Diesellokomotive

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Dieselhydraulische Lokomotive der Baureihe V 200 der ehemaligen Deutschen Bundesbahn ab 1953

Eine Diesellokomotive ist ein Triebfahrzeug der Eisenbahn, das seine Antriebsenergie von einem oder mehreren eingebauten Dieselmotoren bezieht.

Geschichte der Diesellokomotiven[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die weltweit erste betriebstaugliche Strecken-Diesellokomotive Ээл2, 1924 in Kiew

Diesellokomotiven wurden im historischen Verlauf erst nach den Dampf- und Elektrolokomotiven entwickelt. Das große Problem der ersten Versuche mit Dieselmotoren für die Eisenbahntraktion war die Notwendigkeit, den Motor lastfrei zu starten und erst nach Hochlaufen des Motors eine Kraftübertragung zu den Treibachsen auf den Schienen zu erzeugen.

Nach anfänglichen Irrtümern und Versuchen, wie beim Lastkraftwagen mit Reibungskupplungen anzufahren, und singulären Konzepten (Diesel-Druckluftlok mit Stangenantrieb wie z. B. die Diesel-Sulzer-Klose-Thermolokomotive) stellte sich zunächst der dieselelektrische Antrieb als brauchbare Lösung heraus, bei dem der Dieselmotor einen Generator treibt und dessen Strom den Fahrmotoren zugeführt wird. Erstmals wurde dieses Konzept von Juri Wladimirowitsch Lomonossow für eine große Streckenlokomotive bei der in der 1924 Sowjetunion eingesetzten Diesellokomotive Ээл2 angewendet.

Beispiel für eine NoHAB AA16: Die norwegische Di3 616 am 14. Mai 2010 im schwedischen Bahnhof Ängelholm

Dieses Konzept erfreut sich bis heute weltweiter Verbreitung. Große Teile der Güterzug-Traktion in Nordamerika wie auch die der Sowjetunion basierten hierauf. Eine mit dieser Technik in Europa über einen langen Zeitraum bei mehreren Bahngesellschaften genutzte Lokomotive ist die NoHAB AA16.

Bei der Deutschen Bundesbahn 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. Die Bundesbahn bevorzugte allerdings mittelgroße vierachsige Loks mit bis zu 80 Tonnen Gewicht. Hier erzielte die DB-Baureihe V 200.0 den Durchbruch. Wegen der Elektrifizierung der Hauptstrecken gab es keinen Bedarf für große Leistungen. Nur als Entwicklungsmuster wurden in Westdeutschland einzelne sechsachsige Dieselloks mit bis zu 120 Tonnen Gewicht gebaut. So entstanden:

Bei der Deutschen Reichsbahn verlief die Entwicklung ähnlich, war jedoch zeitlich verzögert. Nach der Fertigung der Streckenlokomotiven der Baureihe DR-Baureihe V 180 konzentrierte sich die Lokomotivindustrie auf den Bau kleinerer dieselhydraulischer Lokomotiven für den Rangier- und leichten Streckendienst. Große Streckenlokomotiven importierte die DDR auf der Basis von Kooperationsabkommen im Rahmen des RGW. So gelangten dieselelektrische sechsachsige Großdieselloks aus der Sowjetunion der Baureihen 120 und 130/131/132/142 auch in die DDR. Die Maschinen der BR 130 und ihre Nachfolger entstanden dabei speziell für deutsche Verhältnisse.

Diesellokomotive der Serie Voith Maxima, 2006

Die Entwicklung dieselhydraulischer Lokomotiven wurde bis 2014 von Voith Turbo Lokomotivtechnik in Kiel betrieben. Zuletzt wurden die Typen Gravita und Maxima hergestellt. Heutiger Stand der Entwicklung sind dieselelektrische Lokomotiven für den Güterverkehr mit über 4400 Kilowatt Antriebsleistung.

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zu den Vorteilen von Diesellokomotiven zählt, dass sie im Gegensatz zu Elektrolokomotiven keine teure Fahrleitung benötigen und andererseits vor und nach der Fahrt nicht so aufwändig wie Dampflokomotiven im Bahnbetriebswerk gewartet werden müssen. Daher ist der weltweite Bestand der Eisenbahngesellschaften an Diesellokomotiven höher als der an Elektrolokomotiven.

