Titel: Ueber Versuche mit Diesel-Motoren bei Naphthabetrieb.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1901, Band 316 (S. 27–29)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj316/ar316006

Ueber Versuche mit Diesel-Motoren bei Naphthabetrieb.

Von G. v. Doepp in St. Petersburg.

(Schluss von S. 1 d. Bd.)

Vergleichen wir nun mit den hier am Ort gemachten Versuchen diejenigen, welche auswärts ausgeführt wurden.

Die grundlegenden Untersuchungen mit dem Diesel-Motor führte Prof. Schröter in München im Winter 1896/97 aus und berichtete darüber auf der Jahresversammlung des Vereins deutscher Ingenieure im Juni 1897 in Kassel. Als Brennstoff wurde Petroleum benutzt von der Zusammensetzung

0,8513 C + 0,1421 H + 0,0066 O

und dem spezifischen Gewicht 0,796 bei 15° C. Der Heizwert, aus fünf Versuchen mit dem Junker'schen Kalorimeter bestimmt, war im Mittel

K = 10990,49 Kal.,

der sogen. untere Heizwert

K' = 10134,20 Kal.

Die Mahler'sche Bombe ergab dagegen als Mittelwert des unteren Heizwertes

K' = 10277,90 Kal.,

so dass den Berechnungen das Mittel der genannten Werte

K = 10206 Kal.

zu Grunde gelegt wurde.

Die Hauptdimensionen der Maschine waren: Durchmesser und Hub des Arbeitskolbens 250,35 und 398,50 mm, des Kompressorkolbens 70 und 200 mm, Tourenzahl 160, Kolbengeschwindigkeit 2,13 m/Sek.

1. Effektive Arbeit PS 19,87 17,82 9,58 9,84
2. Indizierte Arbeit
im Hauptcylinder

27,85

24,77

17,71

17,72
3. Indizierte Arbeit
im Kompressor

1,29

1,17

1,14

1,20
4. Differenz 26,56 23,60 16,57 16,52
5. Mechanischer Wir-
kungsgrad
%
71,5

71,5

54,2

55,7
6. Auf die Differenz
(Nr. 4) bezogen
%
74,8

75,5

57,8

59,6
Petroleumverbrauch:
7. Total pro Stunde kg/h 4,92 4,24 2,66 2,72
8. Pro effektive
Pferdekraft

0,247

0,238

0,278

0,276
9. Pro indizierte
Pferdekraft

0,176

0,170

0,150

0,153
Werte von 632,3 N 12564,2 11267,9 6057,6 6222,0
„ „ 632,3 Ni 17610,1 15662,6 11198,4 11204,7
„ „ KM 54073,0 46599,5 29234,6 29894,0
„ „ K'M 50213,5 43273,4 27148,0 27760,3
23,3 24,3 20,7 20,7
25,0 26,0 22,3 22,3
32,6 33,6 38,3 37,4
35,2 36,3 41,3 40,0
Tourenzahl 171,8 154,2 154,1 158,0
Versuchsdauer Min. 60,0 60,0 60,0 60,0

Der mechanische Wirkungsgrad wird von Prof. Schröter unter Abzug der Kompressionsarbeit (Nr. 6) angegeben, während bei unseren Versuchen dieser Arbeitsverlust zu den übrigen Verlusten hinzugerechnet wurde. Ein Vergleich mit unseren Versuchen zeigt: 1. Der mechanische Wirkungsgrad war bei den St. Petersburger Versuchen kleiner, 61 bis 65 statt 71,5 %,der Motor verbrauchte also mehr Reibungsarbeit, was damit in Zusammenhang steht, dass der von Prof. Schröter untersuchte Motor kleinere Abmessungen und eine Wasserkühlung des Kolbens hatte und der St. Petersburger Motor eben erst frisch montiert und aufgestellt war; der 30pferdige Motor, der bereits 2 Monate in Arbeit gewesen war, als er versucht wurde, zeigte schon einen höheren mechanischen Wirkungsgrad (bis 68 %).

2. Da folglich die indizierte Arbeit nicht unnötig gross war, brauchte auch nur ein kleinerer Teil in effektive Arbeit umgewandelt zu werden 1' = 40 bis 36 %) als bei den St. Petersburger Versuchen (η1' = 43 bis 49,8 %). Auch hier wächst η1' mit abnehmender Belastung.

