Eine
Diesellokomotive, kurz Diesellok, ist eine selbstfahrende Zugmaschine der
Eisenbahn, die das Prinzip des
Dieselmotors oder der
Gasturbine nutzt, um einen
Zug zu befördern.
Vorteile und Nachteile [Bearbeiten]
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.
Eine Diesellok besteht aus dem Fahrzeugkasten mit Rahmen und dem Fahrwerk sowie dem Antrieb und der Kraftübertragung. Hinzu kommt die Steuerung für Antrieb und Bremsen. Beim Antrieb ist die Lok mit einem Motor die häufigste Bauform. Es wurden auch Loks mit zwei Dieselmotoren als Antrieb hergestellt, wie zum Beispiel die V 200.
Außerhalb von Nordamerika sind die meisten Lokomotiven Zweirichtungsfahrzeuge: Im Rangierdienst (s.u.) eingesetzte Loks haben den Führerstand oft in der Mitte. Außerdem verfügen sie über eingezogene Vorbauten mit einem Umlauf, um dem Lokführer die Sicht auf die Puffer zu ermöglichen.
Loks für den Streckendienst haben meist an jedem Ende einen Führerstand. Damit wird in beiden Fahrtrichtungen eine optimale Sicht auf die Strecke gewährleistet. In Nordamerika sind dagegen Streckenloks als Einrichtungsfahrzeuge, mit nur einem Führerstand, verbreitet. Dies reicht aus, weil die Lokomotiven meist in Mehrfachtraktion eingesetzt werden. Sogar Lokomotiven ganz ohne Führerstand (sog. „Booster“) wurden aus diesem Grund schon gebaut.
Dieselloks werden mit mechanischer Kraftübertragung, hydraulischer Kraftübertragung oder dieselelektrischen Kraftübertragungen gebaut.
Die Kraftübertragung hat bei einer Diesellok drei Aufgaben.
- Anpassung der linearen Drehzahl/Drehmomentenkennlinie des Dieselmotors an die Zugkraftkennlinie,
- lastfreier Start des Dieselmotors und
- Drehrichtungsumkehr für den Fahrtrichtungswechsel.
Man teilt die Baureihen nach Hauptaufgaben ein:
- Rangierloks sind für Rangieraufgaben vorgesehen, sie bewegen Züge, Rangiereinheiten oder einzelne Fahrzeuge in Bahnhöfen.
- Leichte Streckenlokomotiven werden bis 1000 kW gebaut, sie haben meist eine für Nebenstrecken geeignete Achslast von maximal 18 t, um den entsprechend leichter ausgeführten Oberbau zu entlasten.
- Schwere Streckenlokomotiven werden mit Leistungen bis 4400 kW (international) gebaut und weisen meist eine Achslast bis zu 20 t (Europa) auf.
Es wurden zwar in den letzten Jahrzehnten in Westdeutschland 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. Schwere Zügen können auf Strecken ohne Oberleitung mit zwei Lokomotiven in Doppeltraktion gefahren werden. In Ostdeutschland wurden 6-achsige Dieselloks aus der Sowjetunion importiert (BR 130 und BR 120). International werden leistungsfähigere Dieselstreckenlokomotiven jedoch nach wie vor mit zwei dreiachsigen Drehgestellen gebaut.
Des weiteren gab oder gibt es
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.
Diesellokomotiven mit Schaltgetriebe und dieselhydraulische Lokomotiven [Bearbeiten]
Die mechanische Kraftübertragung durch Schaltgetriebe (Dieselmechanischer Antrieb) ist im Regelfall nur bei einer Leistung bis ca. 400 kW sinnvoll. Darüber sind die Getriebe nicht mehr zuverlässig. Damit lässt sich ein Schaltgetriebe nur für kleine Rangierloks oder leichte Triebwagen verwenden. Beispiele hierfür sind einige Typen kleiner Rangierlokomotiven und die Uerdinger Schienenbusse der Baureihen VT 95 (795) und VT 98 (798). Die mechanische Kraftübertragung wurde jahrelang nicht mehr verwendet, erst die dieselmechanischen Triebzüge der Baureihe 642 erhielten bei ihrem Neubau vor wenigen Jahren wieder diese Kraftübertragung.
