Der Dieselmotor |
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Es gab zwischen den sechs
Prototypen
und der Serie einen kleinen Unterschied. Dieser wird hier zum Tragen
kommen, denn die
Lokomotiven hatten nicht die gleichen
Dieselmotoren
erhalten. Eigentlich war das nicht selten, weil bei der Serie etwas mehr
Leistung
abgerufen werden konnte. Hier war jedoch ein weitaus grösserer Tausch
vollzogen worden. Die Serie hatte daher komplett anders aufgebaute
Motoren, als dies bei den Prototypen der Fall war.
Damit haben wir jedoch bereits alle
ge-meinsamen Punkt aufgezählt und kom-men daher nicht darum herum, die
Pro-totypen
gesondert anzusehen. Die Mo-toren der Serie, erfolgen wie bei der
Lokomotive, im Anschluss. Man war sich bei der SLM beim Bau der Prototypen zu dieser Lokomotive noch nicht sicher, ob bei mittelschnell lauf-enden Dieselmotoren, wie sie hier ver-wendet werden sollten, Abgasturbolader verwendet werden können. Dabei müssen wir wissen, dass gerade die
SLM zusammen mit Sulzer in diesem Punkt führend waren, denn schliesslich
hatte man den
Abgasturbolader
erfunden und so leichtere Motoren mit grosser
Leistung
geschaffen. Sie haben es richtig gelesen, der Diesel-motor bei den Prototypen besass keinen Abgasturbolader, was anhand der heute vorhandenen Kenntnisse überraschen mag. Um die im
Pflichtenheft
verlangte
Leistung
von immerhin 440 kW abrufen zu können, musste daher die Anzahl der
Zylinder
im
Dieselmotor
erhöht werden. Dabei wurde in den
Prototypen
ein mit acht Zylindern versehener Viertaktmotor eingebaut. Dieser besass
zudem auch keine
Ladeluftkühlung. Auf Grund der kurzen
Lokomotive und der Länge eines solchen Motors, konnten die
Zylinder
nicht, wie damals sonst üblich, in Reihe verbaut werden. Man griff daher
zur v-förmigen Anordnung der Zylinder. Damit konnte die Länge des Motors
deutlich reduziert werden. Der Winkel zwischen den beiden Zylinderreihen
lag bei 60°. Wir haben damit eigentlich einen modernen
Dieselmotor
erhalten, der selbst heute noch verbaut wird. Jeder der acht
Zylinder
hatte einen Kolbenhub von 240 mm und eine Bohrung von 200 mm erhalten.
Daher ergab sich für jeden Zylinder ein
Hubraum
von 15 Litern. Die optimalen Drehzahlen lagen zwischen 420 und 1 200
Umdrehungen pro Minute. Die Motorsteuerung regelte den Motor automatisch
in diesem Bereich. So war gesichert, dass die
Dieselmotoren
immer optimal am Arbeiten waren und so eine möglichst gute Verbrennung
stattfand.
Damit wurde aber auch der Motor, der bei
den
Prototypen
eingebaut wurde, nach nur sechs Exemplaren wieder aufgegeben und für die
Serie ein gänzlich ver-ändertes Modell vorgesehen. Der Dieselmotor der Serienlokomotiven war daher ein aufgeladener mit nur noch sechs Zylindern ausgerüsteter Viertaktmotor. Seine vom Hersteller vergebene Bezeichnung lautete YD20TrTh. Die einzelnen
Zylinder
wurden hier, im Gegensatz zu den
Prototypen,
in Reihe geschaltet. Die zur Verfügung stehende
Leistung
dieses Motors lag bei den Modellen der Prototypen und wurde hier mit 440
kW, oder rund 600 PS angegeben. Solche Motoren wurden Jahre später nicht nur im Fahrzeugbau zum Standard und wurden bei allen Baugrössen von solchen Motoren verwendet. Vielmehr wurden sie im Strassenverkehr mit vergleichbarer Leistung zum Standard und daher immer mehr verbessert. Wir können die
Leistung
dieses
Dieselmotors
durchaus mit einem modernen LKW vergleichen und erkennen daher, dass es
sich bei der Baureihe Em 3/3 um eine kleinere
Lokomotive handelte. Dank dem hier eingebauten Abgasturbolader und der damit verbundenen Aufladung der Ladeluft, konnte man den Hubraum der Prototypen beibehalten. Trotz ge-ringerer Anzahl Zylinder war so die gleiche Leistung möglich geworden. Somit hatte auch dieser Motor einen
Kolbenhub von 240 mm und einen Zylinderdurchmesser von 200 mm erhalten.
