Dieselhydraulischer Antrieb

Bei der dieselhydraulischen Kraftübertragung wird die von einem Dieselmotor abgegebene mechanische Energie per Hydraulikantrieb auf eine Maschinerie übertragen. Bei Arbeitsmaschinen wie Bagger werden mehrere Freiheitsgrade in den Bewegungen benötigt, die mechanisch nur umständlich umgesetzt werden können, etwa per Seilzügen. Daher sind seit Jahrzehnten Hydraulikelemente in Verwendung, die mit Dieselmotor und Ölpumpe angetrieben werden. Inzwischen kommen auch effizientere elektrische Antriebsstränge^[1] zum Einsatz.

Der dieselhydraulische Antrieb wird häufig bei Lokomotiven und Schiffen eingesetzt. Da ein Dieselmotor nicht unter Last gestartet werden kann, ist eine Kupplung nötig. Das hydraulische Getriebe ist gleichzeitig ein Untersetzungsgetriebe, da die Drehzahl des Dieselmotors meist über der erforderlichen Drehzahl (z. B. am Radumfang) der angetriebenen Maschine liegt. Es wird außerdem für einen Drehzahlausgleich zwischen zwei angetriebenen Drehgestellen verwendet, wenn deren Raddurchmesser durch Verschleiß nicht mehr hundertprozentig übereinstimmen.^[2]

Mit Drehmomentwandler

Beschreibung

Bei dieser Antriebsform wird ein Strömungsgetriebe nach dem Föttinger-Prinzip als Übertragungsmittel verwendet. In der Anfangszeit der Getriebe wurde häufig Wasser verwendet,^[3] in der heutigen Zeit wird Hydrauliköl benutzt. Zum Anfahren wird immer ein Drehmomentenwandler gebraucht, bei höheren Geschwindigkeiten wird je nach zu übertragender Leistung eine Strömungskupplung oder ein weiterer Wandler verwendet.

Entwickelt wurden hydrodynamische Getriebe von Voith. Als Datum für das erste hydrodynamische Getriebe gilt das Jahr 1932.^[4] Eingesetzt wurde es besonders bei Betriebssituationen, wo ein dieselelektrischer Antrieb zu teuer, ein dieselmechanischer Antrieb aber betriebliche Nachteile mit sich bringt, z. B. beim Rangieren.

Nach der Verwendung von hydrodynamischen Getrieben bei einigen Rangierlokomotiven und Triebwagen wurde diese Antriebsart vor dem Zweiten Weltkrieg lediglich bei der DR V 140 001 verwendet, danach hat sich der dieselhydraulische Antrieb bei deutschen Streckentriebfahrzeugen der DB-Baureihe V 200.0 durchgesetzt (siehe auch: Mekydro-Getriebe) und wird z. B. auch in der Baureihe 612 verwendet, einem in großer Stückzahl gebauten Neigetechnik-Triebwagen.

Betriebliche Aspekte

Die Komponenten für eine dieselhydraulische Kraftübertragung haben generell ein geringeres Gesamtgewicht als diejenigen für eine dieselelektrische Kraftübertragung und sind auch billiger: im Fall des direkten Vergleiches über Fahrzeuge mit derselben Karosserie, den Einheitstriebwagen elektrisch und Einheitstriebwagen hydraulisch, ist die hydraulische Variante gut 1.000 kg leichter.^[5][6]

Dem stehen einige betriebliche Nachteile des dieselhydraulischen Antriebs gegenüber: der dieselelektrische Antrieb ist einfacher aufgebaut und besitzt im Falle einer betrieblichen Störung eine Möglichkeit des Räumens der Strecke mit Batterienotbetrieb.^[6] Auch auf steigungsreichen Strecken haben Fahrzeuge mit hydraulischer Kraftübertragung betriebliche Nachteile.

Gegenüber dem dieselmechanischen Antrieb brachte der dieselhydraulische Antrieb in der Anfangszeit seiner Entwicklung eine leichtere Bedienung besonders beim Anfahren, besitzt aber einen geringeren Wirkungsgrad, das führte zur Anwendung des Mekydro-Getriebes (DB-Baureihe V 200.1) bzw. in neuerer Zeit des Differentialwandlergetriebes (Stadler Regio-Shuttle RS1).

