Beginnen wir mit den Titel «Die thermische Lokomotive». Genau genommen ist er gar nicht korrekt formuliert, denn wir behandeln die thermischen Antriebe. Diese können ohne grosse Probleme auch in Triebwagen und Triebzügen eingebaut werden. Bei vielen der als Traktoren bezeichneten Fahrzeugen gehören sie schon fast zum Standard. Sie sehen, die Antriebe werden in nahezu alle möglichen Modelle eingebaut.

Bevor nun die Besserwisser in die Tasten hauen und böse Mails schreiben.

Auch eine Dampflokomo-tive kann man als ther-misches Fahrzeug ansehen.

Warum diese hier nicht eingebaut wurde, erklärt sich anhand deren Aufbau.

Der thermische Vorgang, also die Verbrennung von Kohle wird nicht direkt für die Bewegung der mechanischen Antriebe genutzt. Betrachten wir deren Aufbau in einer kurzen Zusammenfassung, wird das ersichtlich.

Mit dem Feuer wird eine Flüssigkeit erwähnt. Das ist normales Wasser, das dabei die Energie der Wärme aufnimmt und so zu Dampf wird. Diesen kann man dann für den Betrieb einer Dampfmaschine benutzen. Selbst Lösungen, bei denen der Dampf «getankt» wird gibt es. Damit sind wir schon etwas näher, aber noch nicht bei den hier vorgestellten thermischen Antrieben, denn bei diesen wird ein brennbarer Stoff zu Erzeugung der Bewegung genutzt.

Eine brennbare Flüssigkeit, oder ein brennbares Gas wird bei diesen Lösung durch eine Zündquelle zu einer explosionsartigen Reaktion gebracht. Durch diese dehnen sich die entstehenden Abgase aus und bewegen so ein Bauteil, das dann direkt für den Antrieb genutzt wird. Eine Zwischenlösung, wie bei der Dampflokomotive gibt es nicht mehr. Man spricht bei diesen Aggregaten auch von Motoren, denn sie erzeugen eine drehende Bewegung.

Übliche Motoren bei denen die drehende Bewegung durch eine direkte Verbrennung erzeugt wird, nennt man auch Verbrennungsmotor. Der Begriff umschreibt deutlich, wie diese funktionieren, denn im Motor findet eine Verbrennung statt. Wir haben also als direkte Folge der Verbrennung eine drehende Bewegung erhalten. Wie das genau erfolgt, werden wir später noch im Detail ansehen.

Diese Verbrennungsmotoren waren viele Jahre unange-fochten bei den Fahrzeugen der Strasse im Einsatz. Diese wurden in der Regel durch eine brennbare Flüssigkeit angetrieben.

Sie kennen die üblichen Stoffe, denn Sie betanken das Fahrzeug immer wieder damit. Zumindest dann, wenn sie so ein Modell besitzen, denn neue Lösungen sind eher mit der elektrischen Lokomotive verwandt, als mit einem alten Automobil.

Der einfache Transport des flüssigen Stoffes und die guten Leistungen der Motoren sprach dafür. Sofern Sie so einen roten Flitzer mit einem Pferdchen im Emblem besitzen, dann arbeitet dieser mit einem Aggregat, das nach dem hier vorgestellten Prinzip arbeitet.

Auch als Hinweis an die militanten Umweltschützer, auf diese Motoren zu verzichten ist nicht so leicht, wie man meinen könnte, denn die Lösung war nicht schlecht.

Uns stellt sich nun aber die Frage, ob denn ein Ver-brennungsmotor wirklich nur mit brennbaren Flüssigkeiten arbeitet. Natürlich nicht, man kann dazu problemlos auch ein brennbares Gas benutzten. Die Probleme liegen hier beim Transport, denn Gase sind leicht flüchtig und daher müssen die Behälter, die unter hohem Druck stehen, entsprechend aufgebaut werden. Doch mit dem Gas haben Sie mich nun auf eine Idee gebracht.

Was ist, wenn man Holz oder Kohle gar nicht verbrennt, sondern nur so erhitzt, dass aus diesen Stoffen die brennbaren Gase austreten. So abwegig, wie Sie eventuell meinen, ist die Idee nicht. In Zeiten, wo es bei den flüssigen Stoffen ein Problem mit der Versorgung gab, wurde zu diesem Schritt gegriffen. Die Fahrzeuge hatten einen Kessel, bei dem das Material vergast wurde und damit wurde dann gefahren.

