Die Verbrennungsmotoren auf der Deutschen Städte-Ausstellung in Dresden 1903. Von Fr. Freytag, Chemnitz. (Schluss von S. 742 d. Bd.) Die Verbrennungsmotoren auf der Deutschen Städte-Ausstellung in Dresden 1903. Die Bauart des von der Maschinenfabrik Augsburg, A.-G. in Augsburg ausgestellten Dieselmotors von 12 PS (normal), sowie die zum Betreiben desselben nötigen Behälter, Rohrleitungen für Druckluft, Petroleum, Kühlwasser usw. zeigen Fig. 22-27. Fig. 28 gibt ein Schaubild des Motors. Der Dieselmotor ist in den letzten Jahren mit wesentlichen Neuerungen versehen worden und erst dadurch zu einer betriebssicheren und brauchbaren Maschine geworden. Zwar werden bei den meisten bedeutsamen Erfindungen – und als eine solche ist der vor etwa 6 Jahren zuerst der Oeffentlichkeit übergebene Dieselmotor durchaus zu bezeichnen – Angriffe und Zweifel an den mit ihnen zu erreichenden Vorteilen usw. seitens der betreffenden Fachkreise selten fehlen, indess waren diese im vorliegenden Falle in einzelnen Punkten doch vollkommen berechtigt. Jedenfalls kam der Dieselmotor vor etwa 6 Jahren, was die Ausführung wichtiger Einzelteile desselben anbelangt, noch ziemlich unfertig auf den Markt und dies hat seiner Entwicklung sehr geschadet. Der seiner Zeit prophezeite grosse Erfolg ist ausgeblieben und erst in den letzten Jahren unter Aufwendung bedeutender Mittel und durch langjährige Erfahrungen derjenigen Firmen, die den Bau des Dieselmotors aufgenommen haben, erreicht worden. Die reinliche und geruchlose Zufuhr und Verwendung des Brennstoffes bildet einen Hauptvorteil des Dieselmotors, insbesondere auch den in der Neuzeit wegen ihres höchst ökonomischen Betriebes sehr in Aufnahme gekommenen Sauggasanlagen gegenüber! Es werden aber auch die stetige Betriebsbereitschaft, leichte Ingangsetzung, seine Wirtschaftlichkeit bei schwankenden Belastungen usw., der Wegfall jeglicher Feuerung und Zündung und nicht zum wenigsten der geringe Raumbedarf dem Dieselmotor in vielen Fällen den Vorzug vor jedem anderen Motor sichern. Die allgemeine Anordnung der Einzelteile des Dieselmotors, sowie seine Arbeitsweise darf aus früheren Veröffentlichungen als bekannt vorausgesetzt werden (s. D. p. J. 1898, 308, 221, bezw. 1899, 312, 41). Es sei nur nochmals hervorgehoben, dass der Motor einseitig wirkend ist, und, wie zumeist alle kleineren Verbrennungsmotoren, im Viertakt arbeitet. Der Arbeitszylinder ist unten offen und oben durch einen Deckel geschlossen; letzterer enthält, wie Fig. 22 bezw. Fig. 23 erkennen lassen, das Auspuffventil a, Einsaugventil e, Brennstoffventil b und das Anlassventil bezw. Luftentnahmeventil v für die Luftpumpe. Sämtliche Ventile, mit aufgeschliffenen Ventilsitzen, werden zwangläufig mittels unrunder Scheiben s geöffnet und durch Federn geschlossen; erstere sitzen auf einer gemeinsamen Steuerwelle h, die halb soviel Umdrehungenmacht, als die Kurbelwelle. Zylinder und Deckel werden mit Wasser gekühlt. Durch die Brennstoffpumpe p (Fig. 25) wird die für die jeweilige Kraftleistung erforderliche Menge Brennstoff in das Brennstoffventil b gepumpt; in letzterem wird der Brennstoff mit Druckluft gemischt und alsdann im zerstäubten Zustande dem Arbeitszylinder zugeführt. Textabbildung Bd. 318, S. 760 Diesel-Motor der Maschinenfabrik