Der Dieselmotor |
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Die Bezeichnung
Diesellokomotive
sagt es ja schon, es musste ein entsprechender Motor eingebaut werden. Wie
bei
Triebfahrzeugen
der Eisenbahn üblich, wurde dazu ein mit
Dieselöl
betriebenes Modell verwendet. Diese
Dieselmotoren
hatten gut zur Eisenbahn passende Eigenschaften. Um jedoch effizient zu
arbeiten, mussten diese Motoren auf das Fahrzeug abgestimmt werden. Grosse
Unterschiede gibt es in diesem Punkt nicht.
Nur der verbliebene Rest konnte der
Traktion zuge-schlagen werden. Natürlich rechnete niemand so, aber
letztlich stimmt der Ansatz, denn auf die neben dem
Antrieb
befindlichen Bauteile, konnte man nicht verzichten. Eingebaut wurde der Dieselmotor im vorderen Vor-bau. Das war auch der Grund, warum dieser ver-längert werden musste. Befestigt wurde der Motor direkt auf der Lokomotivbrücke. Dabei kamen je-doch spezielle Silentblöcke zur Anwendung. Diese Gummielemente sorgten dafür, dass die
im Motor entstandenen Schwingungen nicht auf die
Lokomotive übertragen wurde. Eine Massnahme, die ebenfalls
zu einer ruhigen Maschine beitragen sollte. Der Hersteller baute selber keine Dieselmotoren. Da-her mussten diese eingekauft werden. Das erlaubte jedoch, dass man zwischen den Herstellern wählen konnte. Hier entschied man sich für ein Modell der Firma Motoren- und Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH (MTU). Somit wurden diese Aggregate aus
Friedrichshafen und somit aus Deutschland angeliefert. Eine Wahl, die
jedoch in Fachkreisen keine so grosse Überraschung war. Die Firma MTU hatte sich beim Bau von
grossen
Dieselmotoren
in diesen Jahren einen guten Ruf erarbeitet. Unter all den Modellen befand
sich ein für den Hersteller schon fast kleiner Motor, der ideal zur
vorgestellten
Lokomotive passte. So wurde der Motor vom Typ 8V 396 TB 14
nach Spanien geliefert. Ein Dieselmotor, der optimal auf die geplante
Diesellokomotive
abgestimmt worden war. Es lohnt sich daher, dass wir etwas genauer
hinsehen.
Die beiden Zeilen standen in einem Winkel
von 90° zueinander. Damit konnte auch die Bauhöhe verringert werden, was
gerade bei einem in einem
Vorbau
montierten Aggregat besonders wichtig war, denn so konnte dessen Höhe
ver-ringert werden. Jeder Zylinder hatte eine Bohrung von 165 mm erhalten. Diese wurde mit dem Hub des Kolbens, der 185 mm betrug, zum Hubraum. Für den Motor ergab sich somit ein Wert von 31.6 Liter. Das waren bei der hier verwendeten
Leistungsklasse von 920 kW übliche Werte. Es war somit ein auf längeren
Betrieb ohne grosse Schwankungen ausgelegter
Dieselmotor
verbaut worden. Das war ein Unterschied zu den Modellen mit einem
hydraulischen
Antrieb. Nicht unerwähnt bleiben darf, dass bei modernen Dieselmotoren der Ladedruck zur Steigerung der Leistung erhöht wurde. Das war auch hier der Fall und so wurde die Leistung von 920 kW mit Hilfe eines Turboladers erreicht. Bei vergleichbaren Daten, konnte der Motor
so leichter gebaut werden. Bei einer
Lokomotive, wo oft um jedes Gramm gerungen wird, ist das
ein Vorteil. Die Funktion des
Abgasturboladers
werden wir uns später noch ansehen. Dem aufmerksamen Leser ist sicherlich aufgefallen, dass die im Datenblatt ge-nannte Leistung des Dieselmotors über den Werten der Lokomotive lag. Die beim Fahrzeug angegebene Leistung bezieht sich auf jene bei den Achsen. Ein Teil der
Leistung
vom Motor musste aber auch den
Hilfsbetrieben
zur Verfügung stehen. Gerade diese machten den Unterschied aus. Der Motor
war damit aber gut auf die Baureihe abgestimmt worden. Alle
Zylinder
arbeiteten auf eine gemeinsame
Kurbelwelle.
