Titel: Neue Erdölkraftmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1897, Band 303 (S. 246–251)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj303/ar303060

Neue Erdölkraftmaschinen.

Mit Abbildungen.

Verhältnissmässig lange hat es gedauert, bis die wissenschaftliche Forschung sich mit der Prüfung und ziffermässigen Feststellung der ökonomischen Leistung und praktischen Betriebsbrauchbarkeit der Gasmaschinen befasste, welche mit vergasten und entzündeten flüssigen Brennstoffen betrieben wurden. Es war schon ein Fortschritt, als einwandfreie genauere Versuchsergebnisse mit einzelnen Sonderausführungen dieser Maschinen bekannt wurden und dadurch wenigstens die Leistungsfähigkeit einzelner Maschinen klargestellt wurde; wir haben darüber berichtet (vgl. D. p. J. 1895 295 105). In diesem Berichte wurde bereits der mit so grosser Erwartung entgegengesehenen Berichte über die Vergleichsversuche mit Erdölmaschinen gelegentlich der letzten landwirthschaftlichen Ausstellung in Treptow bei Berlin gedacht. Diese Berichte liegen nunmehr vor und sollen eingehend bekannt gegeben werden, weil sie nicht nur auf vollste Zuverlässigkeit und Gründlichkeit Anspruch machen, sondern weil sie zum ersten Mal vergleichende Ziffern über die Leistungsfähigkeit der hervorragendsten Erdölmaschinenconstructionen bieten. Erst auf Grund dieser Versuche ist es möglich, sich ein klares Bild von der technischen und wirthschaftlichen Bedeutung der Erdölmaschinen zu verschaffen.

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Die landwirthschaftliche Gesellschaft hatte sich der Frage nach der Leistungsfähigkeit der Erdölmaschinen zugewandt, weil diese Maschinen besonders in der Form von Locomobilen eine hervorragende Bedeutung für die Landwirthschaft gewinnen, falls sie sich eben praktisch bewähren. Hierüber war aber nur durch gewissenhafte Versuche ein sicheres Ergebniss zu erzielen, weil der starke Wettbewerb auf dem Erdölmaschinenmarkt dazu geführt hatte, dass manche übertriebene Angabe über die Leistung, die Kosten und namentlich den Betrieb in das Publicum gelangte, andererseits aber auch unrichtige Vorstellungen von dem Wesen der Erdölmaschine Missdeutungen hervorbrachten, welche von den Mittheilungen solcher noch genährt wurden, deren Traum von der steten Bereitschaft einer nicht zu beaufsichtigenden und nicht zu wartenden Betriebsmaschine durch böse Erfahrungen mit dieser „unruhigen“ Erdölmaschine gestört wurde.

Die Prüfungen schlössen alle Maschinen aus, welche mit Benzin, Naphta u.s.w. arbeiteten; sie erstreckte sich nur auf Maschinen, welche mit Erdöl von 0,8 spec. Gew. gespeist wurden. Man schloss sich mit dieser Bestimmung der Meinung an, dass eben gerade der Betrieb mit dem fast ungefährlichen und billigen Erdöl für die Maschine von hervorragender Bedeutung sei.

Ueber die Ausführung der Prüfung enthielt das Preisausschreiben vom 15. November 1895 eingehende Bestimmungen, von denen folgende für die Beurtheilung der Prüfungsergebnisse wichtig sind:

„Der erste Theil der Prüfung wird ausgeführt durch Betrieb des Motors unter der Bremse bei gleichzeitiger Entnahme von Indicatordiagrammen, und zwar

  • a) bei der vollen vom Fabrikanten angegebenen Kraftleistung;
  • b) bei der halben Kraftleistung;
  • c) beim Leergange.

Hierbei wird festgestellt: Verbrauch an Erdöl, Schmieröl und Kühlwasser, Temperatur des ein- und ausströmenden Kühlwassers, Leistungsfähigkeit der Apparate, in denen das benutzte Wasser für erneute Verwendung abgekühlt wird; Gleichmässigkeit des Ganges durch Messung der Geschwindigkeitsunterschiede; höchste Kraftleistung.