Augsburg. Die am Sockel des Motors angebrachte Luftpumpe l (Fig. 26 und 27) saugt die Zerstäuberluft nicht mehr, wie früher, aus der Atmosphäre an, sondern entnimmt sie unter ungefähr 10 Atm. Spannung dem Arbeitszylinder und verdichtet sie sodann weiter auf den für die Einblasung des Brennstoffes erforderlichen Ueberdruck von etwa 60 Atm. Zu dem Zwecke befindet sich im Zylinderdeckel noch ein kleines Ueberströmventil, das während der zweiten Hälfte des Verdichtungshubes geöffnet wird, wenn die Verdichtungsspannung im Zylinder 10 Atm. überschritten hat. Infolgedessen tritt aus dem letzteren etwas Luft in die während des Betriebes gegen das Anlassgefäss abgeschlossene Anlass-bezw. Ueberströmleitung, in der der Druck auf ungefähr. 10 Atm. steht. Die Höhe dieses Druckes wird durch das Regelventil für die Luftpumpe eingestellt. Aus der Anlassvorrichtung entnimmt nun die im Zweitakt arbeitende Luftpumpe ihren Luftbedarf und fördert ihn, nachdem die Verdichtung auf 60 Atm. erfolgt ist, durch die Druckleitung zum Einblasegefäss. Von hier aus führt die Einblaseleitung zum Brennstoffventil. Textabbildung Bd. 318, S. 761 Diesel-Motor der Maschinenfabrik Augsburg. Der Hauptvorteil dieser neuen Anordnung besteht darin, dass die Luft in der Pumpe nur etwa auf das Sechsfache ihres Anfangsdruckes (von 10 auf 60 Atm.) zu verdichten ist, was leicht gelingt. Andererseits liegt ein bedeutender praktischer Vorteil in den geringen Abmessungen der Luftpumpe, die gegen früher auf etwa 1/14 verkleinert ist. Das Anlassen des Motors erfolgt mittels verdichteter Luft, die ebenfalls von der Luftpumpe l erzeugt und in dem Einblase-bezw. Anlassgefäss aufgespeichert wird. (Bei grösseren Motoren ist für die Einblase- und für die Anlassluft je ein besonderes Gefäss vorhanden.) Die betreffenden Steuerhebel werden mittels eines Handgriffesr (Fig. 22) vor dem Anlassen in die Anlasstellung, und nachdem der Motor die für die Zündung nötige Geschwindigkeit besitzt, wieder in die Betriebsstellung gebracht (vergl. weiter unten). Eine andere Neuerung am Dieselmotor besteht darin, dass zur Erhöhung der Betriebssicherheit an Stelle der zahlreichen engen Bohrungen, die früher zum Zwecke der Zerstäubung des eingeführten Brennstoffes notwendig erschienen und brausenartige Körper ergaben, eine einzige Bohrung von mehreren Millimetern Durchmesser (Brennstoff kegel) angeordnet ist. Ebenso ist am unteren Teil der die Brennstoffnadel umgebenden Zerstäuberhülse statt vieler feiner Löcher eine Anzahl verhältnismässig tiefer und breiter Nuten eingeschnitten, durch die das Petroleum bis zum Brennstoffkegel tritt. Die eigentliche Zerstäubung erfolgt auch nicht mehr durch ein senkrecht gerolltes Drahtgeflecht aus Messinggaze, sondern durch einen sog. Plattenzerstäuber. Derselbe besteht aus vier ringförmigen Platten, die in Abständen von mehreren Millimetern übereinander liegen und deren 2 mm weite Löcher gegeneinander versetzt sind. Vor dem Eintritt in den Zylinder wird das Petroleum von der Zerstäuberluft durch diese Löcher mitgerissen und dadurch zerstäubt. Da der Ueberdruck der Zerstäuberluft beim Durchgang durch die Löcher ausserordentlich gross ist und die Löcher hinreichend weit sind, so dürfte eine Verschmutzung derselben ausgeschlossen sein, während sich die engen