Dabei wurde in jeder Reihe immer nur ein Zylinder gezündet. Durch die vier
sich in der Reihe befindlichen Zylinder ergab sich so ein normaler
Viertaktmotor, der mit
Dieselöl
betrieben wurde. Die genaue Zündfolge der einzelnen Zylinder war jedoch so
festgelegt worden, dass die Kurbelwelle möglichst gleichmässig belastet
wurde. Ein Punkt, der die Bauteile und die
Lager
schont. Die maximale Tourenzahl wurde mit 1 800
Umdrehungen in der Minute angegeben. Da sich die meisten Leser mit dieser
Angabe nicht viel vorstellen können, ein Vergleich. So liefen
Dieselmotoren
im Vergleich zu mit
Benzin
betriebenen Modellen immer langsamer. Bei
Lokomotiven wurde bisher in der Schweiz immer auf langsam
laufende Varianten gesetzt. Gut als Muster passt da die Baureihe
Bm 6/6,
die mit 850 Umdrehungen in der Minute einen sehr langsamen Motor hatte. Damit überhaupt diese Drehzahlen erreicht
werden konnten, musste der
Dieselmotor
gestartet werden. Dabei starten Dieselmotoren ohne fremde Quelle. Es muss
dazu einfach die
Kurbelwelle
bewegt werden. Dazu wurde bei der hier vorgestellten
Lokomotive ein Motor benutzt, der von den
Batterien
mit Energie versorgt wurde. Diese lief jedoch nur so lange, bis die
Zündung einsetzte und der Motor einen ruhigen Lauf hatte. Danach waren keine weiteren elektrischen
Signale mehr nötig. Der Motor lief alleine auf Grund seiner Bauweise
weiter und erzeugte aus dem verbrannten
Dieselöl
ein
Drehmoment,
das an eine Welle abgegeben wurde. Durch diese Verbrennung entstand jedoch
eine grosse Hitze. Hinzu kam, dass die Bauteile sich im Motor schnell
bewegten, was auch dazu betrug, dass im Motor Wärme erzeugt wurde. Reibung
erzeugt bekanntlich Wärme.
In der Folge konnte die Kraft der Explosion
für den
Antrieb
genutzt werden. Dabei kamen spezielle für solche Motoren entwickelte
Schmiermittel
zur An-wendung. Es lohnt sich, wenn wir auch hier ge-nauer hinsehen. Um die beweglichen Teile des Dieselmotors und des Abgasturboladers ausreichend schmieren zu kön-nen, wurde eine Schmieranlage verbaut. Diese besass unterhalb des Motors eine Wanne, in der das Schmiermittel lagerte. Die
Ölwanne
war so ausgelegt worden, dass 125 Liter
Schmiermittel
darin Platz fanden. Das einge-füllte Mineralöl entsprach den üblichen im
Strassenverkehr verwendeten Schmierölen. Daher mussten hier keine
speziellen Lösungen gesucht werden. Wichtig war dieser Punkt, weil die hier
verwendeten
Schmiermittel
in regelmässigen Abständen ausgewechselt werden müssen. Durch die
Belastungen im Motor wurden die
Öle
regelrecht verschlissen. Besonders bei der
Schmierung
im Bereich der
Zylinder,
wurde das Schmiermittel sehr stark erwärmt. Das führte dazu, dass dieses
punktuell verbrennen konnte. Als Folge dieser Verbrennung veränderten sich
jedoch die Schmiereigenschaften. Zusätzlich reicherten sich das
Schmiermittel
mit Russ von der Verbrennung an. Zudem begann durch die Belastung auch
eine Zersetzung. All diese Punkt sorgten dafür, dass die
Schmierung
nicht mehr ausreichend war. Um Schäden am Motor zu verhindern, wurde daher
das
Öl
regelmässig im Unterhalt ausgewechselt, dazu besass die Wanne einen
Ablassstutzen. Dieser befand sich an der tiefsten Stelle und so war
gesichert, dass auch der Schmutz mitgerissen wurde.
