Bauvormen von Verbrennungsmotoren
- V-Motor
- Reihen-Motor
- Boxermotor
Eigenschaften von Öl
Stockpunkt (der Punkt, dass Öl so steif wird, dass es nicht mehr fließen kann)
Flammpunkt
Viskosität (Fließkraft)
Öl kann mit diversen Additiven legiert werden, um seine Eigenschaften zu verbessern.
Korrosionsschutz
Frostschutz
Langlebigkeit (long-life Öl)
Vor und Nachteile Wasserkühlung
Vorteile
Gleichmäßige Kühlung
Höherer Wirkungsgrad
Leiser
Keine Kühlrippen
Im Stillstand effizienter
Nachteile
Benötigt mehr Platz
Höherer Wartungsaufwand
Kühlflüssigkeit muss legiert werden (Korrosion, Frostschutz, …)
Durch Komplexität => teurer
Der Weg des Kraftstoffs
Tank
Kraftstoffpumpe
Eispritzpumpe (2000 – 5000 bar Einspritzdruck)
Der Kraftstofftank soll niemals leer sein, weil unten im Tank Ablagerungen sind. Der Kraftstofffilter würde dann irgendwann überlastet.
Gelbalarm und Rotalarm auch bei zu wenig Kraftstoff möglich
Triebwerksteile
Kolben
Pleuel
Kurbelwelle
Kolbenringe
Kolbenbolzen (Verbindung zwischen Pleuel und Kolben
o Kolben nimmt Kraft auf, komprimiert und verdrängt Abgase, Abdichtung, Kraft übertragen auf die Kurbelwelle, Wärme abführen …
Nebenapparate
Generator
Schmierölpumpe
Einspritzpumpen
Kühlwasserpumpe
Motorregler
Schmierölvorpumpe
1. Arbeitsweise Viertaktmotor
- Oberer und unterer Totpunkt
- Dazwischen Kolbenhub
1. Ansaugen
2. Verdichten
3. Arbeiten
4. Ausstoßen
Funktionsweise Common Rail
Common Rail Einspritzung ist eine Hochdruckspeichereinspritzung die den Druck speichert und damit immer einen Vorrat Kraftstoff und Hochdruck hat, was überflüssig ist, wird immer in den Tank zurückgeführt.
Niederdruckpumpe vom Tank zum Einsatzort
Hochdruckpumpe komprimiert Kraftstoff ins Railrohr hinein
Mengenregelventil steuert den gewünschten Druck im Rail
Von dort geht der Kraftstoff in die Einspritzung/ Injektor
Überschüssiger Kraftstoff durch zu viel Druck, geht auch hier wieder in den Tank zurück
Warum soll man in Beharrungsfahrt fahren?
Für Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit ist die passendste Fahrstufe einzustellen
Häufiger Wechsel zwischen Leerlauf und größerer Leistung beansprocht den Antrieb und Motor sehr.
Komponenten des Motoraufbaus
Feststehende Teile (Motorgehäuse/block, Ölwanne, Zylinderlaufbuchse, Zylinderkopfdichtung)
Triebwerksteile (Kolben, Pleuel, Kurbelwelle, Kolbenringe
Steuerungsteile
Was ist bei Kommutatormotoren bei der kleinsten zulässigen Dauerfahrgeschwindigkeit zu beachten?
Bei Kommutatormotoren auf maximalen Motorstrom achten
Vor und Nachteile Luftkühlung
Weniger Bauteile (weniger Platz benötigt)
Abfuhr der Wärme „einfacher“
Keine Korrosionserscheinungen
Nachteil
Laut
Relativ niedriger Wirkungsgrad
Im Stillstand ineffizient
Feststehende Teile
Motorgehäuse/block
Ölwanne
Zylinderlaufbuchse
Zylinderkopfdichtung)
- Öl ist ein Verbrauchtsteil und an den Abgasen erkennt man, ob zu viel Öl verbraucht wird
Woher weiß ich, ob ich SG oder LG fahre?
Stufengang ist nach dem Buchfahrplan einzustellen, ohne Angabe Schnellgang
Was muss beachtete werden, wenn der Motor zum Aufenthalt abgeschaltete wird und wann wird er nicht abgeschaltet?
Zur Einsparung von Kraftstoff Motor nicht unnötig den Motor im Leerlauf betreiben, es sei denn die Bestimmungen weichen davon ab oder die elektrische Energieversorgung des Zuges kann nicht verzichtet werden.
Vor Abstellen des Motors den Motor immer 3 Minuten im Leerlauf laufen lassen, für den Abtransport der Wärme.
