Hightech Dampflok

[Hechti]

Ich habe in den letzten Wochen nachgedacht, ob es heute nicht möglich wäre, eine Dampflok zu bauen, die es locker mit einer Diesellok in punkto Leistung, Wirtschaftlichkeit und Unterhalt aufnehmen kann. Selbstverständlich müssten dabei neueste Fertigungstechniken angewandt werden. Ich glaube auch, dass die Verwendung einer softwaregestützten Leistungsoptimierung möglich sein müsste, die z.B. ein Schleudern beim Anfahren verhindert bzw. eine Leistungs- oder Dampfverschwendung unterbindet. Was haltet ihr von so einer Hightech-Lok? Glaubt ihr, dass sowas machbar ist?

 

[Columbus210]

Möglich ist wohl heutzutage fast alles, aber wer von wem hat soviel Kohle?
Schon die Entwicklung würde Unsummen verschlingen, vom Bauen fange ich gar nicht erst an.
Muss aber zugeben, dass die Idee mir gefällt....

 

[Hechti]

Es ist ja nur ein Gedanke, und der kostet (noch) nichts. Aber überleg mal: in den 80er Jahren wurde in Südafrika der Red Devil gebaut, eine regelrechte Superdampflok ( ich glaub über 3000 PS oder so-und das auf 1067mm Spurweite). Dafür hat man eine normale Dampflok umgebaut. Und was einmal klappt, das klappt auch zweimal. Man bräuchte nur eine geeignete Lokomotive, das dürfte versuchsweise schon reichen.

 

[Jan]

Dürfte allein schon am Wirkungsgrad scheitern. Letzte ernsthafte Versuche AFAIR in Südafrika in den 1980er Jahren: "Red Devil".
Meines Wissen setzt hier das ausnutzbare Wärmegefälle (Heissdampf max. 480-550°C auf ca 100°C bei Kondensation) enge Grenzen. Der Wirkungsgrad stationärer Kesselanlagen ist auf Grund der dem Eisenbahnbetrieb auferlegten Grenzen, vor allem Masse und Lichtraumprofil nicht erreichbar.
Vielleicht kann sich mal ein Physikstudent dazu äussern ?
Als Nischenprodukt auf Schmalspur- und Bergbahnen durchaus sinnvoll und auch ausgeführt. Siehe neue Loks der Schafbergbahn, Planungen der Fichtelbergbahn, aber hier spielt der Nostalgiefaktor eine wesentliche Rolle.
Nicht zu vernachlässigender Faktor: Preis, Menge, Qualität der zu verwendenden Brenntsoffe, Personalkosten, deshalb in China bis Mitte der 1990er Jahre Neubau klassischer Dampfloks der Reihe QJ.

 

[R.P.]

Das ist ein spannendes Thema.

Das ganze scheitert, wie richtig von Jan geschrieben, am nicht steigerbaren Wirkungsgrad (leider). Und zwar deshalb, weil die größte Menge der aufzuwendenden Energie verbraucht wird, um aus dem Wasser Dampf zu machen (ich glaube mehr als 80%). Den Dampf dann weiter zu überhitzen, braucht weit weniger Energie. Und da das Wasser die Lok als "Dampf" verläßt, ist auf jeden Fall immer die Menge an Energie verloren, die zur Umwandlung des Wassers in Dampf notwendig war.

Beachtenswert war in den 90er Jahren auch der Versuch, eine 52er mit Rollenlagern und viel High-Tech zu "optimieren" (was ist daraus eigentlich geworden?).

 

[H-Transport]

Hallo!

Diese Projekt ist auch ganz interessant:

www.5at.co.uk

Was ich persönlich für absolut noch nicht ausgereizt halte, sind die Dampfmotoren. Die 19 1001 schaffte in den 30er Jahren immerhin 185 km/h - das bei einer Technik, die man nur zu Versuchszwecken eingebaut hatte und das auch nur bei 1250mm großen Treibrädern!
Die Lok's bräuchten so keine tonnenschweren, riesengroßen Treibräder und komplizierte Triebwerke mehr. Leider haben solche Sachen kaum noch etwas mit der "Dampflok" zu tun! man könnte sowas auch gut wie 'nen 'Hercules' oder andere Diesellok's und Triebwagen verpacken!

