Titel: Otto's geräuschlose Gasmaschine.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1878, Band 228 (S. 201–205)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj228/ar228061

Otto's geräuschlose Gasmaschine.

Mit Abbildungen im Text und auf Tafel 13.

Gegenüber den vielen Vorzügen, deren sich die Langen und Quetschen Gasmotoren sofort bei ihrem ersten Auftreten erfreuten, war |202| kaum ein anderer Nachtheil geltend zu machen, als ihr lärmender Gang – ein Nachtheil allerdings groſs genug, um in vielen Fällen die Anwendung dieser ökonomischen Kleinmaschine ganz auszuschlieſsen. Darum ist der Fortschritt, welchen Otto's neuester Motor gemacht hat, nicht hoch genug anzuschlagen, wenn dieser auch, soweit bis jetzt Versuche bekannt geworden sind, in Bezug auf Oekonomie (1cbm Gas für die Stunde und 1e effectiv) noch etwas hinter den Langen und Otto'schen Gasmaschinen (vgl. *1877 223 557) neuer Construction zurücksteht.

Das Mittel, welches Otto anwendet, um statt einer Explosionsmaschine einen mit constanterem Druck arbeitenden Motor zu erhalten, besteht in der Compression des Gas- und Luftgemisches (auf etwa 2at) vor dessen Entzündung. Hierdurch, sowie in Folge der groſsen Luftbeimengung wird der erste Effect der Entzündung des Gasgemenges gemildert und auf eine längere Periode vertheilt, so daſs das beistehende Diagramm Fig. 1, welches in ab den unmittelbaren Effect der Entzündung darstellt, im weiteren Verlauf bc der Expansionscurve einer Dampfmaschine entspricht.

Fig. 1., Bd. 228, S. 202

Dr. Slaby, Docent für Kleinkraftmaschinen an der kgl. Gewerbe-Akademie zu Berlin, erklärt in seinem vortrefflichen Vortrage über den vorliegenden Motor (vgl. Sitzungsbericht vom 4. Februar 1878 des Vereines zur Beförderung des Gewerbfleiſses) den Verlauf dieser Curve und die eigenthümliche Wirkungsweise der Otto'schen Maschine dadurch, daſs er als Folge der später zu beschreibenden Arbeitsphasen der Maschine eine Schichtenbildung verschiedener Gasarten im Cylinder annimmt, der zu Folge das meist gesättigte Gasgemenge zunächst der Entzündungsflamme steht und zuerst explodirt und dann nachfolgend immer weitere weniger gasreiche Schichten; doch scheint der ganze Verlauf der Curve nur auf eine einmalige Explosion hinzudeuten, deren Effect jedoch nicht, wie bei der gewöhnlichen Gasmaschine, durch Zustandsänderung des explodirten Gemisches momentan verschwindet, sondern sich in Folge der bedeutenden Beimengung von Luft auf eine gewisse Periode erstreckt, |203| deren Dauer übrigens durch die hohe Tourenzahl dieser Maschinen gleichfalls eine kurze ist. Auch ist dieses Princip der Arbeitsweise kein neues, da sowohl Hock's Petroleummotor (*1874 212 73) 198), als Brayton's Petroleum- und Gasmotor (1876 220 186) *221 195) beide ähnliche Arbeitsdiagramme geben (vgl. Fig. 3 Taf. 5 Bd. 221), obwohl hier die Arbeitsprocesse auf verschiedene Gefäſse vertheilt sind und jedenfalls eine innige Mischung des Gemenges erfolgt.

In der Verbindung dieser Expansionswirkung mit der Explosionsleistung ist daher auch, unserer Ansicht nach, durchaus nicht der wesentliche Fortschritt des neuen Motors zu suchen, sondern hauptsächlich in der Vereinigung aller Arbeitsprocesse in einem Cylinder, wodurch, ungleich der Dampfmaschine, nicht Wärme verloren, sondern Wärmeverlusten vorgebeugt wird. Zudem erfährt die Maschine hierdurch eine wesentliche Vereinfachung und gewinnt so ein äuſserst gefälliges Ansehen, welches selbst im Maschinenbau oft genug als ein Kriterion innerer, wohl begründeter Vorzüge gelten kann.

Um nun in einem einzigen Cylinder sowohl das Ansaugen von Gas und Luft, als die Compression des Gemenges, ferner die Explosion und Expansion, sowie schlieſslich das Herausschieben der Arbeitsgase vornehmen zu können, sind nothwendig vier scharf getrennte Arbeitsphasen erforderlich, welche sich am natürlichsten auf 4 Kolbenhübe vertheilen, so daſs beim ersten Ausgange das Ansaugen erfolgt (Linie st unseres bei 170 Umdrehungen abgenommenen Diagramm es Fig. 1), beim ersten Rückgang die Compression t a, hierauf t a c Explosion und Expansion und endlich – beim zweiten Rückgange – auf der Atmosphärenlinie ts zurück die Ausströmung.

Die Maschine wäre also, da sie während zwei Umdrehungen nur bei einem Kolbenhub arbeitet, nicht einfach sondern eigentlich nur halb wirkend zu nennen.