Ladeluftkühlung
Die Aufladung von Motoren heißt, dass die Luft in den Motor reingepresst wird mit einem Kompressor oder Turbolader, dabei wird sie warm, aber verdichtete kalte Luft hat mehr Sauerstoff.
Ladeluftkühlung kühlt die komprimierte Luft vom ATL, um sie wieder für Verbrennung zu nutzen
Warme Luft dehnt sich aus => wenn sie ergo nicht wieder gekühlt wird => Wirkungsgrad niedrig
Wirkungsgrad fast 100%, höher durch aufgeladenen Motor mit LLK und ATL im Vergleich zu Motoren ohne Aufladung
Aufgeladene Motoren können auch ohne Turbolader + LLK fahren, allerdings mit bis zu 70% Leistungsverlust
Was hält der Warmhaltebetrieb warm und ab welcher Temperatur?
Bei Temperaturen von unter +5 Grad sind Tfz warm zu halten für
Getriebeöl
Kraftstoff
Kühlwasser
Das Föttinger Prinzip
Bei der Föttinger- Kupplung strömt im Inneren, nahe der Drehachse, dass Öl zurück auf die Pumpenradseite. Beide Konstruktionen ermöglicht in der Tat das allmähliche Anfahren. Das verbleibende Problem ist, dass die Strömungskupplung nicht in der Lage ist, eine Drehmomentwandlung zu bewirken.
Aufladung des Motors
Um Wirkungsgrad zu erhöhen, werden Motoren aufgeladen
2 Arten von Turboladern
Abgasturbolader
Turbolader zur Vorverdichtung
Vorteile der Aufladung
Je mehr Luft, desto mehr Sauerstoff, desto effizienter die Verbrennung und der Wirkungsgrad höher
Effizienterer Verbrennungsgrad bei gleichbleibendem Platz
Durch zusätzliche mechanische Komponente anfälliger
Höhere Kosten in Instandsetzung/ Wartung
Was ist zu beachten, wenn man den Motor herunterschalten möchte?
Um Wärmestauung zu vermeiden langsam abschalten
Bei Gefahr Schnell-Aus
Das Trilockgetriebe
Das Problem des Anfahrens mit schweren Zügen ist durch den Drehmomentwandler zufriedenstellend gelöst. Wenn unser Zug jedoch die gewünschte Geschwindigkeit erreicht hat und wir die Motordrehzahl auf einen angemessenen Wert reduzieren (also Gas wegnehmen), sollten Eingangsdrehzahl und Ausgangsdrehzahl des Getriebes gleich groß sein. An diesem Punkt macht die Drehmomentwandlung keinen Sinn. Gleichwohl setzt das Leitrad noch immer dem Ölstrom im Getriebe einen hohen Widerstand entgegen und erhöht so unseren Kraftstoffverbrauch. Die Lösung besteht darin, das Leitrad auf einem sperrbaren Freilauf zu lagern. Während des Anfahrens ist dieser gesperrt; das Leitrad ist starr mit dem Getriebegehäuse verbunden. Sobald wir die gewünschte Geschwindigkeit erreicht haben, wird die Sperre gelöst, das Leitrad kann frei mitdrehen und das Getriebe fungiert nur noch als Kupplung mit hohem Wirkungsgrad. Diese Konstruktion wird als Trilock-Getriebe bezeichnet.
Arten des Antriebs beim Dieselelektrischen Antrieb
Tatzlagerantrieb
Hohlwellenantrieb (Drehstromasynchronmotoren)
Antriebsarten für Dieselhydraulische Lokomotiven
Achsantrieb mit Treibstangen
Der Gelenkwellenantrieb
Wozu dient das Stufengetriebe und allgemeine Information
Verschiedene zulässige Geschwindigkeiten
Kleinste Dauergeschwindigkeit
Dieselhydraulischer Antrieb maximal 5 Minuten
Komutatormotoren maximal 5 Sekunden
Bei Drehstrom keine zeitliche Begrenzung
Zugkraftänderung
Zulässige Grenzlaste
Was ist bei Getriebefüllung zu beachten im Stillstand zu beachten?
