Aufbereitung, wie etwa eine Reinigung oder gar eine Kühlung gab es damals noch nicht.

Da wir uns die Lokomotive im Zustand ansehen, wie sie in die Schweiz kam, muss erwähnt werden, dass bedingt durch die Abgase der Lärm als zu hoch eingestuft wurde. Daher musste der Schalldämpfer vor der Auslieferung verändert werden.

Die noch in Deutschland ausgeführten Arbeiten wurden jedoch von einer externen Firma überprüft. Die spätere Am 4/4 war daher leiser unterwegs, als das noch als V 200 der Fall gewesen war.

Ein Motor konnte im Bereich von 600 bis 1500 Umdrehungen in der Minute betrieben werden. Für ein auf Lokomotiven verbautes Modell war er daher eher schnell laufend, denn üblich waren oft sehr geringe Drehzahlen. Mit den höheren Drehzahlen war es jedoch möglich, dass die Drehzahlen schnell angepasst werden konnten. Gerade bei den Dieselhydraulischen Antrieben war das besonders wichtig, da die Drehzahlen direkter übertragen wurden.

Die dabei vom Motor maximal erzeugte Leistung lag bei 809 kW. Wer die Angaben in PS bevorzugt, kann mit dem Wert von 1 100 PS arbeiten. Zusammen mit den zweiten Motor kommen wir auf die Angaben der Lokomotive, die mit 1618 kW und 2 200 PS angegeben wurden. Wobei davon nicht alle Leistung den Antrieben zur Verfügung stand, denn es musste noch ein Anteil für die Schmierung und die Kühlung abgezogen werden.

Auch wenn die Lokomotive mit diesen Werten damals durchaus überzeugen konnte, für Eisenbahnen sind die Angaben nicht so wichtig. Viel mehr Bedeutung wird da der Zugkraft zugeschlagen.

Dabei war die Leistung nur wichtig, wenn angesehen wur-de, wie schnell man war, wenn diese Kraft nicht mehr zur Verfügung stand. Das waren Angaben, die wichtiger für die Bestimmung der Anhängelasten waren, als das bei der Leistung der Fall war.

Die Lokomotive konnte eine Anfahrzugkraft von 240 kN aufbringen. Damit waren hier Werte vorhanden, die von vielen elektrischen Maschinen nicht gehalten werden konnten. Wenn wir nun aber zur Leistungsgrenze gehen, dann zeigt sich ein anderes Bild, denn bei einem Wert von 25 km/h war noch eine Dauerzugkraft von 149 kN vorhanden. Je schneller nun gefahren wurde, desto geringer war die Zugkraft und bei 140 km/h war kaum noch etwas vorhanden.

Mit anderen Worten, die Lokomotive konnte schwere Lasten anziehen. Diese danach bis auf eine geringe Ge-schwindigkeit beschleunigen und dann ging kaum noch was. Die Höchstgeschwindigkeit wurde oft nur noch im Gefälle und mit Rückenwind erreicht.

Auf flachen Abschnitten ist das durchaus erreichbar. In Steigungen fiel dann das Tempo wieder in sich zusammen. Ein Verhalten, das von den Dampflokomotiven her bekannt war und das nicht geändert werden konnte.

Die Bestimmung der Normallasten wurde auf diese Ge-schwindigkeit von 25 km/h festgelegt. In der Ebene durf-ten 1 700 Tonnen mitgegeben werden. Jedoch sank die Last bereits bei geringen Steigungen von bis zu 10 ‰ auf 800 Tonnen.

Auch wenn die Lokomotive nicht unbedingt für Steil-strecken geeignet war, haben wir noch den Wert für Neigungen von bis zu 30 ‰. Die Anhängelast betrug jetzt noch 350 Tonnen und das mit 25 km/h.

So nackte Zahlen können verwirren. Wenn wir einen Vergleich anstellen müssen, dann kommen wir zu den Dampflokomotiven.

Ich wählte hierzu die Baureihe C 5/6 der Schweizerischen Bundesbahnen SBB, denn diese hatte bei einer vergleichbaren Geschwindigkeit nahezu die gleiche Anhängelast bekommen. Das war jedoch vor 40 Jahren der Fall. Besser kann nicht gezeigt werden, wie schwer es mit Dieselmotoren ist, mehr Leistung zu bekommen.

Wenn wir kleinere Teile, wie Werkzeug, aber auch die Hilfsbetriebe noch hinzu nehmen, können wir die Lokomotive auf die Waage stellen. Die dabei erfassten Werte wurden immer mit den halbvollen Vorräten bestimmt. Eine vollgetankte Maschine war daher schwerer. Jetzt zeigten sich die unterschiedlichen Treibstoffbehälter. Bei der kleineren Version lag das Gewicht bei 73.5 Tonnen. Die grossen Modelle kamen jedoch auf 81 Tonnen.

 

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