Zur Super 52.80: bei Messfahrten im nichtumgebauten Zustand stellte man fest, dass die 52.80 besser läuft, als vorher je angenommen. Der Umbau war eigentlich auch ein voller Erfolg. nur leider bekam die Lok keine Zulassung für Deutschland und die EFZ (Eisenfreunde Zollernbahn) konnten die Lok nie einsetzen. Jetzt läuft sie für DLM selber: http://www.dlm-ag.ch

Zur QJ:

http://mitglied.lycos.de/danielhentschel/datein/steam/china/qj.gif

Die schweren 1'E1'-Güterzugschlepptenderlok's wurden meines Wissens nur bis 1988 gebaut, waren aber die letzten wirklich in Serie gebauten Dampflok's der Welt. Sie sind relativ einfach gehalten und kommen ohne jeden Schnick-Schnack aus. Dadurch geht das Prinzip preiswerte Brennstoffe und Arbeiter, sowie Technik die in jeder Feldschmiede repariert werden kann voll auf, auch wenn die Lok's "nur" etwas über 3000 PS Leistung haben. In China hat man es verstanden, dass man nicht scheinbar "besser sein muß als Meier's nebenan" und setzte weiterhin auf die Dampftraktion (immerhin mehr als 25 Jahre länger als Deutschland). Da diese Grundvorausetzungen in Deutschland auch auf längere Sicht ebenso wie die Gesetzeslage (Fristen u.a.) nicht gegeben sein werden, wären zwar neue Dampfloks durchaus reizvoll, eine Verbreitung in unseren Gefilden wird jedoch nicht erfolgen.

So und vielleicht noch den Fakt Wirkungsgrad: Den "Rekord" hält die ölgefeuerte France-Crosti 50.40 (50 4088) der DB mit 9,75%!



Daniel

 

[gunnar1m]

Da gab es doch auch die Neubauten von Winterthur für eine Zahnradbahn in der Schweiz (BRB).
Der Wirkungsgrad war besser, aber wie hoch?

 

[E-Fan]

Wie siehts eigentlich bei Dampfturbinen aus? Deren Wirkungsgrad liegt doch irgentwo bei 30 bis 35%. Und Abdampf könnte man Kondensieren um Betriebsstoffe zu sparen.
Dadurch entstände zwischen Turbinenein- und -ausgang ein höheres Druckgefälle was den Wirkungsgrad weiter steigern kann.
Da gabs doch auch schonmal versuche...

Allerdings nervt da dann wieder die "moderne" Eisenbahn mit:
"Wir ham ja dann noch keinen Strom für die Heizung".
Eine der in punkto Ökologie schlechteste Entscheidung der Bahn, die ohnehin Anfallende Abwärme - die im Megawattbereich liegt - einfach in die Luft zu blasen.

 

[Jan]

Schau dir mal die amerkanischen Ungetüme von Damfturbinenloks an, jede Menge Totlast. Der Wirkungsgrad einer Dampfturbine im (im Bahnverkehr überwiegenden) Teillastbereich ist einfach lausig. Daran (und an zu hohem Wartungsaufwand) sind auch die Loks/Triebwagen mit Gasturbinen(Zusatz-)antrieben gescheitert.
Moderne Dieseloks sind abgesehen von der E-Traktion im Wirkungsgrad nicht zu übertreffen. Heutige Dampflokbauten haben nur noch für Touristikbahnen Sinn, aber dort nicht aus wirkungsgradbedingten Gründen, sondern als Publikumsmagneten. Hier geht der Trend zur Leichtölfeuerung und vor allem zum Einmannbetrieb. Rollenlager mit Pflanzenölschmierung zeigen den Versuch Umweltschutz und mechanischen Wikungsgrad voranzubringen.

Eine der in punkto Ökologie schlechteste Entscheidung der Bahn, die ohnehin Anfallende Abwärme - die im Megawattbereich liegt - einfach in die Luft zu blasen.

Alternativen ? In Thermoskannen abfüllen ?
Schon mal über das Fahrzeuglast/Nutzlastverhältnis oder den Energieverbrauch je Pkm eines einmännig/einfrauig besetzten BMW X5 im Berufsverkehr nachgedacht ?

 

[Robert Richter]

Wie schon einige meiner Vorschreiber bemerkt haben, ist das ganze ein Wirkungsgradproblem. Die herkömmliche Dampflokomotive hat einen Wirkungsgrad von ca.10-12% da sind dann die Grenzen im Prinzip auch erreicht. Dampftbinen können einen höheren Wirkungsgrad erreichen - aber: das hat erstens wenig mit einer Dampflokomotive zu tun und zweitens ist der (Thermische) Wirkungsgrad der Dampfturbine durch das Temperaturgefälle zwischen Turbinenein- und Austritt steuerbar. Mit anderen Worten muss man die Temperaturen in der Turbine steigern um den Wirkungsgrad zu verbessern. Die Wirkungsgrade kann man bis kurz über 40% steigern bei Temperaturen von über 1000°C. Bei ständig schwankender Leistungsanforderung lässt sich aber auch kein vernünftiger Wirkungsgrad erreichen.
Energetisch interessant ist eine Gasturbine mit nachgeschalteter Dampfturbine, wo der Dampf mit der Abwärme der Gasturbine erzeugt wird. Da ist aber dann auch nicht für Dampfloks interessant.