Eine sehr aufwendige Angelegenheit für den Antrieb und erst noch eine, die nur im Strassenverkehr verwendet wurde. Die Eisenbahn konnte damals noch auf die Dampf-lokomotiven setzen und mussten nicht zu solchen Lös-ungen greifen.

Sehr oft sah man diese Vehikel während dem zweiten Weltkrieg, wo es für den normalen Strassenverkehr keine genügende Menge bei den Stoffen für den Antrieb von Motoren gab.

Als dann die Versorgung mit den brennbaren Flüssigkeiten wieder funktionierte, verschwanden diese speziellen Fahr-zeuge wieder von der Strasse. Vereinzelt können aber immer noch entsprechende Automobile angetroffen wer-den, denn es gibt sie noch.

Doch nun wird es wieder Zeit, dass wir zu den Eisen-bahnen kommen und dort werden diese Antriebe durchaus auch verwendet, denn sie bieten auch ein paar Vorteile.

Bei Bahnen bot sich eine andere Lösung für den Antrieb an. Die Fahrzeuge sind an Schienen gebunden und so kann elektrische Energie zugeführt werden. Das Problem dabei sind nicht die Fahrzeuge, sondern die erforderliche elektrische Fahrleitung über den Anlagen, denn diese konnten nicht überall montiert werden. Die Ursachen sind vielfältig und müssen betrachtet werden, denn oft ist der Verzicht gar nicht freiwillig erfolgt.

Es gibt Anlagen, wo keine Fahrleitung montiert werden kann. Das sind zum Beispiel Bereiche, wo Wagen von oben beladen werden müssen. Aber auch Orte, wo es keine Funken geben darf, weil Gase austreten können, sind möglich. Diese Anlagen finden sich überall und so kann keine Bahn wirklich immer mit der Elektrizität betrieben werden. Daher musste man dort die alten Dampflokomotiven, oder eben neuere thermische Triebfahrzeuge einsetzen.

Wie so oft gilt auch hier, andere Länder andere Sitten. Eine Strecke mit Fahrleitung zu versehen ist sehr teuer. In grossen Netzen, oder dort wo bereits der Transport zur Strecke ein Problem ist, kann man nicht mit der Elektrizität arbeiten.

Daher werden dort thermische Triebfahrzeuge und teilweise immer noch die uralten Dampfloko-motiven verwendet. Einen Vorwurf kann man die-sen Bahngesellschaften nicht machen.

Wenn wir nun die Triebfahrzeuge mit Verbrenn-ungsmotor kurz ansehen, dann gilt immer, das man diese Antriebe wirklich in allen Fahrzeugen der Eisenbahn einbauen kann. Wobei in einigen Fällen die Vorschriften den Ideen einen Strich durch die Rechnung machen.

Daher betrachten wir die Fahrzeuge nach den in der Schweiz geltenden Vorschriften und natürlich werden sie in alphabethischer Reihe vorgestellt werden.

Wie schon beim Titel spreche ich bei der Vor-stellung von Lokomotiven. Dieser Begriff soll sinn-bildlich auch für die anderen Varianten der der Triebfahrzeuge bei den Bahnen gelten. Wichtig ist auch eher die Art, wie der Verbrennungsmotor aufgebaut wurde. Besonders gilt das, weil dort die dazu passenden Treibstoffe erwähnt werden. Die Begriffe enthalten also immer den Brennstoff und um den soll es auch gehen.

Die Benzinlokomotive: Es gibt schlicht keine Benzinlokomotive. Diese Antriebe kamen nur bei Triebwagen zur Anwendung und das auch nur sehr selten. Der Grund für diese Tatsache ist, dass die mit diesem Treibstoff betriebenen Motoren sehr schnell verändert werden können. Bei den Eisenbahnen ist jedoch eher die Kraft gefragt. Dass es doch zu Benzintriebwagen kam, ist der frühen Verfügbarkeit zu verdanken.

Zu einer Lokomotive mit diesem Treibstoff kam es zu-mindest in der Schweiz nie. Selbst damit angetriebene Triebwagen waren eher selten. Wie schon erwähnt passen die Motoren für Benzin nicht so gut zur Eisenbahn.

Wo sich aber diese Verbrennungsmotoren durchsetzen konnten, ist auf der Strasse, denn die meisten Automobile arbeiten mit diesen Lösungen und dabei spielt auch der verwendete Treibstoff eine Rolle.

