Der Dieselmotor

Letzte

Navigation durch das Thema

Nächste

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.

Trotzdem musste man bei der Wahl des Dieselmotors darauf achten, dass dessen Leistung optimal be-rechnet wurde. Hier sind besonders zusätzliche Ver-braucher zu erwähnen. Hilfsbetriebe benötigen zum Beispiel einen Teil der erzeugten Leistung.

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.

Es war ein Motor mit acht Zylindern eingebaut worden. Diese Modelle wurden, um die Länge der Kurbelwelle zu verkürzen, nicht mit in Reihe angeordneten Zylindern versehen. Es war daher, wie man oft liest ein V8.

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.

Um einen längeren Betrieb des Dieselmotors ohne Schäden zu garantieren musste dieser ausreichend gekühlt und geschmiert werden. Gerade die Schmierung half dabei, denn diese sorgte dafür, dass die Reibung im Motor verringert wurde.

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.

Mit Hilfe einer Ölpumpe wurde das Schmiermittel in der Öl-wanne aufgenommen und anschliessend mit einem Über-druck durch den Ölfilter gepresst. In diesem Filter, der bei jedem Wechsel des Schmieröls auch ausgetauscht werden musste, erfolgte die Reinigung.

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.

Daher musste der Dieselmotor mit einer künstlichen Kühlung versehen werden. Bei der hier vorgestellten Lokomotive nutzte man die Kühlanlage des Diesel-motors auch für die Kühlung des Schmiermittels und der Abgasleitung.

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 Ausdehnungsgefäss sorgte dafür, das mehr Platz vorhanden war. Das war wichtig, weil das Wasser in den Leitungen nicht verdampfen sollte und weil man Flüssigkeiten nicht komprimieren kann.

Das Kühlwasser zirkulierte, wie wir schon erfahren haben, in zwei unabhängigen Kreisläufen. Diese arbeiteten mit unterschiedlichen Temperaturen und wurden daher als Niedertemperatur- und als Hochtemperaturkreislauf bezeichnet.

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.

Das führte dazu, dass die Diesellokomotive vor der Inbetriebnahme zwingend vorgeheizt werden musste. Das galt sogar für das ganze Jahr. Beim Bau wurde dem Einsatz Rechnung getragen.

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. Diese hatten nur eine Heizung ab Landesnetz.

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.

Bisher haben wir eigentlich nur erfahren, dass mit der Heizung dafür gesorgt wurde, dass das Kühlwasser auf optimalen Temperaturen gehalten wurde. Jedoch sorgten die zu kühlenden Teile auch dafür, dass die erwähnten Werte, ohne Massnahmen sehr schnell überschritten wurden.

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.

 

Letzte

Navigation durch das Thema

Nächste
Home SBB - Lokomotiven BLS - Lokomotiven Kontakt

Copyright 2022 by Bruno Lämmli Lupfig: Alle Rechte vorbehalten