Auf jeden Fall sind die Wirkungsgrade aller Turbinen und Motoren begrenzt. Stichwort: Kreisprozesse; man kann sich dort einen theoretischen max. Wirkungsgrad (unter gleicehn Randbed.)errechnen, der sich NIE übertreffen lässt. Man kann sich durch techn.Verbesserungen dem theoretischen Optimum nur annähern. Die Physik lässt sich nicht austricksen.

 

[Leichtmetall]

Frage nach Bericht über einen Umbau
Wie hieß es, glaube Winterhur oder Winterthur. Da war doch vor Jahren mal ein Bericht im Modelleisenbahner, dort wurde ne 50 oder 52 oder so umgebaut. Daniel, ist das die Lok von der Du redest?
soweit ich mich erinnere, war die auf Ölfeuerung umgebaut und vom Wirkungsgrad her so gut optimiert, das Ihr Ölverbrauch und die daraus gewonnene Leistung locker mit einer Diesellok vergleichbar waren. Einzig und alleine die Umbaukosten für ein altes Dampfross waren einfach zu hoch.
vielleicht finde ich ja den Bericht nochmal, dann kann ich genaueres sagen, aber die Ergebnisse seinerzeit waren wohl sehr vielversprechend.....
mal sehen, vielleicht werde ich ja noch fündig
Bis denne
Stephan

 

[TM]

Hallo,

unter http://www.dlm.ag/index2.htm gibt es weitere Infos zu diesem Thema

Gruß TM

 

[H-Transport]

Hallo!

Also ich halte es durchaus realistisch, durch Verbesserungen thermischer und mechanischer Art einen Wirkungsgrad für herkömmliche Kolbendampflok's in Regionen von 15% zu erlangen.

Diesellok's liegen bestenfalls bei 25% und betrachtet man die Elok's und das Kraftwerk zusammen kommt man auch in etwa drauf.

Jedoch ist der Aufwand um bei Dampflok's solche Wirkungsgrade zu erhalten viel höher. Und heute will sich ja kaum noch jemand die Hände schmutzig machen!

Daniel

 

[Luchs]

Hallo,

Diesellok's liegen bestenfalls bei 25% und betrachtet man die Elok's und das Kraftwerk zusammen kommt man auch in etwa drauf.

Daniel

Sorry, aber moderne Kraftwerke + Elloks kommen auf deutlich über 25%. Wenn dann im Kraftwerk die Wärme auch noch z.B. zum Heizen oder für thermische Prozesse der chemischen Industrie verwendet werden können, dann gehts bis zu irgendwas bei 70-80%.

SLM Winterthur hat genau das von Euch angedeutete mit der 52 8055 (oder so) versucht und ist dabei kläglich gescheitert. Man mag ja vielleicht mit dem Wirkungsgrad in die Region einer Diesellok kommen, aber der Untehaltungsaufwand bei Lok - mit Pleuelstangen und allem drum und dran - und Gleisen - eine solche Lok hat ein deutlich grösserers Gewicht und damit mehr Achsen - ist ein vielfaches und die Reichweite deutlich geringer. Nee, die Zeiten von Dampfloks sind wirklich vorbei.

Ach ja, die SLM 52 darf inzwischen in der Schweiz fahren - aber für D gibt es keine EBA Zulassung ...

Lucas.

 

[H-Transport]

Hallo!

Ist halt wie mit dem Transrapid:

Nicht alles was technich möglich ist, ist auch ökonomisch sinnvoll!

Daniel

 

[E-Fan]

@Jan

Na ab in die Angehängten Personenwagen mit der Wärme!
Da ist so viel übrig um den ganzen Zug zum Kochen zu bringen!

@Luchs:
Die Abwärme im Kraftwerk kannste aber nich für die E-Lok benutzen. Deshalb der "miese" Wirkungsgrad im Bezug auf die Energieausnutzung.
Das Kraftwerk mag seine 35% oder vielleicht 38% erreichen. Dann gibts aber mehrfach Verluste beim Transformieren. Erst auf mindestens 110kV rauf dann auf 15kV runter, dazwischen Verluste durch die Übertragung auf dem Weg zwischen den Trafos und in den Trafos. (Widerstand der Leitungen, Kriechströme - die besonders gut bei Regen zu hören sind etc.) und dann nochmal auf 600V? in der Lok runter. Die Leistungsregelung erzeugt auch aus dem Strom einen Teil Wärme und... und... und...