Zu den Nachteilen einer Diesellokomotive zählen ihre komplexe Antriebsmechanik und die Tatsache, dass sie ihren Energievorrat in Form von Dieselkraftstoff mitführen muss. Ein weiterer, sehr erheblicher Nachteil ist, dass ein Dieselmotor im Gegensatz zu Elektromotoren und Dampfmaschinen nicht aus dem Stand Zugkraft entwickeln kann und dass eine Diesellokomotive daher geeignete Kupplungs- und Kraftübertragungselemente benötigt, die einen lastfreien Start und ein Hochlaufen des Motors ermöglichen, bevor die Lokomotive auf Zugkraft beansprucht wird. Da Reibungskupplungen in den vorherrschenden Leistungsklassen nicht verfügbar sind, hat sich die elektrische oder hydraulische Energieübertragung durchgesetzt. Beide sind stets mit Verlusten verbunden. Angesichts steigender Rohöl- und damit auch Dieselpreise sowie der Auswirkungen der Dieselabgase und des bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehenden Kohlenstoffdioxid ist in den letzten Jahren und besonders in Ländern mit billiger elektrischer Energie eine Tendenz zu weiterer Elektrifizierung und damit dem Ersatz von Diesellokomotiven zu beobachten.

Zunehmend werden Bahnstrecken und Bahnbetriebe elektrifiziert. Dort, wo elektrische Fahrleitungen nicht wirtschaftlich gebaut oder betrieben werden können, wie zum Beispiel beim Durchqueren von Wüsten, unwegsamem Gelände, im Nebenbahnbereich oder im Rangierbetrieb, kommen überwiegend Diesellokomotiven zum Einsatz.

Aufbau[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

GM-EMD JT42CWR „Blue Bullet“ von ERS Railways B.V.
Diesellokomotiven der Baureihen 225 und 247 in Oldenburg (Oldb)
SD39-2M der FEPASA mit Endführerstand und Vorbau

Eine Diesellokomotive besteht aus dem Bodenrahmen, fallweise mit Fahrzeugkasten sowie dem Dieselmotor (mit Kühl- und Nebenaggregaten) und dem Laufwerk mit den Einrichtungen zur Kraftübertragung. 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 Dieselmotor, früher gab es jedoch auch mehrmotorige Fahrzeuge (etwa die Baureihe V 200). Die überwiegende Mehrheit der seit Ende des Zweiten Weltkrieges gebauten Diesellokomotiven sind Drehgestelllokomotiven. Die Einrahmenbauweise wurde insbesondere für kleine und Rangierlokomotiven genutzt, teilweise auch mit Stangenantrieb. Wegen der besseren Laufruhe, Wartungsfreundlichkeit und einem oberbauschonenderen Lauf setzte sich schließlich auch bei dieselhyraulischem Antrieb die Drehgestellbauart mit Gelenkwellen durch.

Bei der Form der Aufbauten sind zwei unterschiedliche Bauformen üblich, mit Endführerständen und geschlossenem, über die gesamte Fahrzeugbreite reichendem Kasten, der auch mit- oder selbsttragend sein kann oder mit schmalen, von der Seite zugänglichen Vorbauten. Als mittragendes Element sind die schmalen Vorbauten nicht nutzbar, damit erfordert diese Bauweise einen massiven Bodenrahmen. Die Führerstände befinden sich entweder an den Fahrzeugenden, an nur einem Ende oder in Fahrzeugmitte, in diesem Fall kombiniert mit schmalen Vorbauten, fallweise zur Sichtverbesserung auch erhöht. Mittelführerstände sind wegen der gleich guten Sicht in beiden Richtungen und den dadurch möglichen Richtungswechsel, ohne dass der Triebfahrzeugführer den Führerstand wechseln muss, insbesondere bei Rangierlokomotiven üblich. Im europäischen Raum, wo die meisten Züge mit nur einer Lokomotive bespannt werden, setzten sich für den Streckenbetrieb Diesellokomotiven mit zwei Endführerständen durch. Im nordamerikanischen Netz, wo aufgrund der Zugmassen insbesondere im Güterverkehr Mehrfachtraktion üblich ist, beschafften die Bahnbetreiber bevorzugt Lokomotiven mit nur einem Endführerstand. Durch Exporte von nordamerikanischen Herstellern gelangten Lokomotiven mit einem Endführerstand und schmalem, langen Vorbau in geringerem Maß auch auf andere Kontinente. Im Breitspurnetz der Sowjetunion und ihrer Nachfolgestaaten werden insbesondere aus klimatischen Gründen Diesellokomotiven, auch mehrteilige, mit über die gesamte Fahrzeugbreite reichenden Wagenkästen eingesetzt.