Maschen des früheren Zerstäubungssiebes leicht zusetzen konnten. Eine weitere bedeutungsvolle Neuerung betrifft die Regelung des Dieselmotors. Während bei seinen ersten Ausführungen die Zufuhr des Brennstoffes in den Zylinder durch einen vom Regulator beeinflussten Keil, von dessen jeweiliger Stellung das frühere oder spätere Oeffnen eines Ueberlaufventiles abhing, der Belastung der Maschine entsprechend geregelt wurde (s. 1899, 311, 41), dienten später hierzu zwei mit entgegengesetzten Schraubengewinden an ihren Enden versehene Stangen (s. 1901, 316, 571). Durch die von einem Zentrifugalregulator bewirkte achsiale Verdrehung der einen Stange wurde die Gesamtlänge eines zugehörigen Gestänges verändert und damit der Augenblick des Aufsitzens des Saugventiles der Brennstoffpumpe auf seinen Sitz verschoben – sonach die Menge des für jeden Verbrennungshub zur Einspritzung gelangenden Petroleums genau eingestellt. Auch diese Regelungseinrichtung arbeitete für die Dauer nicht zufriedenstellend. Es entstand in den Schraubengewinden leicht toter Gang, ferner stellte sich der erforderliche Regulatorhub als zu gross heraus. Deshalb ist neuerdings an den Dieselmotoren, die aus den Fig. 29-32 ersichtliche Regelungseinrichtung in Anwendung gekommen. Das Druckventil d der Brennstoffpumpe ist selbsttätig, während das Saugventil s derselben durch die Stange u mit einem Hebel h in Verbindung steht, der mit einem Ende am Regulator aufgehängt ist. Der Aufhängepunkt f kann, so lange der Regulator seine Stellung nicht ändert, als Festpunkt betrachtet werden. Das andere Ende g des Hebels wird durch die auf der Steuerwelle sitzende Kurbel i, die auch den Pumpenkolben k antreibt, hin- und herbewegt, was ein Oeffnen und Schliessen des Saugventils zur Folge hat. Verstellt der Regulator den Aufhängepunkt f und zwar z.B. bei zunehmender Geschwindigkeit des Motors nach oben, so schliesst das Saugventil erst später und öffnet wieder früher, sodass insgesamt weniger Petroleum gefördert wird. Textabbildung Bd. 318, S. 762 Diesel-Motor der Maschinenfabrik Augsburg; 1. Brennstoffbehälter; 2. Zur Brennstoffpumpe; 3. Einblase- bezw. Anlassgefäss; 4. Ueberströmleitung; 5. Einblaseleitung; 6. Kühlwasserabfluss; 7. Schmierölpumpe. Dabei findet nur eine äusserst geringe Rückwirkung auf den Regulator statt. Textabbildung Bd. 318, S. 763 Fig. 28. Diesel-Motor der Maschinenfabrik Augsburg. Beim Anlassen des Motors muss das Brennstoffventil geschlossen bleiben und das Anlassventil geöffnet werden, damit Druckluft aus dem Anlassgefäss in den Arbeitszylinder eintreten und den Kolben in Bewegung setzen kann. Die Hebel b1 und v1 (Fig. 22) für das Brennstoff- bezw. das Anlassventil sitzen deshalb nebeneinander auf einer exzentrischen Hülse t, die durch den bereits genannten Handhebel r verstellt werden kann. In der Anlasstellung steht die Hülse bei wagerechter Lage des Handhebels (in Fig. 22 punktiert angegeben) so, dass die Rolle des Hebels b1 von ihrer Nockenscheibe absteht und daher von dieser nicht bewegt wird,während gleichzeitig die Rolle des Hebels v1 an der zugehörigen Nockenscheibe anliegt und somit vom Anlassnocken getroffen wird. Durch Drehen am Handhebel r nach oben wird die Betriebsstellung herbeigeführt. Es steht dann der Anlasshebel b1 von seiner