Diesellok

Eine Diesellokomotive, kurz Diesellok, ist ein Triebfahrzeug der Eisenbahn, das zur Leistungserzeugung einen oder mehrere Dieselmotoren und/oder eine Gasturbine nutzt.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte der Diesellokomotiven

Die Diesellokomotive ist jünger als die Dampflokomotive und auch jünger als die Elektrolokomotive, die bereits zum Ende des 19. Jahrhunderts eingesetzt wurde. Das große Problem der ersten Versuche (in den 1920er Jahren) des Einsatzes von Dieselmotoren für die Eisenbahntraktion war die Notwendigkeit, den Motor lastfrei zu starten und erst nach Hochlaufen des Motors eine kraftschlüssige Verbindung zu den Antriebsrädern und zur Schiene zu erzeugen.

Nach anfänglichen Irrungen (Versuche, wie beim LKW mit Reibungskupplungen anzufahren) und singulären Konzepten (Diesel-Druckluftlok mit Stangen-Antrieb) stellte sich zunächst der diesel-elektrische Antrieb als brauchbare Lösung heraus, bei dem der Dieselmotor einen Generator treibt, und dessen Strom den elektrischen Radantriebsmotoren aufgeschaltet wird. Dieses Konzept erfreut sich bis heute starker Verbreitung; große Teile der Güterzugtraktion in Nordamerika wie auch die Sowjetunion basierten hierauf; per Import gelangten die 6-achsige Großdieselloks aus der Sowjetunion auch nach Ostdeutschland. (BR 130 und BR 120)

In Mitteleuropa, vor allem in Deutschland, konnte sich die Diesellokomotive im Wesentlichen erst nach dem Zweiten Weltkrieg mit der hydraulischen Kraftübertragung durchsetzen. Diese basiert auf der Föttinger-Kupplung und dem Konzept des Drehmomentwandlers sowie den fertigungstechnischen Entwicklungen von Unternehmen wie Voith. Dabei wuren auch einzelne sechsachsige Dieselloks mit bis zu 120 t Gewicht als Entwicklungsmuster gebaut (1 x V 320, 1 x V 240, V 300 für JZ), allerdings setzte die Deutsche Bundesbahn mehr auf vierachsige Loks mit bis zu 80 t Gewicht. Der Grund war der fehlende Bedarf großer Leistungen aufgrund der Elektrifizierung der Hauptstrecken.

Heutiger Stand der Technik sind dieselelektrische Lokomotiven für den Güterverkehr mit über 4400 kW Antriebsleistung; Triebzüge mit turboelektrischen Triebköpfen erreichen inzwischen Reisegeschwindigkeiten von 240 km/h bei einer Dauerleistung der Fahrmotoren von 3300 kW je Triebkopf.

Im Personenverkehr werden in Deutschland seit mehreren Jahren die Diesellokomotiven mehr und mehr durch dieselbetriebene Triebzüge verdrängt, einzig die Beförderung schwerer Schnellzüge wird überwiegend noch mit Lokomotiven durchgeführt.

Vorteile und Nachteile

Zu den Vorteilen einer Diesellok zählt, dass sie keine Oberleitung wie eine Elektrolokomotive benötigt, und dass sie vor und nach der Fahrt nicht so aufwändig im Bahnbetriebswerk behandelt werden muss, wie früher eine Dampflokomotive. Daher gibt es im gesamten weltweiten Bestand der Eisenbahngesellschaften mehr Diesellokomotiven als Elektrolokomotiven. Zu den Nachteilen einer Diesellokomotive zählt, dass sie ihre komplexe Antriebsmechanik und ihren Energievorrat (Dieseltank) mitführen muss. Ein weiterer, sehr erheblicher Nachteil ist, dass im Gegensatz zu Elektromotoren und Dampfmaschinen ein Dieselmotor nicht aus dem Stand Zugkraft entwickeln kann, und dass daher eine Diesellokomotive geeignete Kupplungs- und Kraftübertragungselemente benötigt, die einen lastfreien Start und ein Hochlaufen des Motors ermöglichen, bevor die Lokomotive auf Zugkraft beansprucht wird.

Die Bahnstrecken mit Oberleitung nehmen anteilig langsam zu. Überall dort, wo eine Oberleitung nicht wirtschaftlich gebaut oder betrieben werden kann, sei es beim Durchqueren von Wüsten und anderem unwegsamen Gelände, sei es im nicht so stark genutzten Nebenbahnbereich oder im Rangierbetrieb, steht an erster Stelle im Bahnbetrieb die Diesellokomotive.

GM-EMD JT42CWR „Blue Bullet“ von ERS Railways B.V.
Güterzuglokomotive der DB-Baureihe 225

Aufbau

Eine Diesellok besteht aus dem Fahrzeugkasten mit Rahmen und dem Fahrwerk sowie dem Motor und der Kraftübertragung (mit Kühl- und Nebenaggregaten). Hinzu kommen Hilfsbetriebe wie die Drucklufterzeugung, Anlagen zur Zugheizung und die Bremsausrüstung (ggf. mit dynamischer Bremse) sowie diverse Steuerungs- und Sicherungstechnik. Heutige Lokomotiven verfügen meist über nur einen Motor, früher gab es jedoch auch mehrmotorige Fahrzeuge (etwa die V 200).