Die Diesellokomotiven der Baureihe 245 vom Typ Bombardier Traxx sind wieder mehrmotorig. Sie werden von vier Industriedieselmotoren mit je 563 kW angetrieben. Je nach benötigter Zugkraft, können dann Motoren ab- und zugeschaltet werden. Sie sollen nach und nach die Baureihe 218 ablösen.

Beim Verbrennungsmotor handelt es sich in der Regel um ein Dieselaggregat, es gab oder gibt aber auch noch folgende Varianten:

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Dieselelektrische Lokomotive 130 101,
DR-Baureihe 130.1
Dieselelektrische Lokomotive der Baureihe CC 72000 der SNCF

Die Kraftübertragung oder Leistungsübertragung hat bei einer Diesellok folgende Aufgaben:

  1. Wandlung von Motordrehmoment und -drehzahl derart, dass über den gesamten Geschwindigkeitsbereich ausreichend 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 die jede für sich eine problemlose Anfahrt sowie eine unterbrechungsfreie Zugkraftentfaltung; in allen Leistungsklassen ermöglicht.

Hydraulische Kraftübertragung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die hydraulische Kraftübertragung bzw. der dieselhydraulische Antrieb zeichnet sich durch eine kompaktere Bauform aus, weswegen sie in Deutschland bei den ab 1950 gebauten Lokomotiven zunächst bevorzugt zur Anwendung kam. Nachteil ist der relativ hohe mechanische Unterhaltungsaufwand. Verwendet werden meist Getriebe mit drei Strömungswandlern bzw. zwei Wandlern und einer Strömungskupplung.[1] 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.

Elektrische Kraftübertragung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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. Die Ähnlichkeit im Aufbau ermöglicht die Konstruktion von Diesel- und elektrischen Lokomotiven mit vielen identischen Teilen bis zum Wagenkasten. Nachdem diese Möglichkeit zuerst in den 1960er Jahren in Frankreich genutzt wurde, boten sie nach der Einführung des umrichtergespeisten Drehstromantriebes weitere Hersteller an. Ein Beispiel dafür sind die Maschinen der Bombardier-Typfamilie TRAXX. Wesentlicher Vorteil der dieselelektrischen 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 durch Regelung der Erregermaschine sowie ggf. durch zusätzliche Regelungselemente vor den Fahrmotoren. Zweikraftlokomotiven können ihre Antriebsenergie sowohl vom Generator als auch von einer Fahrleitung beziehen (z. B. einige Lokomotiven der US-amerikanischen Genesis-Baureihe).

Mechanische Kraftübertragung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine mechanische Kraftübertragung ist wegen der verschleißintensiven Synchronisation beim Anfahren sowie von Zugkraftunterbrechungen während Gangschaltvorgängen nur bei geringen Motorleistungen bis circa 400 Kilowatt, somit nur für Kleinlokomotiven und Triebwagen anwendbar.

Nebenbetriebe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neben der Bereitstellung und Übertragung der Energie für die Traktion werden auf Diesellokomotiven im Regelfall noch Aggregate und Übertragungseinrichtungen für folgende Nebenbetriebe benötigt:

  • Druckluft für die Bremsanlagen,
  • Elektrische Energie in geeigneter Stromart für die Beleuchtung und Lichtsignale der Lok und des Zuges,
  • Dampf oder elektrische Energie in geeigneter Stromart für die Zugheizung.

