Diesellokomotive

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Dieselhydraulische Lokomotive der Baureihe V 200 der ehemaligen Deutschen Bundesbahn

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 Antriebsrädern auf den Schienen zu erzeugen.

Nach anfänglichen Irrungen und Versuchen, wie beim Lastkraftwagen mit Reibungskupplungen anzufahren, und singulären Konzepten (Diesel-Druckluftlok mit Stangen-Antrieb wie z. B. die Diesel-Sulzer-Klose-Thermolokomotive) 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. 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 Reichsbahn im Osten verlief die Entwicklung ähnlich, war jedoch zeitlich verzögert. Letztendlich wurde die Ostdeutsche Lokomotivindustrie auf den Bau kleinerer dieselhydraulischer Lokomotiven beschränkt, die überwiegend zum Rangieren und für leichte Züge gebraucht wurden. Große Streckenlokomotiven mussten in die DDR importiert werden. So gelangten 6-achsige Großdieselloks aus der Sowjetunion auch in die DDR (Baureihe 130/131/132/142 und Baureihe 120).

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 Technik sind dieselelektrische Lokomotiven für den Güterverkehr mit über 4400 Kilowatt Antriebsleistung. Triebzüge mit turboelektrischen Triebköpfen haben bauartbedingte Höchstgeschwindigkeiten von bis zu 240 km/h bei einer Dauerleistung der Fahrmotoren von 3300 Kilowatt 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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zu den Vorteilen der Diesellokomotive zählt, dass sie im Gegensatz zur Elektrolokomotive keine teure Oberleitung benötigt und andererseits vor und nach der Fahrt nicht so aufwändig im Bahnbetriebswerk gewartet werden muss wie zu früheren Zeiten die Dampflokomotiven. 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 (vorwiegend aus Wasser- oder Atomkraft) eine Tendenz zu weiterer Elektrifizierung und damit dem Ersatz von Diesellokomotiven zu beobachten.

Immer mehr Bahnstrecken werden mit Oberleitungen ausgestattet („Elektrifizierung“). Überall dort, wo eine Oberleitung nicht wirtschaftlich gebaut oder betrieben werden kann (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)

Eine Diesellok besteht aus dem Fahrzeugkasten mit Rahmen und dem Fahrwerk sowie dem Motor (mit Kühl- und Nebenaggregaten), und der 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 Motor, früher gab es jedoch auch mehrmotorige Fahrzeuge (etwa die Baureihe V 200).

Die Deutsche Bahn AG hat einen Rahmenvertrag mit Bombardier geschlossen, der die Entwicklung wieder zu mehrmotorigen Diesellokomotiven leiten könnte. 2013 sollen erste TRAXX-Lokomotiven ausgeliefert werden mit vier Industriedieselmotoren. Je nach benötigter Zugkraft, können dann Motoren ab- und zugeschaltet werden.

Bei dem Motor 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]

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. Eine mechanische Kraftübertragung ist wegen der verschleißintensiven Synchronisation beim Anfahrvorgang nur bei geringen Motorleistungen bis circa 400 Kilowatt 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. Die aktuellen Leichtbau-Triebwagen Bombardier Talent, Alstom Coradia LINT und Siemens Desiro werden mit dieselmechanischer Kraftübertragung durch ZF Ecomat-Getriebe geliefert.

Dieselhydraulische Rangierlokomotive
deutsche Baureihe 290

Hydraulische wie auch elektrische Kraftübertragung ermöglichen eine problemlose Anfahrt sowie eine unterbrechungsfreie Zugkraftentfaltung; beide Arten der Übertragung sind in allen Leistungsklassen möglich. Die hydraulische Kraftübertragung zeichnet sich dabei durch eine kompaktere Bauform aus, weswegen sie bei den meisten der heute in Deutschland eingesetzten Lokomotiven zur Anwendung kommt. 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 E-Lok 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).

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.[1][2][3][4] 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 wird angegeben: Reichweite mit einer Tankkapazität von 7000 Litern rund 2000 Kilometer.[5]
  • Für die Dieselloks der Baureihe 218 wird angegeben: Die Dieseltanks können zusammen über 3.000 Liter Kraftstoff aufnehmen, womit im Schnitt etwa 1.000 Kilometer gefahren werden kann.[6]

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. nah sh Der Nahverkehr „Steigende Dieselpreise, steigende Tarife, Maßnahmen?“ (Memento vom 11. April 2014 im Internet Archive) aufgerufen am 11. April 2014
  2. Deutsches Kupfer Institut „ Wie effizient ist der Bahnverkehr wirklich?“ aufgerufen am 11. April 2014
  3. DIE ZEIT online, „Zum Glück gezwungen“ aufgerufen am 11. April 2014
  4. Eisenbahnmedia „Die Baureihe 218“, aufgerufen am 11. April 2014
  5. Vossloh Euro 4000 aufgerufen am 11. April 2014
  6. Eisenbahnmedia „Die Baureihe 218“, aufgerufen am 11. April 2014