Die betrieblich optimalen Drehzahlen lagen hingegen bei 416 bis 1 200
Umdrehungen pro Minute. Wir haben nun die unterschiedlichen
Dieselmotoren
kennen gelernt. Beim Betrieb dieser Motoren machen wir keine
Unterscheidung mehr, denn eigentlich war der einzige Unterschied in der
Tatsache zu finden, dass die Serie einen
Abgastur-bolader
erhalten hatte und so die
Ladeluft
im Gegensatz zu den
Prototypen
noch verdichtet wurde. Wegen der Reduktion der
Zylinder
hatte das keine direkten Auswirkungen auf die Funktion gehabt. Die für die Verbrennung benötigte Luft
wurde am vorderen und damit längeren
Vorbau
in das Innere der
Lokomotive geleitet. Dazu waren Lüftungsgitter in den
Wänden eingebaut worden, die mit Jalousien ausgerüstet waren. Damit konnte
wirksam verhindert werden, dass zu viel Feuchtigkeit in der Luft enthalten
war und dass diese als Wasser ausgeschieden werden konnte. Bekanntlich
verstehen sich Feuer und Wasser nicht besonders.
Ab dem Innenraum des längeren
Vorbaus
unterschied sich der weitere Verlauf der Verbrennungsluft bei den
Prototypen
von der Serie. Einfach gesagt, der nächste Punkt, den die Luft passieren
musste, war lediglich bei den in Serie gebauten
Lokomotiven vorhanden und betraf die sechs Prototypen in
keiner Weise. Die Prototypen werden daher erst wieder bei den beiden
Einlassventilen
und damit kurz vor der Verbrennung zu uns stossen. Jedoch würde uns dann das Prinzip fehlen.
Daher ein kurzer Blick auf die
Prototypen.
Die Luft gelangte nach den
Luftfiltern
ohne jegliche Aufbereitung in den Verbrennungsraum. Das machte sie jedoch
nicht in genügend schnellem Tempo. Da jedoch der nach unten eilende
Kolben
im
Zylinder
einen Unterdruck erzeugte, wurde die Luft regelrecht in den Motor gezogen.
Der Druck musste bekanntlich ausgeglichen werden. Daher nannte man diese
Lösung auch «Sauger». Diese einfache Lösung kannte man von den
Verbrennungsmotoren mit
Benzin.
Dort schafften es diese Motoren bis in den Rennsport, wo man eigentlich
aufgeladene Motoren erwarten würde. Weniger bekannt dabei war, dass dieses
Prinzip auch bei Motoren, die mit
Dieselöl
betrieben werden, funktionierte.
Dieselmotoren
werden jedoch mit
Abgasturbolader
leichter bei vergleichbarer
Leistung.
Daher wurde auch die Serie damit ausgerüstet. Bei den in Serie gebauten
Lokomotiven wurde die Verbrennungsluft nach den
Luftfiltern
dem
Abgasturbolader
und nicht direkt dem Verbrennungsraum zugeführt und dort durch eine
Turbine verdichtet. Diese verdichtete
Ladeluft
hatte deutlich mehr Sauerstoff, so dass eine bessere Verbrennung erreicht
wurde. Die
Leistung
steig dadurch, was letztlich dazu führte, dass die Lokomotiven der Serie
damit ausgerüstet wurden. Da sich jedoch verdichtete Luft bei diesem
Vorgang erwärmt, konnte es zu fehlerhaften Zündungen im
Zylinder
kommen. Damit die Verbrennung des Motors weiter optimiert werden konnte,
wurde die
Ladeluft
durch die vorhandene
Ladeluftkühlung
abgekühlt. Dabei sank zwar der Druck etwas, aber die Verbrennung
funktionierte deutlich besser. Der Motor wurde damit zuverlässiger und
benötigte weniger
Treibstoff. Als
Treibstoff
für die
Lokomotive musste, wie bei den
Prototypen,
Dieselöl
verwendet werden. Das vergleichbare
Heizöl
extra leicht, durfte jedoch nicht für den Betrieb verwendet werden. Bei
der Lokomotive handelte es sich um ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, das
gemäss Gesetz der Schweiz mit einer Steuer belegt wurde. Aus diesem Grund
mussten auch die Lokomotiven der Schweizerischen Bundesbahnen SBB Dieselöl
tanken.
Dadurch konnte die volle Menge
Treibstoff
auf beiden Seiten der
Lokomotiven über die
Einfüllstutzen
eingefüllt werden. Das er-leichterte den Einsatz der Lokomotive, da diese
im Betrieb immer wieder abgedreht wurde. Die scheinbar geringe Menge Treibstoff war im Rangierbetrieb kein sehr grosses Problem, da die Lokomotive regelmässig neu betankt werden konnte. Der Vorrat konnte jedoch an einer Anzeige am Tank abgelesen werden. Es muss hier erwähnt werden, dass der
Verbrauch dieser Mo-toren nicht sehr gross war. Lag dieser doch bei rund
40 Litern pro gefahrenen 100 Kilometer. Wobei im
Rangierdienst
immer wieder von Betriebsstunden gesprochen wurde. Der Treibstoff wurde mit Hilfe einer einfachen Förderpumpe aus dem Tank durch die Treibstofffilter den Einspritzpumpen des Motors zugeführt. Von diesen nicht benötigter
Treibstoff,
gelangte über die
Rück-laufleitung
wieder in die beiden Behälter. So erwärmte der, beim Motor warm gewordene,
Treibstoff allmählich das in den
Treib-stoffbehältern
gelagerte
Dieselöl.