Mit hydrostatischem Getriebe

Eine weitere Bauform des dieselhydraulischen Antriebs arbeitet mit einem hydrostatischen Getriebe. Dabei wird die Kraftübertragung durch die Kraft eines Öldruckes durchgeführt. Der Dieselmotor treibt eine Hydraulikpumpe an, die wiederum einen Hydraulikmotor oder Hydraulikzylinder antreibt. Das erlaubt eine räumliche Trennung von Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor.

Diese Antriebsart wird angewendet bei Lade-Löschpumpen in der Schifffahrt, bei Krananlagen und Baufahrzeugen. Die hydrostatische Kraftübertragung war noch vor der hydrodynamischen Kraftübertragung in der Industrie serienreif.^[7] So wurden bereits zur Internationalen Eisenbahnausstellung 1924 in Seddin Lokomotiven mit hydrostatischer Kraftübertragung präsentiert,^[8] die sich aber nach dem Aufkommen des hydrodynamischen Getriebes nicht durchsetzen konnten.

Später wurden hydrostatische Getriebe nur noch zum Antrieb für Hilfsantriebe mit kleiner Leistung, wie Fahrzeugkomponenten für Kühlwasserlüfter (DB-Baureihe 628), Baumaschinen und Landmaschinen (z. B. Mähdrescher) verwendet, also überall dort, wo die räumliche Trennung von Hydraulikpumpe und -motor konstruktiv nötig ist. Dabei muss der schlechte Wirkungsgrad der Antriebsart beachtet werden.

Literatur

• Wolfgang Messerschmidt: Lokomotivtechnik im Bild – Dampf-, Diesel- und Elektrolokomotiven. Motorbuchverlag Stuttgart, 1991, ISBN 3-613-01384-3, S. 121–125.

Weblinks

• Internetseite über die Voith Maxima mit hydrodynamischer Kraftübertragung
• Internetseite über hydrostatische Antriebsmöglichkeiten
• Internetseite über Antriebe bei Eisenbahnfahrzeugen mit Erwähnung der hydrodynamischen Kraftübertragung
• Internetseite über einen hydrostatischen Bootsantrieb
• Webseite über die hydrodynamischen Antriebe des DR 137 155|SVT Kruckenberg

Einzelnachweise

1. ↑ „Ein elektrischer Antriebsstrang ist zwar mit einem Wirkungsgrad von um die 90 % gegenüber einer hydraulischen Lösung mit 70 % besser aufgestellt und bringt erhebliche Einsparungen beim Energieverbrauch, kostet aber in der Anschaffung deutlich mehr. Es braucht viele Betriebsstunden, bis sich diese Mehrkosten zum Beispiel einer dieselelektrischen Lösung im Vergleich zu einer dieselhydraulischen durch den verminderten Kraftstoffeinsatz amortisiert haben.“, in „Alternative Antriebskonzepte Baumaschinen – in Zukunft ohne Diesel?“, https://www.konstruktionspraxis.vogel.de/baumaschinen-in-zukunft-ohne-diesel-a-860223/
2. ↑ Wolfgang Messerschmidt: Lokomotivtechnik im Bild – Dampf-, Diesel- und Elektrolokomotiven. Motorbuchverlag Stuttgart, 1991 ISBN 3-613-01384-3; S. 121–125, Seite 122
3. ↑ Heinz R. Kurz (Hrsg.): Fliegende Züge. Vom „Fliegenden Hamburger“ zum „Fliegenden Kölner“. Eisenbahn-Kurier Verlag, Freiburg im Breisgau 1986, ISBN 3-88255-237-9; Seite 176
4. ↑ Glatte/Reinhardt Diesellokarchiv, transpress-Verlag Berlin, 1993, ISBN 3-344-70767-1, Seite 30
5. ↑ Heinz Kurz: Die Triebwagen der Reichsbahn-Bauarten. EK-Verlag, Freiburg 1988, ISBN 3-88255-803-2, S. 347.
6. ↑ ^{a b} Heinz R. Kurz: Die Triebwagen der Reichsbahn-Bauarten. EK-Verlag, Freiburg 1988, ISBN 3-88255-803-2, S. 292.
7. ↑ Glatte/Reinhardt Diesellokarchiv, transpress-Verlag Berlin, 1993, ISBN 3-344-70767-1, Beschreibung der V 3602
8. ↑ Beschreibung der Verschublokomotiven mit hydrostatischem Antrieb (Memento vom 23. November 2016 im Internet Archive)