Der zweite Theil der Prüfung wird ausgeführt durch praktischen Betrieb einer oder mehrerer landwirthschaftlicher Maschinen von einer Transmission aus (Dreschmaschine, Schrotmühle u. dgl.).

Hierbei wird festgestellt: Handhabung, Zeitdauer der Inbetriebsetzung, Einstellbarkeit und selbsthätige Regulirbarkeit für wechselnden Kraftbedarf; Verschmutzung nach einem mehrfach unterbrochenen Betriebe von zusammen 60 Stunden Arbeit bezieh. bis zum vorzeitigen Stillstand des Motors; Betriebsstörungen; Zeitdauer und Handhabung bei einer Reinigung einschliesslich der Zeit für Auseinandernehmen und Zusammensetzen; Geruch, Geräusch, Belästigungen durch Auspuff u. dgl.; bei fahrbaren Motoren das Gewicht unter Berücksichtigung der Kühlvorrichtungen; Gang der Maschine, ob ruhig oder stossend.

Zwecks Ausführung dieser Prüfung muss jede Maschine ausgerüstet sein:

1) mit der Einrichtung zum Ansetzen eines Indicators;

2) mit einer Riemenscheibe, gerade gedreht; von 600 mm Durchmesser und 150 mm Breite zum Aufsetzen des Bremsdynamometers.

Ausserdem ist eine besondere zweitheilige Riemenscheibe mit Flachkeil beizugeben für eine Transmissionswelle von 65 mm Durchmesser. Der Durchmesser dieser Riemenscheibe ist so zu bemessen, dass bei einem Riemenbetrieb vom Motor nach der Transmissionswelle die letztere 180 Umdrehungen in der Minute macht. Die Breite der Scheibe kann beliebig sein; sie wird im Allgemeinen durch die Grösse der zu übertragenden Kraft bestimmt werden.

Die Prüfungsbestimmungen wurden vervollständigt durch Ausführungsbestimmungen nach den Beschlüssen der Preisrichter vom December 1893. Von diesen letzteren Beschlüssen sind folgende von Wichtigkeit:

Auf Antrag einiger Fabrikanten wurde beschlossen, dass die Deutsche Landwirthschaftsgesellschaft für die Prüfung nicht allein amerikanisches, sondern auch russisches Erdöl unentgeltlich liefert und es den Fabrikanten überlässt, mit welcher Erdölsorte sie ihre Motoren während der Prüfung betreiben wollen. Das specifische Gewicht des amerikanischen Erdöls beträgt etwa 0,80, das des russischen etwa 0,825.

Die Motoren sollen gebremst werden unter gleichzeitiger Entnahme von Indicatordiagrammen, und zwar in einer Zeitdauer von

a) beim Leergange ½ Stunde
b) bei normaler vom Fabrikanten ange-
gebener Kraftleistung

1

c) bei der Hälfte dieser Kraftleistung 1
d) bei der höchstmöglichen Kraftleistung vorübergehend,
mindestens aber 5 Minuten.

Die Dauerprüfungen zur Feststellung der Verschmutzung sollen durch den Betrieb von landwirthschaftlichen Arbeitsmaschinen (Schrotmühlen, Pumpen, Dreschmaschinen) ausgeführt werden, und zwar in einer grössten Ausdehnung von 60 Stunden Arbeitszeit bezieh. bis zum vorzeitigen Stillstand der Maschine.

Für Prüfung auf Einstellbarkeit und selbsthätige Regulirbarkeit der Motoren bei wechselndem Kraft verbrauch ist der Betrieb einer Dynamomaschine in Aussicht genommen. Der Antrieb der Dresch- und der Dynamomaschine wird von einer Transmission aus erfolgen, an welche der Reihe nach die einzelnen Erdölmotoren angeschlossen werden. Als Getreideart für die Dreschmaschine wird Roggen zur Verwendung kommen.