Diese war nötig, weil sich auch in der
Wanne abgelagerte Schwebeteile ins angesaugte
Öl
mischen konnten. So konnte das
Schmiermittel
seine Arbeit optimal ausführen. Jedoch gab es beim Schmieröl ein Problem mit der Wärme. Wurde dieses zu heiss, verflüssigte es sich und die de-finierten Schmiereigenschaften waren nicht mehr gegeben. Daher wurde das Schmiermittel noch durch den Ölkühler gepresst. Dort wurde die Wärme mit einem
Wärmetauscher
an das
Kühlwasser
abgegeben. Somit war nun das
Öl
optimal auf die
Schmierung
der Bauteile vorbereitet und konnte zu den Be-reichen geleitet werden. Nach getaner Arbeit wurde das
Öl
wieder in die
Ölwanne
ge-leitet. Dabei wurden Rückstände aus der Verbrennung mitge-rissen. Diese
Schwebeteile lagerten sich anschliessend in der Wanne ab. Diese sorgten
auch dafür, dass sich das
Schmiermittel
schwarz färbte und damit auch seine Eigenschaften veränderte. Das war der
Grund, warum regelmässig ein Tausch des Schmiermittels zu erfolgen hatte.
Dazu konnte der regelmässige Unterhalt genutzt werden. Neben der Reibung, die mit dem
Schmiermittel
verringert wurde, war auch die durch die Verbrennung entstandene Wärme ein
Problem. Hitze wurde bei den alten mit Dampf betriebenen Modellen zur
Verdampfung von Wasser benutzt. Dadurch wurden die Metalle gekühlt und
konnten so dem Feuer widerstehen. Genau diese Effekte nutzte man auch bei
einem
Dieselmotor.
Jedoch wollte man den Dampf nicht nutzen, sondern den Motor kühlen.
Letztere war nötig, weil die
Abgase
beim Austritt ins Freie noch heiss sind. Das könnte zu Problemen mit der
genau über dem
Kamin
montierten
Fahrleitung
führen. Besonders dann, wenn die Maschine nur lang-sam fuhr. Als Kühlmittel verwendete man bei dieser Kühlanlage eine Flüssigkeit. Es war daher eine Flüssigkeitskühl-ung, die bei einem Verbrennungsmotor in der Regel mit Wasser erfolgte. Dieses wurde mit einem Frost-schutzmittel ergänzt und wurde so zu Kühlwasser. Durch diese Massnahme konnte die
Lokomotive im Winter ohne Probleme im Freien abgestellt
werden. Die Reihe Am 841 sollte die erste Baureihe der Schweizerischen
Bundesbahnen SBB sein, die so ausgerüstet wurde. Die
Kühlanlage
der
Lokomotive arbeitete mit zwei Kreisläufen. Diese benötigten
zusammen rund 410 Liter
Kühlwasser.
Dieses Wasser wurde in den Leitungen durch die Erwärmung bei den zu
kühlenden Teilen ausgedehnt. Damit wurde das Volumen erhöht. Ein
Wir kommen deshalb nicht darum herum, uns
diese beiden Kreisläufe etwas genauer anzusehen und da interessiert uns
natürlich zuerst der
Kreis,
der zur
Kühlung
des
Dieselmotors
eingesetzt wurde. Der Hochtemperaturkreislauf war lediglich für die Kühlung des Dieselmotors und des Turboladers verantwortlich. Es handelte sich um die am Stärksten belasteten Teil der Lokomotive. Das wirkte sich auch auf die
Kühlung
aus, denn deswegen wurde das
Kühlmittel
stärker erwärmt. Das
Kühlwasser
hatte in diesem Kreislauf eine normale Betriebstemperatur zwischen 70 und
80°C. Das war auch der Grund, warum dieser Kreislauf seine Bezeichnung
bekommen hatte. Jedoch gab es hier noch eine spezielle Einrichtung. So war in den Leitungen ein Thermostat verbaut worden. Dieser sorgte dafür, dass das Kühlwasser nicht der Rückkühlung zugeführt wurde, sondern gleich wieder zum Motor geleitet wurde. Diese Regelung sorgte dafür, dass der
Dieselmotor
sehr schnell die optimale für den Betrieb geeignete Temperatur erreichte.
Gerade bei Motoren für
Dieselöl
war das ein wichtiger Punkt. Die Temperatur des Kühlwassers war so hoch, dass dieses bei einer offenen Leitung leicht verdampfen konnte. Weil nun ein Druckwasserkreis vorhanden war, passierte dies jedoch nicht. Jedoch hatten diese hohen Werte beim
Kühlwasser
auch Nachteile, denn nach einer Abstellung von mehreren Stunden, konnte
die Wärme entweichen. In der Folge erreichte das Kühlwasser Temperaturen,
die unter dem Gefrierpunt liegen konnten. Dieselmotoren verfügen jedoch bei geringer Temperatur über eine sehr schlechte Verbrennung. Bei Werten, die unter dem Gefrierpunkt liegen, kann sogar der benötigte Treibstoff beeinträchtigt werden. Daher musste verhindert werden, dass der
Motor bei zu geringen Temperaturen gestartet werden konnte. Das
Kühlwasser
musste deshalb auf 40°C aufgeheizt werden. Der Wert zeigt, dass selbst die
Werte der Luft im Sommer nicht ausreichend hoch waren.