3. Der Nutzeffekt ist bei dem St. Petersburger Motor höher als beim Augsburger (27,9 bezw. 26 % gegen 26 bezw. 24,3), ein Ergebnis, welches Prof. Schröter's Meinung entspricht, mit welchen er seine Untersuchung über den Nutzeffekt des Motors schliesst: „Der Motor steht am Anfang einer Entwickelung, als deren Endergebnis wir jedenfalls noch wesentlich höhere Wertziffern als die vorliegenden zu erwarten haben.“

4. Die Tourenzahl ergab in Augsburg grössere Schwankungen bei den verschiedenen Belastungen als in St. Petersburg:

Leerlauf Vollbelastung Halbe Belastung
Augsburg 171,8 bis 154,2 158,0 bis 154,1
St. Petersburg 195,33 193,1 „ 194,3 195,0

Uebrigens wurde die Zahl 171,8 absichtlich herbeigeführt.

5. Der Brennstoffverbrauch, auf Petroleum von 11000 Kal. reduziert, betrug:


Voll-
belastung
Totalverbrauch
Halbe Be-
lastung

Leer-
gang
Verbrauch pro effektive
Pferdekraft bei Voll-
belastung
Augsburg 4,915 2,697 1,878 0,250 bis 0,240
St. Petersburg 4,488 2,760 1,420 0,224 „ 0,221

6. Die Temperatur der Abgase war in Augsburg höher als in St. Petersburg: 404 und 378 bei voller, 260 bei halber Belastung (hier 345° und 230°).

7. Ueber den Kühlwasser verbrauch gibt folgende Zusammenstellung die erforderlichen Angaben:

Effektive Leistung PS 19,87 17,82 9,58 9,84
Mittlere Temperatur des Zu-
flusses

°C.

9,8

9,6

9,1

9,4
Mittlere Temperatur des Ab-
flusses


24,3

20,3

18,3

21,5

Kühlwasserverbrauch pro Stunde:

Im ganzen kg/h 1190 – 1786 1465 – 1820 1307 – 1350 957 – 1070
Pro effektive
Pferdekraft


60 – 90

82 – 102

137 – 141

98 – 109
Kalorienverlust
pro Stunde und
eff. Pferdekr.


Kal.


940 – 1050


970 – 1060


1230 – 1350


1050 – 1380

Die Temperaturgrenzen beim Kühlwasser sind also bedeutend geringer (14,5 bis 9,2° 0.) als bei den hiesigen Versuchen (28,5 bis 37° C.), demzufolge der Wasserverbrauch bedeutender (pro effektive Pferdekraft 60 bis 141 gegen 18,7 bis 33,2), während der Kalorienverlust wenig abweicht (beim 30-PS-Motor 940 Kal. bei N = 18 PS).

8. Der Druck im Einblasecylinder betrug 41 bis 42,7 at bei Vollbelastung und 39,5 bis 39,6 at bei halber Kraft.

9. Die Wärmebilanz ergibt in Prozent:


Belastung
Voll Halb
Kal. % Kal. % Kal. % Kal. %
632,3 Ni
Ans Kühlwasser abgegeben

Im Dampfe verloren
In den Abgasen
Restglied
17610,1
17450,0

4211,5
8085,0
6716,4
32,6
32,3

7,8
14,9
12,4
bezw. 17610,1
„ 17450,0

„ –
„ 8085,0
„ 7068,4
35,2
34,8


16,0
14,0
11204,7
12030,0

2328,3
5648,0
– 1317,0
37,0
40,2


22,8
bezw. 11204,7
„ 12030,0


„ 5648,0
„ – 1121,9
40
43


17
KM bezw. K'M 54073,0 bezw. 50213,5 29894,0 bezw. 27760,8
|28|

Bei der halben Belastung ergibt sich ein negatives Restglied. Bei dergleichen Rechnungen erhält man nicht selten ein solches Resultat. Es kommt dies entweder von einem Beobachtungsfehler bezüglich des Kühlwasserverbrauches, oder rührt daher, dass die Gasprobe nicht genau dem Brennstoffverbrauch entsprach.

Von sonstigen Versuchen erwähne ich den im Januar 1900 vorgenommenen, welcher die Leistungsfähigkeit des im Hôtel „Drei Mohren“ zu Augsburg aufgestellten und von der Firma L. A. Riedinger daselbst erbauten 25-PS-Motors erproben sollte. Die Hauptdimensionen waren: Durchmesser und Hub des Arbeitskolbens 30 und 46 cm, des Kompressorkolbens 11 und 23 cm. Die Resultate sind in der Tabelle zusammengestellt.

Versuche der Firma L. A. Riedinger.


Nr.