Zu der Dauerprüfung können nur die Motoren zugelassen werden, welche bei den Bremsversuchen unter a), b), c) und d) die besten Ergebnisse gezeigt haben.

Wenn ein Fabrikant zwei Motoren gleicher Construction und gleicher Grösse in feststehender und fahrbarer Ausführung zur Prüfung einsendet, so sollen beim festen Motor sämmtliche Bremsversuche, beim fahrbaren Motor dagegen nur die unter normaler Kraftleistung gemacht werden. Die Dauerversuche werden in diesem Falle nur mit dem fahrbaren Motor ausgeführt.

Der Bericht über diese sorgfältig vorbereiteten und ausgeführten Versuche liegt nunmehr vor (Hartmann und Schöttler: Prüfung von Erdölmotoren, Berlin 1895). Wir verweisen auf dessen umfangreiche Erörterungen, die theilweise auch durch bildliche Darstellungen der einzelnen Ausführungen erläutert werden, und geben nur eine Uebersichtstabelle über die Abmessungen der untersuchten Maschinen und eine Uebersicht über die erzielten Ergebnisse im Folgenden wieder.

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Tabelle I. Die wichtigsten Verhältnisse der geprüften Maschinen.

Textabbildung Bd. 303, S. 248

Tabelle II. Ergebnisse der Leistungsversuche.

Textabbildung Bd. 303, S. 248
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Die Priestmann'sche Erdölkraftmaschine wird von der Firma Paul Behrens in Magdeburg für Deutschland vertrieben. Die Maschine besitzt einen eigenartigen Zerstäuber, dessen gute Wirkung die angeblich grosse Verbreitung der Maschine in England veranlässt haben soll.

Textabbildung Bd. 303, S. 249

In Fig. 1 ist der Zerstäuber an dem Verdampfer dargestellt. Das eine Rohr, welches von dem Erdölbehälter ausgeht und mit dem Oelraume in Verbindung steht, führt nach K, während ein zweites Rohr, welches mit dem Luftraume in Verbindung steht, zu dem Raume I führt. Das Erdöl tritt durch einen kleinen Kanal M in dem Hahn H in den Kanal E und trifft hier auf den Luftstrom, welcher durch die Form der Düse von seiner geradlinigen Bewegung so abgelenkt wird, dass er sich unter einem stumpfen Winkel auf den Flüssigkeitsstrahl stürzt, diesen in einen feinen Nebel verwandelt und diesen durch eine dem Kanal E gegenüberliegende Oeffnung in den Verdampfer treibt. In dem Verdampfer findet die Erwärmung des Gemisches von Erdöldunst mit atmosphärischer Luft statt. Da die Menge der Luft für die Verbrennung im Cylinder noch nicht ausreichend ist, so wird beim Ansaugen des Gemisches durch den Kolben während der Saugperiode das Ventil L geöffnet, so dass Luft durch den Kanal F bei geöffneter Drosselklappe C in den Kanal B treten kann, der concentrisch um die Düse E angeordnet ist. Durch kleine Oeffnungen D tritt die Luft in den Verdampfer und mit dem Gemisch in den Cylinder. Die Anordnung des Kanales B ermöglicht es, dass die Luft sich innig mit dem Gemisch des Verdampfers vermengen kann.

Ist der Verdampfer vorgewärmt, so wird er durch die Auspuffgase, welche vor ihrem Eintritt in den Auspufftopf den Verdampfer umspülen, warm erhalten. Die Temperatur der Auspuffgase um den Verdampfer beträgt etwa 300° C.