Entsprechend der geschilderten Functionenfolge darf der Steuerungsschieber S, welcher in bekannter Weise mittels einer durch Federn angepreſsten Platte abgedichtet wird, bei einer Doppelumdrehung der Maschine (Fig. 1 bis 4 Taf. 13) nur ein Spiel ausführen und wird deshalb von einer Welle w angetrieben, welche nur die halbe Umdrehungszahl der Schwungrad welle macht.

Fig. 4 stellt im vergröſserten Horizontalschnitt die Anfangsstellung des Schiebers beim Beginn der Explosion dar; der Kolben befindet sich im todten Punkte, die Kurbel der Schieberbewegungswelle w um 45° vor ihrem inneren todten Punkte. Der Kolben geht unter der Wirkung der Entzündung nach auswärts zu seinem äuſseren todten Punkte, die Welle w macht dabei die Hälfte von 180°, also 90°, so daſs beim Beginn des Kolbenrückganges der Schieber S abermals in der gezeichneten Stellung ist, nun aber den Rückgang in der Richtung des Pfeiles begonnen hat. Die Eintrittsöffnung e des Cylinders bleibt |204| daher während des Rückganges verschlossen, dagegen wird das Ventil, welches die unten liegende Austrittsöffnung a verschlieſst, durch einen Winkelhebel geöffnet, der gegen die auf Welle w sitzende Kammscheibe h anliegt. So gelangt endlich der Kolben wieder in den inneren todten Punkt, wobei nach geschlossenem Aus tritt ventil noch immer eine beträchtliche Menge heiſser Gase im hinteren Ende des Cylinders zurückbleibt. Dabei ist der Schieber S weiter nach auswärts gerückt, bis endlich statt des Kanales z der Kanal i mit der Eintrittsöffnung e in Verbindung getreten ist; gleichzeitig hat das andere Ende des Kanales i die Verbindung mit dem Luftzuführungsrohre l eröffnet, so daſs bei dem nun stattfindenden zweiten Kolbenausgange Luft in den Cylinder gesaugt wird. Beim halben Hub erreicht der Schieber seine extreme Auſsenstellung und hat dabei auch den Kanal i mit dem Gaszuführungskanale g in Verbindung gebracht, so daſs in den Cylinder nun auch Gas einströmt. Es folgt endlich der zweite Kolbenrückgang, bei welchem wieder der Schieber entgegen der Pfeilrichtung verschoben wird und rasch die Oeffnung e verschlossen hat; gleichzeitig hat sich der durch ein Röhrchen x mit Gas gefüllte Kanal z an der ununterbrochen brennenden Flamme f entzündet und kann somit, wenn Kolben und Schieber in die Anfangsstellung der Figur 4 gelangt sind, das hinter dem Kolben verdichtete Gas- und Luftgemenge zur Entzündung bringen und ein neues Spiel einleiten.

Hiernach ist über die äuſsere Anordnung der Maschine nur mehr wenig beizufügen. G bezeichnet in den drei Ansichten Fig. 1 bis 3 das Zuleitungsrohr des Arbeitsgases, welches vor Eintritt in die Maschine einen Kautschukballon als Druckregulator passirt; f und x sind die Gasröhrchen zur Entzündungsflamme – über welche ein Luftcylinder c gestellt ist – und zur Füllung der Kammer z. Mittels des Rohres l, welches zur Vermeidung störenden Geräusches in das hohle Maschinenbett einmündet, wird der Oeffnung l Fig. 4 frische Luft zugeführt, während das Rohr a die Verbrennungsgase ableitet. Endlich ist noch zwischen Gasleitung G und Arbeitscylinder ein Ventil d eingeschaltet, das zunächst den Absperrschieber enthält, und ferner noch ein Steuerventil, welches im Ruhezustande durch eine Feder geschlossen ist und sich nur dann öffnet, wenn der Hebel p (Fig. 2) in der Richtung des Pfeiles bewegt wird. Dies geschieht im Allgemeinen gleichzeitig mit der oben besprochenen Eintrittsphase des Schiebers S mittels eines horizontalen Armes des Winkelhebels p, weicher auf der Kammscheibe m der Welle w (Fig. 1 und 2) aufliegt, so daſs beim normalen Gang diesem Ventil keine specielle Steuerungsfunction zukommt. Sobald jedoch die Normalgeschwindigkeit der Maschine überschritten ist, verschieb! der von der Welle w aus bewegte Kugelregulator R mittels des in Fig. 1 ersichtlichen Winkelhebels den Muff m und bringt dadurch, wie gezeichnet, den Winkelhebel p auſser |205| Eingriff, so daſs das Ventil so lange geschlossen und der Gaszufluſs unterbrochen bleibt, bis die überschüssige Kraft aufgezehrt ist.

Der Arbeitscylinder hat, wie aus Fig. 4 hervorgeht, selbstverständlich einen Kühlmantel, welcher durch (hier nicht ersichtlich gemachte) Rohre mit dem oberen und unteren Ende eines Wasserbehälters in Verbindung steht, so daſs eine natürliche Circulation entsteht, welche genügt, um die Wandungen nicht über handwarm werden zu lassen; zur Schmierung dient ein eigenthümlicher, von der Steuerwelle w bewegter Apparat, der deutlichkeitshalber gleichfalls aus unseren Skizzen weggelassen wurde.

Wilman.

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