Für die elektrische Zugheizung und Beleuchtung wurden bei dieselhydraulischen Lokomotiven zusätzliche, oft Heizdiesel genannte Dieselmotoren eingebaut, die ausschließlich einen Generator antrieben. Bei dieselelektrischen Lokomotiven kann die elektrische Energie sowohl für die Beleuchtung als auch die Heizung je nach Bauart den entsprechend ausgestatteten Hauptgeneratoren entnommen werden.

Verbrauch und Reichweite[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Verbrauch an Dieselkraftstoff wird von der Zuglast, der Fahrgeschwindigkeit, der Wagen-Beladungsart, vom Streckenprofil und auch von inneren Verlusten bzw. dem Zustand der Maschinenanlage beeinflusst.

Die Reichweite unterliegt neben den Verbrauchswerten auch der Tankvolumenkapazität, wobei für Streckenlokomotiven Tankgrößen von 2000 bis 7000 Litern vorkommen.

An vielen Stellen wird für Diesellokomotiven moderner Bauart ein Verbrauchswert von 3 l/km (Liter pro Kilometer) angegeben.[2][3][4][5] Spezieller wird auch ein Verbrauch von 6 bis 20 Gramm Treibstoff pro Tonne Last und Kilometer Strecke angegeben.

Beispiele:

  • Für die Diesellok-Type Vossloh Euro 4000 (Dauerleistung 3.178 kW) wird angegeben: Reichweite mit einer Tankkapazität von 7000 Litern rund 2000 Kilometer.[6]
  • Für die Dieselloks der Baureihe 218 (Dauerleistung 1.839 kW) wird angegeben: Die Dieseltanks können zusammen über 3.000 Liter Kraftstoff aufnehmen, womit im Schnitt etwa 1.000 Kilometer gefahren werden kann.[7]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Johannes Feihl: Die Diesellokomotive: Aufbau - Technik - Auslegung. transpress, Stuttgart 2009, ISBN 978-3-613-71370-3.
  • 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
  • Günther Klebes: Die elektrischen und Diesel-Triebfahrzeuge auf der Eisenbahntechnischen Ausstellung in Seddin anläßlich der Eisenbahntechnischen Tagung in Berlin in der Zeit vom 21. September bis 5. Oktober 1924. Monographien und Mitteilungen, Folge 20 (Doppelheft). Herausgegeben von der Deutschen Gesellschaft für Eisenbahngeschichte e.V., Karlsruhe 1978, ISBN 3-921700-18-3
  • Jurij V. Lomonosov Die Diesel-elektrische Lokomotive. Übers. aus d. Russ. von Erich Mrongovius, Berlin: VDI-Verlag 1924
  • Jurij V. Lomonosov Diesellokomotiven. Aus d. russ. Ms. übers. von E. Mrongovius, durchges. von F. Meineke, Berlin : VDI-Verlag 1929
    Nachdrucke: Düsseldorf: VDI-Verlag, 1985 ISBN 3-18-400676-X und Braunschweig: Archiv-Verl., [2001]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Diesellokomotiven – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Diesellokomotive – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Vorlesungsdokument Uni Hannover; Konstruktion Schienenfahrzeuge; Abbildungen von diesel-hydraulischen Anlagen auf S. 24 und 25 "Antriebsanlage des Talgo-Triebkopfes"
  2. nah sh Der Nahverkehr „Steigende Dieselpreise, steigende Tarife, Maßnahmen?“ (Memento vom 11. April 2014 im Internet Archive) aufgerufen am 11. April 2014
  3. Deutsches Kupfer Institut „ Wie effizient ist der Bahnverkehr wirklich?“ aufgerufen am 11. April 2014
  4. DIE ZEIT online Juni 1998, „Zum Glück gezwungen“ aufgerufen am 11. April 2014
  5. Eisenbahnmedia „Die Baureihe 218“, aufgerufen am 11. April 2014
  6. Vossloh Euro 4000 aufgerufen am 11. April 2014
  7. Eisenbahnmedia „Die Baureihe 218“, aufgerufen am 11. April 2014