Versuche, welche in Glaser's Annalen, 1896 S. 52, veröffentlicht sind, haben ergeben, dass der Priestmann'sche Motor innerhalb 12 Minuten betriebsfähig ist. Ein Motor von 273 mm Cylinderdurchmesser und 355 mm Hub, welcher als 9 pferdig verkauft wird, verbraucht 2,4 l Erdöl im Leergang bei 174 Umdrehungen. Bei halber Belastung unter Leistung von 8,3 wurden 5,75 l Erdöl verbraucht, d.h. 0,55 k für die stündliche Pferdekraft. Bei stärkerer Belastung unter Leistung von 10,92 braucht die Maschine 0,476 k für die stündliche Pferdekraft.

Das Pyrometer zeigte für die Auspuffgase eine Temperatur von 298° C. an. Der Auspuff selbst war tadellos. Ein unangenehmer Geruch wurde an den Auspuffgasen nicht wahrgenommen.

Bei einem Dauerversuch von mehreren Stunden leistete der Motor 8,81 effective und verbrauchte für die effective Pferdestärke in 1 Stunde 0,53 k Erdöl. Der Motor arbeitete während dieser Zeit ohne Wartung tadellos. Eine irgendwie nennenswerthe Verschmutzung ist nicht gefunden worden.

Die Erdölmaschine von B. Loutzky in Nürnberg (D. R. P. Nr. 81530) besitzt zwei starr verbundene Kolben, welche drei Arbeitsflächen bieten, um die Maschine im Eintact arbeiten zu lassen. Fig. 2 erläutert diese Maschine.

Zwei Verdichtungs- und Explosionsräume A und B sind von den Wassermänteln a und b umgeben. Um die äusseren Doppelmäntel dieser Verdichtungskammern greifen die Kolben k1 und k2, welche unter einander fest verbunden sind und so einen Hohlcylinder darstellen. Dieser cylindrische Doppelkolben besitzt Ausschnitte s und durchdringt den unteren Cylinderdeckel C2 mittels Lamellen. Er dichtet von innen gegen die Aussenwände der Explosionsräume ab und ist ausserdem in dem Gestell G geführt. In die Räume A und B bei e1 und e2 wird ein Gemisch von Luft und Erdöl oder Benzindampf eingeleitet und dort in geeigneter Weise, z.B. durch Glührohr, entzündet. Die auftretenden Explosionen wirken abwechselnd auf die Wände w1 und w2 des gemeinsamen Kolbens K1K2, welche durch die bei M angreifende Schubstange auf die Kurbel wirken. Die Maschine erfährt auf diese Weise bei jeder Umdrehung der Kurbel einen Kraftschub und arbeitet somit unter Verwendung einer Schubstange als Zweicylindermaschine.

Textabbildung Bd. 303, S. 249

Der Doppelkolben kann in Folge seiner eigenartigen Construction zugleich als Luftpumpe dienen. Zu diesem Zweck trägt der untere Cylinderdeckel C2 einen mit Ventil v versehenen cylindrischen Kasten O, welchen der unter Wand w1 angeordnete hohlcylindrische Theil w des Kolbens K1K2 beim Abwärtsgange umgreift. Die sich verdichtende Luft wird durch Ventil v in den Kasten O und von da in einen Behälter B gedrückt, wo sie dazu dient, das Erdöl oder Benzin ausfliessen zu lassen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Zweitactmaschine von J. Söhnlein in Wiesbaden (D. R. P. Nr. 83210) bewegt sich in dem vorn durch eine Kammer F, hinten durch ein Ventil v und das der äusseren Beheizung zugängliche Ventilgehäuse (Vergaser) k geschlossenen Cylinder der Arbeitskolben, |250| dessen Länge so gewählt ist, dass er in der einen Todtpunktlage die Oeffnung a, bei der entgegengesetzten die Oeffnungen b und c freigibt. Bei der linken Endstellung tritt durch die Oeffnung a Luft in die Kammer V ein, welche beim Vorgehen des Kolbens zunächst verdichtet wird und, sobald der Kolben seine rechte Endstellung erreicht hat, durch den Kanal b nach dem Cylinder übergeleitet wird. Hier verdrängt dieselbe die verbrannten Gase aus dem Cylinder. Bevor der Kolben die Oeffnung b öffnet, gibt er schon die Oeffnung c frei, und zwar um die Strecke c-b früher als b. Während dieser Zeit strömen daher die Verbrennungsgase ins Freie. Da hierbei in Folge des grossen Querschnittes der Oeffnung c die austretenden Verbrennungsgase einerseits ihre Spannung schneller verlieren, als der Kolben den Weg über die Oeffnung c zurücklegt, so folgt jenem raschen Spannungsabfall unmittelbar eine Depression, durch welche ein Vacuum im Cylinder entsteht. Der Kolben wirkt in Verbindung mit diesem Vacuum auf dem Rest seines Weges über die Oeffnung c saugend auf den Cylinderinhalt und folglich auf das Ventil ein, welches sich dadurch öffnet, so dass durch dasselbe die Brennstoffe eingesaugt werden können, wobei flüssige Brennstoffe an den erwärmten Wandungen der Kammer k vergasen.