Wie es der Name schon sagt, ist der Treibstoff für diese Fahrzeuge, Benzin. Dieses Benzin kennen Sie vermutlich gut, denn es entspricht dem Stoff, den Sie in Ihren Wagen füllen. Bezogen werden kann dieser Kraftstoff an Tankstellen, dabei gibt es sogar verschiedene Varianten.  Es wird spannend zu sehen sein, wie der Triebwagen auf dem Bild betrieben wurde, denn so harmlos, wie man meinen könnte, ist dieser Treibstoff auch wieder nicht.

Benzin ist ein leichter flüssiger Stoff, der sehr leicht entzündbar ist. Zudem ist dieses Benzin wegen den enthaltenen Benzolen extrem giftig und darf nicht eingenommen werden. Selbst in die Umwelt gelangen dürfen diese Stoffe nicht, da sie auch das Trinkwasser belasten können. Es ist schon fast ein Wunder, dass diese Benzine so frei bezogen werden können. Bei anderen vergleichbaren Giften ist das nicht der Fall.

Es handelt sich bei diesem Treibstoff um eine chemische Verbindung zwischen Atomen aus Kohlen- und Wasserstoff. Diese Verbindungen können leicht gelöst werden und das erfolgt bei einer Oxidation. Was eigentlich nur bedeutet, dass der Stoff mit Sauerstoff reagiert. Reine Benzine sind jedoch in der Anwendung selten, da mit Zusatzstoffen gearbeitet wird. Nur so kann dieser Treibstoff optimal in Motoren arbeiten.

Benzin trägt dabei auf dem Transport die für Gefahrgut vorgesehene Kennung 33-1203. Die Ziffer 33 gibt dabei die hohe Brennbarkeit mit einem Flammpunkt unter 23°C an. Das zeigt deutlich, wie gut Benzin brennt.

Daher sollten Sie auch in Zukunft die Sicherheitshinweise bei den Tankstellen befolgen. Brände mit Benzin sind sehr gefährlich, da dieser Stoff sehr schnell dazu neigt explo-sionsartig zu verbrennen.

Erzeugt wird Benzin aus Erdöl. Dabei werden die Benzine bei der Raffinierung gewonnen. Es gibt viele unterschied-liche Formen. Wir beschränken uns auf das bekannte und auf der Strasse verwendete Benzin.

Doch was ist es für ein Stoff und wie entdeckte man ihn? Es gibt Fragen, die müssen einfach beantwortet werden, wenn man sich beim Benzin etwas besser auskennen will. Daher sehen wir uns dieses Benzin genauer an.

Die Grundlagen für das Benzin, das wir heute verwenden, wurden von Michael Faraday entwickelt. Faraday wurde am 22. September 1791 in Newington England geboren und war ein bedeutender Experimentalphysiker.

Man kennt ihn auch in der Elektrotechnik mit dem fara-dayschen Käfig. Seine durchgeführten Experimente mit Kohlenwasserstoffen führten letztlich zu einem Stoff, der korrekt Benzol genannt wird.

Michael Faraday verstarb am 25. August 1867 in Hampton Court Green und blieb mit dem faradayschen Käfig sehr bekannt. Diese ersten Benzine wurden aus Harzen hergestellt und man konnte den Treibstoff nur in Apotheken beziehen. Bekannt wurde hier die Fahrt der Frau Benz, die in einer Apotheke Benzin für ihren Wagen beziehen musste. Das war dann der Beginn der Tankstellen, die sich überall im Land verteilen.

Benzine wurden mit Zusatzstoffen versehen. So sollte enthaltenes Blei dafür sorgen, dass die Motoren etwas weicher liefen. Jedoch ist auch Blei in der Umwelt sehr gefährlich und so wurde dieser Zusatz weltweit in den Benzinen verboten.

Heute übliche Benzine unterscheiden sich nur leicht und das auch nur bei einem Wert der Oktan genannt wird. Der Händler gibt Ihnen Auskunft, welche Version ge-tankt werden muss.

Die Eisenbahn hat bei den mit diesen Motoren aus-gerüsteten Fahrzeugen schon sehr früh festgestellt, dass Benzin nicht der richtige Stoff für die Eisenbahn ist. Die hier erzeugten Drehmomentee passten nicht.

Die Motoren waren zu spontan aufgebaut worden. Zudem gab es sehr grosse Bedenken wegen dem tiefen Flammpunkt und dem Transport. Diese waren sogar so gross, dass in den ersten Modellen nicht geraucht wer-den durfte.

