EineDiesellokomotive ist einTriebfahrzeug derEisenbahn, das seine Antriebsenergie von einem oder mehreren eingebautenDieselmotoren bezieht.
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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 eineKraftübertragung zu den Treibachsen auf den Schienen zu erzeugen.
Nach anfänglichen Irrtümern und Versuchen, wie beimLastkraftwagen mit Reibungskupplungen anzufahren, und singulären Konzepten (Diesel-Druckluftlok mit Stangenantrieb wie z. B. dieDiesel-Sulzer-Klose-Thermolokomotive) stellte sich zunächst derdieselelektrische Antrieb als brauchbare Lösung heraus, bei dem der Dieselmotor einenGenerator treibt und dessen Strom den Fahrmotoren zugeführt wird. Erstmals wurde dieses Konzept vonJuri Lomonossow für eine große Streckenlokomotive bei der 1924 in der Sowjetunion eingesetzten DiesellokomotiveЭэл2 angewendet.
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Dieses Konzept erfreut sich bis heute weltweiter Verbreitung. Die meistenGüterzuglokomotiven inNordamerika wie auch die derSowjetunion sind damit ausgerüstet. Eine in Europa über einen langen Zeitraum bei mehreren Bahngesellschaften eingesetzte dieselelektrische Bauart ist dieNOHAB AA16.
Bei derDeutschen Bundesbahn konnten sich Diesellokomotiven im Wesentlichen erst nach dem Zweiten Weltkrieg mit derhydrodynamischen Kraftübertragung durchsetzen. Diese basiert auf derFöttinger-Kupplung und dem Konzept desDrehmomentwandlers sowie den fertigungstechnischen Entwicklungen von Unternehmen wieVoith. Im Unterschied zu vielen Bahngesellschaften im Ausland bevorzugte die Deutsche Bundesbahn allerdings mittelgroße vierachsige Lokomotiven mit vergleichsweise geringer Masse bis zu 80 Tonnen. In dieser Klasse erzielte sie mit derBaureihe V 200.0 den Durchbruch. Wegen der Elektrifizierung der Hauptstrecken gab es in Westdeutschland keinen Bedarf für große Leistungen bei Diesellokomotiven. Lediglich als Entwicklungsmuster wurden einzelne sechsachsige Dieselloks mit einer Masse bis zu 120 Tonnen gebaut. So entstanden:
Bei derDeutschen Reichsbahn verlief die Entwicklung ähnlich, war jedoch zeitlich verzögert. Nach der Fertigung der Streckenlokomotiven der BaureiheV 180 konzentrierte sich die Lokomotivindustrie auf den Bau kleinerer dieselhydraulischer Lokomotiven für den Rangier- und leichten Streckendienst. Große Streckenlokomotiven importierte dieDDR auf der Basis von Kooperationsabkommen im Rahmen desRGW. So gelangten sechsachsige dieselelektrische Großdiesellokomotiven der Baureihen120 und130/131/132/142 aus der Sowjetunion in die DDR. Die Maschinen der BR 130 und ihre Nachfolger entstanden dabei speziell für deutsche Verhältnisse.
Die Entwicklung dieselhydraulischer Lokomotiven wurde bis 2014 von Voith Turbo Lokomotivtechnik in Kiel betrieben. Zuletzt wurden die TypenGravita undMaxima hergestellt.
ImPersonenverkehr werden inDeutschland seit mehreren Jahren die Diesellokomotiven auf nichtelektrifizierten Strecken mehr und mehr durchDieseltriebzüge verdrängt, einzig die Beförderung schwerer Schnellzüge wird überwiegend noch mit Lokomotiven durchgeführt.
Zu den Vorteilen von Diesellokomotiven zählt, dass sie im Gegensatz zuelektrischen Lokomotiven keine teureFahrleitung benötigen und dass sie vor und nach der Fahrt nicht so aufwändig wieDampflokomotiven imBahnbetriebswerk behandelt 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 einDieselmotor im Gegensatz zu Elektromotoren und Dampfmaschinen nicht aus dem Stand unter Last anlaufen 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 es in den vorherrschenden Leistungsklassen keineReibungskupplungen gibt, hat sich die elektrische oder hydraulische Kraftübertragung durchgesetzt. Beide sind stets mit Verlusten verbunden. Diesellokomotiven haben auch Nachteile im BereichBeschleunigung (vor allem im Vergleich zuelektrischen Triebzügen) und Höchstgeschwindigkeit sowie imLeistungsgewicht (Verhältnis Masse zu Antriebsleistung), welche vor allem beiSteilstrecken relevant ist.
Angesichts hoher Rohöl- und damit auch Dieselpreise, der Auswirkungen der Dieselabgase und des bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehenden KlimagasesKohlenstoffdioxid wurde der Einsatz von Diesellokomotiven in Deutschland verringert.
Bahnstrecken und Bahnbetriebe wurden zunehmendelektrifiziert. Dort, wo elektrische Fahrleitungen nicht wirtschaftlich gebaut oder betrieben werden können, wie zum Beispiel beim Durchqueren von Wüsten, unwegsamem Gelände, imNebenbahnbereich oder imRangierbetrieb, werden überwiegend Diesellokomotiven eingesetzt.