Textabbildung Bd. 303, S. 250

Beim Rückgang des Kolbens wird die im Cylinder befindliche Luft mit den durch Ventil v eingesaugten Brennstoffen gemischt, diese Mischung zusammengepresst und durch Zündrohr z entflammt. Ventil v wird und bleibt durch den von dem zurückgehenden Kolben verursachten Druck geschlossen.

Unter Benutzung des oben geschilderten Erfindungsgedankens hat Söhnlein (D. R. P. Nr. 85944) auch eine Maschine mit pendelnder Bewegung der Kolbenkurbel angegeben.

Der Compressionsraum der Maschine soll so klein, d.h. der Druck in der Compressionsperiode so gross und im Verhältniss zu diesem Druck die Schwungmassen so klein werden, dass ihre lebendige Kraft nicht ausreicht, den Kolben über den hinteren todten Punkt zu bringen. In Folge dessen kehrt der Kolben vor der hinteren todten Punktlage um und erhält in demselben Augenblick einen Antrieb durch die Explosion im Verbrennungsraum, welche ganz selbsthätig in demselben Augenblick erfolgt, in welchem der Kolben umkehrt, weil das Gemisch in diesem Augenblick ruht. Wird die Kurbelwelle in Folge dieses Antriebes herumgeschleudert, so befindet sich der Kolben am Ende der Schwingung wieder in der oben beschriebenen Stellung und die Verhältnisse sind die gleichen. Es erfolgt wieder eine Explosion, welche jetzt die Welle im entgegengesetzten Sinne antreibt, so dass dieselbe dauernd eine hin und her gehende Bewegung erhält. Je nach Wahl der Schwungmassen und Begrenzung des hinteren Cylinderraumes kann der Ausschlagwinkel der Pendelung beliebig verändert werden.

Gegenüber der durch das Patent Nr. 83210 geschützten Maschine erscheint es in Fällen, in welchen die Abgase durch eine lange Rohrleitung strömen müssen, erwünscht, die Verzögerung des Ganges der Maschine, welche dadurch eintritt, dass durch die elastische Rückwirkung der in dem Abgangsrohr befindlichen Gasmengen die Saugwirkung des Vacuums im Cylinder verlangsamt wird, auszuschliessen.

Zu dem Zwecke ist diese Erdölmaschine unter Beibehaltung der übrigen Anordnung dahin abgeändert (D. R. P. Nr. 83342), dass von dem Ansaugen der Brennstoffe mittels des durch Ueberexpansion der Abgase sich bildenden Vacuums abgesehen und statt dessen die Kammer, in welcher abwechselnd ein schwaches Vacuum und eine schwache Compression erzeugt wird, mit dem Oeltopf und dem Einlassventil durch ein Rohr verbunden, so dass die Brennstoffe über dem Einlassventil pumpenartig eingesaugt und in den Cylinder gepresst werden.