Getriebefüllung bei Stillstand nicht lange halten, da Getriebeöl überhitzen kann
Wozu dient der Motorregler
Um Missverständnissen vorzubeugen, die Motordrehzahl wird vom Steuergerät geregelt
Regelt Füllungs-/ Drehzahlverstellung
Begrenzung der Maximaldrehzahl
Begrenzung der Maximaldrehzahl, in Abhängigkeit verschiedener Leistungsanforderungen bei Störungen
Überwachung des Öldrucks normaler Öldruck ist Baureihenabhängig (aber ab ca. 2bar = Gelbalarm, unter 1,5 bar Öldruck => Rotalarm => Abstellen Motor)
Führerraum => ASG (Antriebssteuergerät) => Motorregler => Motor
Kraftverlauf Dieselelektrischer Antrieb
Prinzip Drehstrom
1. Motor
Krafterzeugung
2. TG Traktionsgenerator
Erzeugt den Strom für die Fahrmotoren
Erzeugt heutzutage Drehstrom
3. Gleichstromzwischenkreis
Glättung, Stabilisierung und Filterung der Zwischenkreisgleichspannung
4. Phasen Frequenz Umrichter
Erzeugt aus der Gleichspannung des Zwischenkreises eine 3-phasige Wechselspannung mit veränderlicher Frequenz, zur Ansteuerung der Motoren nach Sollwert
5. Fahrmotoren
Drehstrom Fahrmotoren
Prinzip Gleich- und Wechselstrom
Erzeugt je nach Bauart Gleichstrom, Wechselstrom
3. Traktionsgleichrichter
Formt bei Wechselstrom den Strom in Gleichstrom um
4. Fahrmotoren
Strom geht zu Gleichstrom Fahrmotoren über Fahrbremswender, Fahrtrichtungswender und Motortrennschütze
Dieselhydraulische Kraftübertragung
Hydraulik => Öl
Öl wird in Bewegung versetzt
Die Bewegungsenergie wird aufgenommen und dadurch in Kraft (Drehbewegung) übertragen
Das Bauteil, welches die Bewegungsenergie aufnimmt, nennt sich Strömungskupplung
Die Drehbewegung des Motors wird genutzt, um ein Pumpenrad anzutreiben
Dieses Pumpenrad versetzt das Öl im Kreislauf in Bewegung
Diese Bewegung wird auf der anderen Seite mit einem zweiten Rad aufgenommen, dem Turbinenrad
Vor- und Nachteile
- Unabhängig von der Oberleitung
- Wartungsintensiv
- Abhängig vom Kraftstoff
- Lauter
- Weniger umweltverträglich hohe Abgasemmissionen
- (relativ) geringer Wirkungsgrad
Wofür wird Öl gebraucht?
Kühlen
Schmieren
Abdichten
Reinigung, Abtransport von Abreibungsteilen
Vor- und Nachteile des Dieselelektrischen Antriebs
Einfache Bauart
Wenige mechanische Teile
Kontaktlose Bauart (Generator und Drehstrommotor)
Gewicht und Platzbedarf heutzutage bescheiden
Hohe Anfahrzugkraft
Geringe Produktionskosten
Einfache Realisierung verschleißfreie unabhängige Bremse
Bei Drehstrom Rückspeisung des Stroms in Zwischenkreis für Zs und Hilfsbetriebe
Höhere Leistungsgrenzen als bei Dieselhydraulischen Antrieb
Geringer Wirkungsgrad
Früher hohes Gewicht und Raum nötig
Vorräte prüfen und ergänzen, ein paar Dinge zur Beachtung
Im Dienstplan ist notiert wann
Bei jedem Dienst einmal Kraftstoff und Heizöl prüfen
Betriebsanweisung Tankstelle ist zu beachten
o Der Kraftstofftank soll niemals leer sein, weil unten im Tank Ablagerungen sind. Der Kraftstofffilter würde dann irgendwann überlastet.
o Gelbalarm und Rotalarm auch bei zu wenig Kraftstoff möglich
Nockenwelle obenliegend und seitlich
Stößelstangen
Ventile
Schließfedern
Kipphebel
Funktionsweise Gelenkwellenantrieb
Der Gelenkwellenantrieb wird benötigt um die Rotation der Strömungskupplung in Drehbewegung des Radsatzes umzuwandeln.
2 Kardanwellen und ein Schiebestück sind die „Verbindung“ welche in Achsgetriebe durch Stirnritzel die Kraft übertragen
Durch um 90 Grad versetzte Ritzel wird aus der Längsbewegung der Gelenkwelle eine Querbewegung der Radsatzwelle erzeugt
Worauf ist bei Dieselhydraulischen Lokomotiven zu achten, besonders bei der Anfahrt?
Gerade beim Anfahren mit hydraulischen Lokomotiven auf Getriebeöl- und Kühlwassertemperatur achten
Im Falle wieder abschalten, warten und erneut aufschalten
Der Motorregler
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