Die Diesellokomotive: Die Diesellokomotive ist schon bekannter, denn diese konnten sich durchsetzen. Mit den Diesellokomotiven verschwanden somit die letzten Dampflokomotiven aus dem planmässigen Dienst. Auch hier gibt es Triebwagen, aber bei diesen Modellen setzten sich die Lokomotiven durch. Hier kann durchaus weltweit geblickt werden, denn es gibt wirklich sehr mächtige Diesellokomotiven.

Dieselöl ist ein Stoff, der aus Erdöl gewonnen wird. Dabei entsteht er bei der Destillation. Der Treibstoff setzt sich dabei aus Kohlenwasserstoffen zusammen und ist sehr nahe verwandt mit dem Kerosin, das in der Luftfahrt verwendet wird. Dieselöl ist nicht so gut brennbar, wie Benzin. Jedoch ist auch hier ein sorgsamer Umgang wichtig, denn Dieselöle sind ebenfalls sehr giftig und dürften nicht in die Umwelt gelangen.

Bei Dieselöl wird auf dem Transport die Kennzeichnung 30-1202 verwendet. Damit liegt hier der Flammpunkt deutlich über jenem von Benzin. Speziell ist hier nur, dass biologisch hergestellte Dieselöle nicht als Gefahrgut gelten. Nur weil sie aus Frittierölen hergestellt wurden, sind sie nicht weniger gefährlich. Dieselöle sind brennbar und das kann zu schweren Unfällen führen, wie die Vergangenheit schon gezeigt hatte.

Der Treibstoff Diesel ist nach dem Erfinder des damit betriebenen Motors benannt worden. Rudolf Christian Karl Diesel wurde am 18. März 1858 in Paris geboren. Der Deutsche entwickelte den Dieselmotor und verhalf so diesem Treibstoff zum Durchbruch. Daher wurde das Dieselöl nach Diesel benannt. Rudolf Christian Karl Diesel verstarb am 29. September 1913. Er wurde zuletzt lebend im Ärmelkanal auf dem Fährschiff Dresden gesehen.

Grundsätzlich entspricht das Dieselöl dem zum Heizen verwendeten Heizöl. Der Unterschied liegt aber bei der Versteuerung des Treibstoffes, denn bei Dieselöl wird Kraftstoffsteuer erhoben und bei Heizöl nicht. Das gilt auch bei den Eisenbahnen, denn dort wird ebenfalls mit Dieselöl gearbeitet. Jedoch fuhren die entsprechend ausgerüsteten Dampflokomotiven mit Heizöl. Daher müssen wir den Unterschied in den Vorschriften ansehen.

Dampflokomotiven, die mit Heizöl beheizt werden, heizen eben das Wasser auf und betreiben keinen Motor. Daher kann dort Heizöl verwendet werden. Gefahren wurde bei den Dampflokomotiven mit Dampf. Bei Lokomotiven mit Dieselöl wird jedoch ein Motor betrieben und so das Fahrzeug direkt bewegt. Deshalb gilt hier die Verkehrssteuer und sie wird deshalb auch erhoben. Ob Strasse oder Bahn, spielt dabei keine Rolle.

Bei den Eisenbahnen konnte sich letztlich der mit Diesel betriebene Motor durchsetzen. Wir dürfen daher ohne Probleme von Diesellokomotiven sprechen. Dabei benutzt man also den Treibstoff um den Typ der Lokomotive zu bezeichnen.

Richtig müsste man aber von einem thermischen Triebfahrzeug sprechen. Deshalb wählte ich beim Titel auch die thermische Lokomotive. Wie Sie nun wissen, gab es Modelle mit Benzin.

Ob Benzin oder Dieselöl, letztlich sind nicht die Flüssigkeiten brennbar, sondern deren Gase. Wie jede Flüssigkeit scheiden diese Stoff Gase aus, die dann verbrannt werden. Mit geeigneten Massnahmen werden die Flüssigkeiten vor der Verbrennung in den gasförmigen Zustand verbracht. Damit stellt sich die Frage, warum man denn nicht gleich Gas verwendet, denn dann könnte man sich diesen Aufwand doch ersparen.

Gaslokomotive: Einfach der Form halber wird sie erwähnt. Die Lokomotive die mit Gas angetrieben wird. Es ist durchaus eine Möglichkeit einen Verbrennungsmotor zu betreiben und das wird auch bei anderen Bahnen umgesetzt. In der Schweiz gibt es diese Bauform schlicht nicht und verantwortlich ist dafür ein 1924 ausgesprochenes Verbot von Gas bei den Eisenbahnen, denn es ist wirklich sehr gefährlich.