Bei dem Motor handelt es sich in der Regel um einen Dieselaggregat, es gab oder gibt aber auch noch folgende Varianten:

  • Benzinlokomotiven mit Antrieb durch Ottomotoren (dieser Antrieb wurde in der Frühzeit der Diesellokomotiven erprobt),
  • Gasturbolokomotiven mit Antrieb durch Gasturbinen (auch als Diesellokomotive mit Boostergasturbinen),
  • Dampf-Diesel-Lokomotiven (Bauart Stills) und
  • Gasmotorlokomotiven mit Antrieb durch Gasmotoren (z.Z. in Erprobung mit Erdgas als Kraftstoff).

Die Deutsche Reichsbahn erprobte Anfang der 1930er Jahre eine dieselpneumatische Lokomotive (V 120 001), bei der ein Zylindertriebwerk, wie es von der Dampflokomotive her bekannt ist, mit Druckluft aus einem Dieselkompressor gespeist wurde. Diese Bauart hat sich nicht durchgesetzt.

Kraftübertragung

siehe auch Artikel → Kraftübertragung

Die Kraftübertragung oder Leistungsübertragung hat bei einer Diesellok folgende Aufgaben:

  1. Wandlung von Motordrehmoment und -drehzahl derart, dass über den gesamten Geschwindigkeitsbereich Zugkraft zur Verfügung gestellt wird.
  2. lastfreier Start des Dieselmotors
  3. Drehrichtungsumkehr für den Fahrtrichtungswechsel

Darüber hinaus kann die Leistungsübertragung auch die Funktion einer dynamischen Bremse ermöglichen (hydrodynamische oder elektrische Bremse).

Heutige Diesellokomotiven werden mit hydraulischer- oder elektrischer Kraftübertragung gebaut. Eine mechanische Kraftübertragung ist wegen der verschleißintensiven Synchronisation beim Anfahrvorgang nur bei geringen Motorleistungen bis ca. 400 kW sinnvoll und wird daher nur bei Triebwagen und Kleinlokomotiven verwendet; überdies kommt es zu Zugkraftunterbrechungen während des Schaltvorganges. Die mechanische Kraftübertragung wurde daher nach dem Bau der Uerdinger Schienenbusse (Baureihen 795 und 798) jahrelang nicht mehr verwendet, erst die die Neubauten der Baureihe 642 und Baureihe 643 erhielten wieder diese Art der Kraftübertragung.

Dieselhydraulische Rangierlokomotive
deutsche Baureihe 290

Hydraulische wie auch elektrische Kraftübertragung ermöglichen eine problemlose Anfahrt sowie eine unterbrechungsfreie Zugkraftentfaltung; beiden Arten der Übertragung sind in allen Leistungsklassen möglich. Die hydraulische Kraftübertragung zeichnet sich dabei durch eine kompaktere Bauform aus, weswegen sie bei meisten der heute in Deutschland eingesetzten Lokomotiven zur Anwendung. Nachteil ist der relativ hohe mechanische Unterhaltungsaufwand. Verwendet werden meist Getriebe mit drei Strömungswandlern bzw. zwei Wandlern und einer Strömungskupplung. Es gibt auch Lösungen mit nur zwei Wandlern; bei diesen ist allerdings die Spreizung so groß, dass das Beschleunigungsverhalten zu wünschen übrig lässt. Zudem fällt der Wirkungsgrad der Getriebe am Ende der Kennlinie stark ab. Bei kleineren Leistungen kommen auch hydrostatische Antriebe zum Einsatz.

Bei dieselelektrischer Kraftübertragung stimmen große Teile des Antriebs mit dem einer Ellok überein, allein die elektrische Leistung wird direkt an Bord erzeugt und nicht extern zugeführt: Das Ensemble aus Generatoren, Steuerung und Fahrmotoren ersetzt dann Kupplungen, Getriebe und Wandler.

Wesentlicher Vorteil des dieselelektrischen Antriebs im Vergleich zur hydraulischen Kraftübertragung sind die robustere Bauweise (niedrigerer Wartungsaufwand) und eine bessere Leistungsausnutzung insbesondere beim Anfahren. Nachteile sind vor allem das höhere Gewicht und Volumen.

Elektrische Leistungsübertragung gibt es in folgenden Bauformen:

  1. Gleichstromgeneratoren mit Gleichstromfahrmotoren
  2. Drehstromgeneratoren mit Diodengleichrichtung und Gleichstromfahrmotoren
  3. Drehstromgeneratoren mit Drehstromfahrmotoren.

Die Steuerung des Antriebes geschieht dabei durch Regelung der Erregermaschine sowie ggf. durch zusätzliche Regelungselemente vor den Fahrmotoren.

Mischformen in der Bauweise können ihre Antriebsenergie sowohl vom Generator als auch von einer Stromschiene beziehen (z. B. einige Lokomotiven der US-amerikanischen Genesis-Baureihe).




Literatur

  • Stefan Alkofer: So funktioniert die Diesellok, transpress: Stuttgart, 2005, ISBN 3-613-71254-7
  • Markus Hehl: Deutsche Diesellokomotiven Eisenbahnkurier Special 72 EK Verlag Freiburg ISSN 0170-5288

Siehe auch

Weblinks


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Synonyme:

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