@Robert Richter:
Man könnte doch Deine Idee mit Getriebe, Elektromotor (funzt unabhängig vom "Rest" des Antriebes je nach Bedarf auch als Generator) und Energiespeicher kombinieren. So kann die Maschine im Stand und bei Teillast die für das Fahren überschüssige Energie puffern und die Turbine kommt seltener in den Teillastbereich.
Problematisch wäre dann nur noch die Aufrechterhaltung des Dampfdruckes bei längerem Stand. Heißt also, das der Wasserkreislauf nicht zu groß sein darf.
Hier zeichnet sich aber schon ab das solch ein Tfz. "etwas" GRÖßER ausfallen und evtl. die Achsfolge DD haben dürfte.
Ist zwar teilweise bei einem Auto abgeschaut aber warum das Rad neu Erfinden?
Die Spitzenleistung ist bei dem Kfz. (Toyota Prius II ) um den Faktor 1,6 höher als die größtmögliche Dauerleistung und der Treibstoffverbrauch liegt etwa bei dem 0,5 bis 0,7fachen eines Autos mit vergleichbarer Leistung.

Ich glaube kaum das es möglich sein wird eine "High-Tech" Dampflok mit klassischem Kolbenantrieb zu bauen die auch (heute) wirtschaftlich ist weil der Wirkungsgrad eines solchen Systems zu schlecht ist.
Die Entwicklung zeichnete sich doch auch schon bei den ersten Diesellokomotiven ab. Man versuchte auch den Kolbenantrieb mit all seinen Vor- und Nachteilen zu nutzen, erkannte aber schnell das diese Form der Ernergieumsetzung zu uneffektiv ist.

 

[H-Transport]

Die Abwärme im Kraftwerk kannste aber nich für die E-Lok benutzen.

Aber für Fernheizung etc.
Da muß man halt etwas querdenken, das wird ja bei HKW's meistens auch gemacht, weshalb es teilweise schwierig ist, dort einen Wirkungsgrad rauszubekommen.

Ne' 'Schote' aus der Reichsbahn-Zeit. Während eines Winter's fiel schwerer Schnee vom Himmel und legte sich auch auf die Birken in der Nähe der elektrifizierten Bahnstrecke. Diese neigten sich natürlich und berührten so die Oberleitung. Anstatt das durch einen Kurzschluß die Oberleitung abgeschaltet wurde, qualmten die Birken durch die Kriechströme



Ein weiteres interessantes Projekt ist aus meiner Sicht die Bulleid-Leader-Locomotive:

Dies war ebenfalls eine Lok mit Dampfmotoren, allerdings etwas anders "verpackt". Blieb leider ebenfalls im Entwicklungsstadium stecken, weil bei den Briten die Kohle zu teuer wurde.

Eine andere britische Dampflok, welche sich zwar noch am herkömmlichen baustil orientierte, aber einige Neuerungen aufwies, war die West Country Class. Der Kessel war konisch und durch gezielte Verbesserungen ein tolles Agregat. Die Steuerung war eine innenliegende Ventilsteuerung und der Antrieb erfolgte auf Scheibentreibräder. Die relativ kleine Lok war der 01er überlegen!

Wer sich für Steuerungen an Dampflok's interessiert, dem sei eine englischsprachige Simulation empfohlen, die u.a. auch beim EK-Verlag heruntergeladen werden kann:

http://www.eisenbahn-kurier.de/service/downloads/downloads.html Fast ganz unten!

Hier noch ein paar Links:

http://www.dself.dsl.pipex.com/MUSEUM/LOCOLOCO/locoloco.htm

http://www.skyrocket.de/locomotive/

Viele Grüße

Daniel

 

[Judith1980]

Hmmh,

eine Hightech-Dampflok?
Die sollte eigentlich heute schon reichlich überflüssig sein.

Aus folgendem Grund:
Rein theorethisch dürfte es doch heutzutage eigendlich gar kein Problem darstellen aus Wärme direkt elektrische Energie herzustellen. Aber leider nur rein theorethisch. Mein Hintergedanke dabei ist folgender: die Forschung hat doch mittlerweile ach was für tolle Materialien entwickelt. Wo ist der Stoff der Wärme direkt in Strom umwandeln kann? Gleich ob eine Metalllegierung oder eine Keramik. und zwar in großen Mengen. Andersrum geht doch auch ohne Probleme. Wird der Menschheit etwa eine vielleicht schon "gemachte" Entdeckung vorenthalten? Wundern dürfte man sich nicht. Das widerspräche ja den Interessen der ganz großen Energiemulti's.
Wenn das nämlich möglich würde würde der Wirungsgrad von z.B. Dieseloks in heute unerreichte Höhen steigen. Ich persönlich denke mal da wären durchaus weit über 50% drin. Weil ja keine Abwärme mehr anfallen würde. Rein theorethisch jedenfalls.
Selbiges gilt dann natürlich auch für den Straßenverkehr.
Wer es also schafft einen solchen Stoff zu entwickeln der könnte damit jawohl die Welt revolutionieren.