Das Verbot kam, weil zu Zeiten der Dampflokomotiven die Wagen mit Ölgasen betrieben wurden. Die sehr gut brennbaren Gase funktionierten gut. Jedoch kam es in Bellinzona zu einen Umfall, bei dem das mitgeführte Gas austrat und unkontrolliert verbrannte. Die Beleuchtungen wurden in der Folge verboten und Gase kommen nicht zum Einsatz. Eine Liste der geeigneten Gase ist sehr lange und Sie betreiben eventuell den Grill damit.

Wasserstoff ist das Gas schlechthin. Es ist in schier unvorstellbaren Mengen vorhanden. Ganze Planeten bestehen daraus und auch auf der Erde ist es in grossen Mengen vorhanden. Wir nehmen Wasserstoff sogar jeden Tag zu uns. Das Gas ist für die Umwelt verträglich, es ist nicht giftig und Wasserstoff ist extrem leicht verfügbar. Das Problem ist, dass das leider nicht auf der Erde und somit bei uns gilt.

Auf dem Transport wird Wasserstoff mit der UN-Nummer 23-1049 versehen. Auch hier ist ein sehr tiefer Flammpunkt vorhanden und dieses Gas ist zudem noch sehr leicht flüchtig. Das macht es auf dem Transport sehr gefährlich, denn Gase müssen verdichtet werden, damit eine ausreichende Menge verladen werden kann. Oft werden dazu die Gase noch gekühlt. Aus diesem Grund sind die Wagen speziell markiert worden.

Der Transport ist nicht so leicht zu lösen, denn bei einem lecken Behälter reicht wirklich nur ein Funke und es kommt zu einer Verbrennung. Dabei verbrennt Wasserstoff ohne sichtbares Feuer und auch ohne Rauch. Es knallt und niemand weiss warum. Da aber bei dieser heftigen Verbrennung oft auch andere Stoffe  verbrennen, haben wir ein sichtbares Feuer. Gerade die extrem schnelle Reaktion macht das Gas gefährlich.

Zu all den Eigenschaften ist Wasserstoff auch noch sehr leicht. Daher wurde es auch zum Betrieb von Luftschiffen verwendet. Wie gefährlich das war, zeigte sich am 06. März 1937 in Lakehurst USA.

An diesem Tag verunglücke das Luftschiff LZ 129 «Hindenburg» bei der Landung. Beim Absturz bei der Lan-dung ging dieses mit Wasserstoff gefüllt Luftschiff in Flammen auf und verbrannte in wenigen Minuten voll-ständig.

Nur schon die Tatsache, dass man bei der Ur-sachenforschung statische Aufladung nicht ausschliesst, zeigt, wie gefährlich dieses Gas ist. Heutige Luftschiffe werden mit dem Edelgas Helium befüllt.

Das kann nicht mehr brennen und ist auch sehr leicht. Wir sehen, es ist wirklich ein Spiel mit dem Teufel, wenn man Wasserstoff für den Antrieb von Motoren benutzen will. Jedoch ist es eben auch ungiftig und für die Umwelt nicht gefährlich.

Bei der Verbrennung reagiert Wasserstoff sehr heftig mit dem in der normalen Luft enthaltenen Sauerstoff. Die Moleküle werden verbunden und das dabei entstehende Abgas kennen wir alle. Es ist normales Wasser H₂O, das den grössten Teil unserer Heimat bedeckt. Wir alle müssen Wasser trinken um zu überleben. Diese Flüssigkeit ist so beliebt, dass wir sogar darin bedenkenlos baden. Fachlich spricht man von Wasserstoffdioxyd, denn das ist Wasser.

Im Zusammenhang mit dem Gas Wasserstoff wird sehr oft auch die Brennstoffzelle erwähnt. Bei diesen Anlagen reagiert das Gas ohne Verbrennung und wird zu Wasser. Die dabei entstehende Energie fällt in Elektrizität an und somit gehört diese eher zu den elektrischen Antrieben und nicht zu den hier behandelten Verbrennungsmotoren. Die können, wie wir nun wissen auch mit Gas betrieben werden.

Die Frage nach dem verwendeten Gas stellt sich uns eigentlich gar nicht. Gase sind bei der Eisenbahn verboten und so kann weder mit der Brennstoffzelle noch mit dem Gasmotor gearbeitet werden. In der Folge werden wir näher auf die Lösungen mit Benzin und Dieselöl eingehen. Diese wurden oder werden bei der Eisenbahn häufig angewendet. Beginnen werden wir mit der Kraftstoffanlage, was immer das sein mag.