Eine Massnahme, die besonders in der kalten Jahreszeit von grossem Vorteil
war. Es muss erwähnt werden, dass der
Treibstoff
immer in ausreichender Menge vorhanden sein musste. Fehlte dieser bei der
Einspritzpumpe,
stellte der Motor ab und konnte nicht mehr gestartet werden. Eine Eigenart
der Einspritzpumpen verhinderte das, denn sie konnten kein
Dieselöl
ansaugen. Daher war es wichtig, dass immer genug Treibstoff vorhanden war.
Besonders vor dem ersten Start musste daher manuell Treibstoff gepumpt
werden. Jeder
Zylinder
hatte seine eigene
Einspritzpumpe,
die jeweils nur eine
Einspritzdüse
mit
Treibstoff
zu versorgen hatte, bekommen. Damit konnte die Verbrennung bei Änderung
der Drehzahl besser und schneller eingestellt werden. Der
Dieselmotor
sollte daher keinen Rauch erzeugen, weil immer optimal Treibstoff
eingespritzt werden konnte. Letztlich schlug sich das auch im Verbrauch
nieder, denn unverbrannter Treibstoff erbringt keine
Leistung.
Der
Dieselmotor
aus dem Hause SLM hatte mit einer
Ladeluftkühlung,
zwei
Einlass-
und zwei
Auslass-ventilen,
sowie mehreren
Einspritzpumpen,
viele Merkmale der modernen Dieselmotoren und war für die damalige Zeit
schon sehr weit fortgeschritten. Daher verwundert es nicht, dass bei den Prototypen noch auf einen Abgasturbolader verzichtet wurde. Zu ungewiss war die Funktionstüchtigkeit aller Bau-teile bei einem mittelschnell laufenden Motor. Die Er-fahrungen damit fehlten schlicht. Bei der Serie, wo die Erkenntnisse
vorhanden waren, verzichtete man auf eine Steigerung der
Leistung
und verbaute kleinere und damit leichtere
Dieselmotoren.
Das wirkte sich positiv auf den Verbrauch aus. Nach der Verbrennung wurden die
entstandenen
Abgase
in einem Rohr gesammelt und dem
Kamin
zugeführt. Dabei trieben die Abgase bei den in Serie gebauten
Lokomotiven zuerst noch den
Abgasturbolader
an. Ein kleiner und bei den Abgasen eher unbedeutender Unterschied. Diese
Gase
waren heiss, sehr unruhig und mit gefährlichen Stoffen durchsetzt. Eine
einfache Aufbereitung der Abgase war daher unumgänglich. Im
Kamin
gelangten die
Abgase
zwischen den beiden
Frontfenstern
auf das Dach der
Lokomotive. Der Kamin war somit unmittelbar vor dem
Führerhaus
angeordnet worden. Jedoch war der Weg damit noch nicht beendet, denn nun
folgte auf dem Dach die Aufbereitung der Abgase durch die dort montierten
Schalldämpfer.
Hier spielten natürlich die Erfahrungen mit der Baureihe
Bm 6/6 in die Konstruktion, so dass
mehr gegen den Lärm unternommen wurde. In einem in der Mitte des Daches montierten
Schalldämpfer
wurden die
Abgase
beruhigt und gelangten danach durch ein einfaches Loch ins Freie und so in
die Umgebung. Für einen weiteren
Auspuff
fehlte auf dem Dach schlicht der benötigte Platz. Eine weitere
Nachbereitung der Abgase fand bei den
Lokomotiven jedoch nicht mehr statt. Das war damals jedoch
durchaus üblich. Nur reichten die Schalldämpfer nicht an jene der Baureihe
Bm 4/4. Mit den auf dem Dach montierten
Schalldämpfern
können wir die endgültige Höhe der
Lokomotive bestimmen. Da das Dach des
Führerhauses
auf einer Höhe von 3 940 mm zu liegen kam, wurde die Lokomotive letztlich
4 478 mm hoch. Sie war daher etwas niedriger als elektrische Lokomotiven
bei gesenkten
Stromabnehmer.
Das
Lichtraumprofil
wurde somit eingehalten. Die
Diesellokomotive
konnte problemlos auch unter einer
Fahrleitung
eingesetzt werden.
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