Die Kraftübertragung mit Strömungsgetrieben („Dieselhydraulischer Antrieb“) z. B. der Bauart Voith wird in Deutschland überwiegend verwendet. Diese Art der Übertragung ist in allen Leistungsklassen möglich und zeichnet sich durch einen sehr guten Wirkungsgrad aus. Nachteil ist der relativ hohe mechanische Unterhaltungsaufwand. Bei den Streckenlokomotiven hat sich in Deutschland die hydraulische Kraftübertragung mit den Baureihen V 80 und V 200 der Deutschen Bundesbahn durchgesetzt. Die Bundesbahn hat in der Folgezeit bis auf wenige Ausnahmen nur noch hydraulische Kraftübertragung verwendet. Im Gegensatz dazu kamen bei der Deutschen Reichsbahn in der DDR auch in der Sowjetunion gefertigte dieselelektrische Lokomotiven wie z. B. der Baureihe 130 zum Einsatz. Die in der DDR selber gebauten Loks basierten auch auf Strömungsgetrieben.
Bei der hydraulischen Kraftübertragung kommen bei kleiner Leistung hydrostatische Antriebe zum Zuge, bei großer Leistung werden nur noch Strömungsgetriebe eingesetzt. Verwendet werden meist Getriebe mit drei Strömungswandlern bzw. einem Anfahrwandler und zwei Strömungskupplungen. 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.
Diesel- und Gasturboelektrische Lokomotiven [Bearbeiten]
Dieselelektrische Streckenlokomotive
AA16, gebaut in GM-Lizenz durch die schwedische Firma NOHAB 1957
Dieselelektrische und turboelektrische Lokomotiven sind streng genommen Elektrolokomotiven, die ihr eigenes Kraftwerk in Form eines oder mehrerer diesel- oder gasturbinengetriebenen Generatoren mitführen. Das Ensemble aus Generatoren, Steuerung und Fahrmotoren ersetzt Kupplungen, Getriebe und Wandler.
Wesentlicher Vorteil des dieselelektrischen Antriebs im Vergleich zur hydraulischen Kraftübertragung sind die robustere Bauweise (niedrigerer Wartungsaufwand) und die vorteilhafte Zugkraftverteilung auch beim Anfahren. Nachteile sind vor allem das höhere Gewicht und ein ungünstigerer Übertragungsgrad. Entsprechend haben in der Vergangenheit insbesondere die USA und die Sowjetunion auf dieselelektrischen Antrieb gesetzt.
Hier gibt es folgende Varianten:
- Gleichstromgeneratoren mit Gleichstromreihenschlussmotoren als Fahrmotoren, mit einer Leistungsregelung in der Erregermaschine mit Hilfe von magnetischen Verstärkern
- Drehstromgeneratoren mit Diodengleichrichtung und Thyristorleistungsregelung an der Erregerwicklung des Generators
- Drehstromgenerator mit Drehstrom-Asynchron-Motoren als Fahrmotoren mit einer Leistungsregelung durch GTO-Thyristoren.
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). Stand der Technik sind dieselelektrische Lokomotiven mit über 4400 kW Antriebsleistung bei Güterzugstreckenlokomotiven. Triebzüge mit turboelektrischen Triebköpfen erreichen inzwischen Reisegeschwindigkeiten von 240 km/h bei einer Dauerleistung der Fahrmotoren von 3300 kW je Triebkopf. Der Treibstoff für die Gasturbinen ist Dieselöl.
Geschichte der Diesellokomotiven [Bearbeiten]
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 ist heute noch stark verbreitet; große Teile der nordamerikanischen Güterzugtraktion basieren z. B. auf Lokomotiven dieses Konzeptes.
In Mitteleuropa 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 z. B. Voith.