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Eine Diesellokomotive besteht aus dem Bodenrahmen, fallweise mitFahrzeugkasten sowie demDieselmotor (mit Kühl- und Nebenaggregaten) und demLaufwerk 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 Lokomotiven (etwa die BaureiheV 200). Die überwiegende Mehrheit der seit Ende desZweiten Weltkrieges gebauten Diesellokomotiven sindDrehgestelllokomotiven. Die Einrahmenbauweise wurde insbesondere für kleine undRangierlokomotiven genutzt, teilweise auch mitStangenantrieb. Wegen der besseren Laufruhe, Wartungsfreundlichkeit und einem oberbauschonenderen Lauf setzte sich schließlich auch bei dieselhydraulischem 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 zugänglichenVorbauten.
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 beiRangierlokomotiven 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 GüterverkehrMehrfachtraktion üblich ist, beschaffen die Bahnbetreiber bevorzugt Lokomotiven mit nur einem Endführerstand. Während frühere nordamerikanische Diesellokomotiven noch problemlos mit den langen Aufbauten voraus eingesetzt werden konnten, wird dies bei heutigen Modellen vermieden, weil die großen Kühlanlagen die Streckensicht erheblich einschränken. Durch Exporte von nordamerikanischen Herstellern gelangten Lokomotiven mit einem Endführerstand und schmalem, langem Vorbau in geringerem Maß auch auf andere Kontinente. Im Breitspurnetz derSowjetunion und ihrer Nachfolgestaaten werden insbesondere aus klimatischen Gründen Diesellokomotiven, auch mehrteilige, mit über die gesamte Fahrzeugbreite reichenden Wagenkästen eingesetzt.
Die Diesellokomotiven der Baureihe245 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 Lokomotiven der Reihe218 ablösen.
Beim Verbrennungsmotor handelt es sich in der Regel um ein Dieselaggregat, es gab oder gibt aber auch noch folgende Varianten:
DieDeutsche Reichsbahn erprobte Anfang der 1930er Jahre die dieselpneumatische Lokomotive (V 120 001), bei der ein Dampflokomotivtriebwerk mit Druckluft aus einem Dieselkompressor gespeist wurde. Diese Bauart setzte sich nicht durch.
DieKraftübertragung oderLeistungsübertragung hat bei einer Diesellokomotive folgende Aufgaben:
Darüber hinaus kann die Leistungsübertragung auch die Funktion einer dynamischen Bremse ermöglichen (hydro- oder elektrodynamische Bremse).
Heutige Diesellokomotiven werden mithydraulischer oderelektrischer Kraftübertragung gebaut, die beide ein problemloses Anfahren sowie eine unterbrechungsfreie Zugkraftentfaltung in allen Leistungsklassen ermöglichen.
Die hydraulische Kraftübertragung bzw. derdieselhydraulische 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 meistGetriebe 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.
Beidieselelektrischer Kraftübertragung stimmen große Teile des Antriebs mit dem einer Elektrolokomotive überein, allein die elektrische Energie 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.
Wesentlicher Vorteil der dieselelektrischen im Vergleich zur hydraulischen Kraftübertragung sind die robustere Bauweise (niedrigerer Wartungsaufwand), eine bessere Leistungsausnutzung insbesondere beim Anfahren und ein geringerer Laufwiderstand. Nachteile sind vor allem die größere Masse und das Volumen.
Elektrische Leistungsübertragung gibt es in folgenden Bauformen:
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 einerFahrleitung beziehen.Beispiele:
Einemechanische Kraftübertragung ist wegen der verschleißintensiven Synchronisation beim Anfahren sowie von Zugkraftunterbrechungen während Gangschaltvorgängen nur bei geringen Motorleistungen bis circa 400 Kilowatt, somit nur fürKleinlokomotiven undTriebwagen, anwendbar.
Neben der Bereitstellung und Übertragung der Energie für dieTraktion werden auf Diesellokomotiven im Regelfall nochAggregate und Übertragungseinrichtungen für folgende Nebenbetriebe benötigt:
Für die elektrische Zugheizung und Beleuchtung wurden bei dieselhydraulischen Lokomotiven zusätzliche, oftHeizdiesel genannte Dieselmotoren eingebaut, die ausschließlich einenGenerator antrieben. Bei dieselelektrischen Lokomotiven kann die elektrische Energie sowohl für die Beleuchtung als auch die Heizung je nach Bauart den so ausgestatteten Hauptgeneratoren entnommen werden. Die für die zentrale Energieversorgung von Reisezugwagen und als Beeinflussungsschutz vonGleisstromkreisen erforderliche stabile Frequenz konnte jedoch erst mit der Praxistauglichkeit vonUmrichtern zufriedenstellend gelöst werden.
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 (in Nordamerika sogar bis knapp 19 000 Liter).
An vielen Stellen wird für Diesellokomotiven moderner Bauart ein Verbrauchswert von 3 l/km (Liter pro Kilometer) angegeben.[5][6][7][8] Spezieller wird auch ein Verbrauch von 6 bis 20 Gramm Treibstoff pro Tonne Last und Kilometer Strecke angegeben.
Beispiele:
Die Umstellung des Eisenbahnbetriebes vonDampflokomotiven auf Diesellokomotiven wird häufig mit „Verdieselung“ bezeichnet. Sprachliche Alternativen, wie etwa „Dieselisierung“ (abgeleitet von der englischen Bezeichnung „Dieselization“), wurden seitens derGesellschaft für deutsche Sprache – und in der Folge auch von der DB – verworfen.[11]