Nockenscheibe ab und bleibt daher in Ruhe, wohingegen der Brennstoffhebel v1 nunmehr mit seiner Rolle an der zugehörigen Nockenscheibe anliegt und von dieser bewegt wird. Die Ergebnisse von Versuchen, die Professor Meyer am 9. und 10. Juni 1902 auf dem Probierstande der Maschinenfabrik Augsburg an einem Dieselmotor der vorbeschriebenen Bauart von 8 effektiven Pferdestärken (normal) anstellte, sind in der obenstehenden Tabelle zusammengestellt. Versuche am 8pferdigen Dieselmotor. Textabbildung Bd. 318, S. 763 Oelsorte; Russisches Petroleum; Versuchsnummer; Datum; Der Versuch dauerte; Mittlere Umdrehungszahl der Kurbelwelle i. d. Minute; Bremsarbeit; Positive indizierte Mittelspannung; Positive indizierte Arbeit; Indizierter Arbeitsverbrauch der Luftpumpe; Indizierte Arbeit; Mechanischer Wirkungsgrad; Oelverbrauch für 1 Std.; Olverbrauch für 1 PSi/Std.; Oelverbrauch für 1 PSe/Std; Belastung Der Arbeitszylinder des Motors hat 165,0 mm Durchmesser bei 269,5 mm Hub; die zugehörige Luftpumpe besitzt 25 mm Durchmesser und 50 mm Hub. An der letzteren konnten Diagramme nicht genommen werden; es wurde die indizierte Mittelspannung in der Luftpumpe auf Grund von Diagrammen an einem 70pferdigen Motor zu 20 kg/qcm geschätzt. Die Versuche wurden mit russischem Petroleum durchgeführt, das bei 18,7° C. ein spezifisches Gewicht von 0,806 kg/l besitzt. Textabbildung Bd. 318, S. 764 Regelungseinrichtung zum Diesel-Motor. Diagramme mit schwacher Feder, aus denen der Arbeitsverbrauch beim Ansaugen der Luft in den Arbeitszylinder und beim Auspuffen der Verbrennungsrückstände festgestellt werden kann, wurden ebenfalls nicht genommen. Bei der Bildung der indizierten Arbeit ist daher dieser Arbeitsverbrauch, der nach früheren Versuchen ungefähr 1 v. H. der Leistung bei Vollbelastung beträgt, nicht in Abzug gebracht, was bei der Beurteilung des Oelverbrauches für 1 PSi/Std. und des mechanischen Wirkungsgrades im Auge zu behalten ist. Bemerkenswert ist der geringe Oelverbrauch. Nimmt man den Heizwert des russischen Petroleums zu rd. 10300 WE an (nach Versuchen von Prof. Schröter), so wurden bei den Versuchen unter Vollbelastung \frac{632}{0,219\cdot 10300}=28\mbox{ V.H.,} unter normaler Belastung \frac{632}{0,224\cdot 10300}=27,4\mbox{ V.H.} und unter halber Belastung \frac{632}{0,260\cdot 10300}=23,6\mbox{ V.H.,} der im Brennstoffe enthaltenen Wärme in Nutzarbeit umgewandelt. In indizierte Arbeit (ohne Berücksichtigung des Arbeitsverbrauches für Ansaugen und Auspuffen im Arbeitszylinder) wurden 35,3 bis 37,4 v. H. der Brennstoffwärme verwandelt. Der Auspuff war bei Vollbelastung ganz wenig sichtbar, was andeutet, dass man mit der Menge des zugeführten Petroleums an der Grenze angelangt ist, wo wegen Luftmangel die Verbrennung unvollständig zu werden beginnt. Bei den übrigen Versuchen war der Auspuff unsichtbar und stets geruchlos. Bei Versuch I (8,88 PSe) betrug der Kühlwasserverbrauch 135 1 in der Stunde, das Wasser wurde dabei von 11° auf 63° erwärmt. Bei Versuch IV (10,04 PSe) waren diese Zahlen 98 l in der Stunde, 11° und 75°. Während sonst bei allen Versuchen am 8 PSe-Motor der Regulator durch ein angehängtes Gewicht belastet war, arbeitete er bei Versuch I ohne dieses Gewicht. Hieraus erklärt sich die hohe Umdrehungszahl dieses Versuches.