Bei Einsätzen im Baudienst blieb die Maschine ir-gendwo auf der Strecke stehen. Dort gab es jedoch keinen elektrischen Anschluss, der dafür genutzt wer-den konnte. Die
Vorheizanlage
entsprach daher nicht mehr den Baureihen
Bm
4/4 und
Bm 6/6. Die Lokomotive der Baureihe Am 841 erhielt deshalb ein Vorheizgerät der Firma Webasto. Dieser Hersteller hatte beim Bau von ähnlichen Anlagen bei Fahrzeugen der Strasse schon grosse Erfahrungen machen kön-nen. Der Vorteil dieser
Vorheizanlagen
war, dass sie mit dem
Dieselöl
betrieben werden konnten. Zudem war eine Steuerung vorhanden, die
automatisch die Tem-peratur regelte. Zum war es möglich die Anlage zu
programmieren. Die
Vorheizanlage
erzeugte den für den
Dieselmotor
idealen Wert. Mit diesem können wird jedoch zum Niedertemperaturkreislauf
wechseln. Dieser Kreislauf wurde zur
Kühlung
des
Schmiermittels,
der
Ladeluft
und der Abgasleitung genutzt. Gerade das Schmieröl benötigte tiefe Werte
um die Viskosität zu behalten. Daher lag in diesem Kreislauf die
Temperatur zwischen 45 und 50 °C. Auch hier war zur Regelung ein
Thermostat vorhanden. Dank den Thermostaten in den beiden
Wasserkreisläufen konnte die
Vorheizanlage
so ausgelegt werden, dass nicht der komplette Vorrat auf die
erforderlichen Werte gebracht wurde. Schliesslich wollte man den
Treibstoff
für den
Antrieb
nutzen und nicht dazu, dass es dem Motor immer wohlig warm war. So sollten
die Zeiten für die Aufheizung so kurz wie möglich sein. Mit laufendem
Motor änderte sich dies jedoch und die
Heizung
wurde ausgeschaltet.
Besonders der
Dieselmotor
war eine grosse Wärme-quelle und deshalb musste eine ausreichende
Rück-kühlung verbaut werden. Die Verdampfung des
Kühl-wassers
musste verhindert werden. Damit das nicht passieren konnte, wurde das Kühl-wasser in einer Seitenkühleranlage mit horizontalem Lüfter gekühlt und so auf dem optimalen Wert ge-halten. Doch beginnen wir beim Kühlwasser. Das wurde einem Kühler zugeführt. Dieser wurde nun aber geteilt. Platziert
wurden die beiden
Kühler
im vorderen
Vorbau
an der Stelle, wo sich die
Lüftungsgitter
befanden. Durch diese Gitter gelangte Luft zwischen die Lamellen des
Wärmetau-schers. In den Lamellen des
Kühlers
wechselte die Wärme vom
Kühlwasser
in die Luft. Die nun etwas wärmere Luft hatte eine geringere Dichte, so
dass sie im
Vorbau
aufstieg und an dessen Oberseite ins Freie gelangte. Es entstand so eine
natürliche
Kühlung,
die jedoch im Betrieb nicht ausreichte. Daher musste eine künstliche
Luftströmung erzeugt werden. Dazu war unter dem oberen
Lüftungsgitter
ein einfacher
Ventilator
verbaut worden. Dieser
Lüfter
wurde horizontal eingebaut und
hydrostatisch betrieben. Durch den Aufbau und die Regelung war es
möglich, dass die Drehzahl ohne Stufen verändert werden konnte. Maximal
wurde jedoch eine Tourenzahl von 1 160 Umdrehungen in der Minute erreicht.
So war es aber möglich, das
Kühlwasser
in den oben benannten Werten zu behalten. Reichte jedoch die
Kühlung
nicht aus, griff die Steuerung auf den Motor zu und verringerte dessen
Leistung.
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