Textabbildung Bd. 303, S. 250

Um die Bildung zündfähigen Gemisches in der Kammer zu verhindern, wird das Rohr so weit gewählt bezieh. zu einer Kammer erweitert, dass die ganze jedesmal aufgesaugte |251| Gasmenge darin Platz findet und kein Brennstoff in die Kammer gelangt.

Die in Fig. 4 dargestellte Viertactmaschine von F. Küppermann in Hamburg-Uhlenhorst (D. R. P. Nr. 83123) ist ausser mit dem Auslassventil A und dem Gemischeinlassventil G, welche in bekannter Weise an der Verbrennungskammer R angebaut sind, noch mit einem Ansaugekanal k versehen, welcher im Arbeitscylinder C so angeordnet ist, dass er im ersten Theile des Ansaugehubes h1 vollständig vom Cylinderkolben verdeckt wird.

Dieser Kanal erzielt für den Ansaugehub folgende Wirkungen:

1) Das gesteuerte Gemischventil wird geöffnet, kurz nachdem die Kurbel den inneren Todtpunkt überschritten, und wird geschlossen, sobald der Cylinderkolben in seinem Ausschube den Kanal k freigelegt hat. Nach dem erfolgten Schluss von Ventil G beharrt daher das durch dasselbe angesaugte Gemenge in Ruhe, während der Fehlbetrag des Saugvolumens durch den Kanal k angesaugt wird.

Dieser Kanal kann nun so angeordnet werden, dass am Schluss des Ansaugehubes die Verbrennungskammer R und der heizbare Einlasskanal mit brennbarem Gemenge erfüllt sind, während der Arbeitscylinder selbst den Rest der Rückstände aus dem vorhergegangenen Arbeitsspiel und die durch den Kanal k angesaugte frische Luft enthält. Hierdurch wird erreicht, dass die gekühlten Cylinderwandungen im Ansaugehub möglichst vor der Berührung mit dem Erdöldampf oder Staub geschützt werden, um Niederschläge und die dadurch herbeigeführten Verluste zu vermeiden.

Ferner wird bei der Erdölmaschine dem in dem beheizten Kanal ruhenden Gemenge etwas mehr Zeit zur Verdampfung und guten Zündgemischbildung gegeben, während das in der Kammer R vorhandene Gemenge durch den eindringenden Cylinderinhalt eine Verdünnung erfährt, wodurch die heftig eingeleitete Verbrennung zweckentsprechend verlangsamt wird.

2) Ist das Gemischeinlassventil G ungesteuert, also selbsthätig, so wird durch dasselbe bis zum Freilegen des Ansaugekanals k ein gleichmässig zusammengesetztes Gemenge angesaugt werden; dagegen wird mit dem Beginne des Ansaugens durch k die Saugwirkung auf Ventil G geschwächt oder – je nach der Belastung desselben – ganz aufgehoben werden, so dass annähernd dieselbe Wirkung wie beim gesteuerten Ventil erreicht werden kann. Wird derselbe Kanal k durch Oeffnen des Ventils V0 (was durch Aufsetzen der Sperrstange s auf den Knaggen n geschehen kann) mit der äusseren Atmosphäre oder mit dem Abgasetopf in Verbindung gebracht, so wird im Beginn des Verdichtungsspieles ein Theil des angesaugten Cylinderinhaltes wieder ausgestossen und die Verdichtung dementsprechend herabgezogen werden, wie dies in ähnlicher Weise für Zweitactgasmaschinen bekannt ist.

Bei der Maschine der Compagnie internationale pour l'exploitation des procédés Ad. Seigle in Lyon (* D. R. P. Nr. 84483) werden schwere Kohlenwasserstoff- und Wasserdämpfe als Triebkraft benutzt; erstere wirken nur durch Expansion, um nach befolgter Condensation durch Wasserdampf wieder vergast zu werden.

(Fortsetzung folgt.)

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