Dauer

Touren

N

N i
Arb. d.
Kompr.
Petroleumverbrauch
623,3 N

623,3 Ni

KM

K'M

η

η'

η1

η1'
Total pro PSe pro PSi
Min. PS PS PS % kg/h kg/h kg/h Kal. Kal. Kal. Kal. % % % %
1 120 181,33 29,32 49,45 4,04 59,5 6,625 0,227 0,134 18539,6 31268,2 71947,5 66250 25,6 28,0 43,5 47,4
2 60 184,00 22,76 45,44 4,12 50,0 5,10 0,224 0,112 14391,6 28732,6 55386,0 51000 26,0 28,2 52,0 56,0
3 184,00 0,0 21,52 4,12

Auch hier haben wir sehr hohe Nutzeffekte. Doch ist zu bemerken, dass hier kein Bremsversuch vorlag, sondern eine Dynamomaschine arbeitete, und dass der Riemenverlust zu 10 % geschätzt wurde, da das hintere Lager der Dynamowelle die ganze Zeit über wegen der hohen Spannung des Riemens warm lief. In Wirklichkeit mag der Riemenverlust geringer und daher auch die erzielte effektive Arbeit geringer gewesen sein.

Endlich sind noch die in Amerika von Prof. James E. Denton vom Stevens Institute of Technology ausgeführten Versuche zu erwähnen. Sie fanden im Sommer 1898 statt an einem 20pferdigen Motor mit verschiedenen im Handel vorkommenden Rohölsorten und Petroleum (Kerosin):


Bezeichnung
Pratts
fuel oil
Penn-
sylvania
Eagle
crude oil
Lima
crude oil
Cali-
fornia
crude oil

Kerosin
Spez. Gewicht 0,852 0,849 0,856 0,846 0,784
Aussehen dunkelgelb schwarz schwarz schwarz
Siedepunkt °C. 93,5 121,0
Flammpunkt °C. 131,0 147,0
Heizwert Kal. 11100 10968 10915 10764 11198 (10335)
1 Gallone wiegt in
engl. Pfd

7,11

7,08

7,14

7,06

6,54

Bei allen diesen Oelen wurde selbst nach 250 Stunden Arbeit kein Anflug von Russ weder im Cylinder noch im Auspuffrohr gefunden. Ein Anflug Russ von minimer Dicke, der sich auf dem Kolben und am Cylinderende gebildet hatte, vergrösserte sich während der Versuche nicht.

Die Resultate dieser in Amerika von Prof. James E. Denton vom Stevens Institute of Technologie vorgenommenen Versuche sind in der unten folgenden Zusammenstellung enthalten.

Tn dieser Tabelle fällt uns die ungewohnte Benennung „reduzierte Arbeit“ auf; es ist darunter die Differenz zu verstehen aus der vollen indizierten Arbeit und der Kompressionsarbeit.



Brennstoff
Dauer Touren Effektive
Arbeit
Volle indiz.
Arbeit
Reduzierte
indiz. Arbeit
Innere Arbeit Brennstoffver-
brauch pro Stunde
Im
ganzen
pro
PSe
pro
PSi
Min. PS PS PS PS kg/h kg/h kg/h
Kerosin 118 186,8 21,81 34,46 32,37 12,65 5,352 0,245 0,155
255 186,6 21,10 32,98 30,88 11,88 5,044 0,238 0,153
Eagle 45 188,7 21,04 34,49 31,32 13,45 5,221 0,248 0,152
Lima 57 187,1 21,01 35,60 32,06 14,59 5,552 0,264 0,155
Fuel oil 117 184,2 20,35 32,79 80,48 12,44 5,538 0,274 0,169
California 60 186,1 20,35 31,75 28,51 11,40 5,700 0,280 0,179
60 188,4 19,91 32,53 29,59 12,62 6,128 0,307 0,188
Kerosin 120 187,6 19,70 31,76 29,72 12,06 4,808 0,244 0,151
154,2 17,57 24,41 23,27 6,84 4,241 0,242 0,173
Lima 60 186,0 15,37 27,70 24,32 12,23 3,977 0,258 0,143
Kerosin 120 191,5 15,37 28,53 26,28 13,16 4,082 0,266 0,143
30 186,5 13,23 25,75 23,58 12,52 3,469 0,263 0,135
Fuel oil 124 185,7 12,73 24,83 22,55 12,10 3,877 0,306 0,156
California 60 186,9 11,60 22,94 19,82 11,34 3,629 0,314 0,156
Lima 60 186,4 10,92 24,71 21,16 13,70 3,283 0,300 0,133
Eagle 60 186,7 10,73 24,18 20,81 13,45 3,315 0,309 0,137
Kerosin 154,1 9,45 17,46 16,34 8,01 2,658 0,281 0,152
90 188,5 8,90 21,40 19,20 12,50 2,871 0,323 0,134
Fuel oil 49 187,9 12,68 10,43 12,68 1,993 0,157
Eagle 30 188,7 13,41 10,18 13,41 2,368 0,177
Lima 30 190,1 14,23 10,66 42,14 2,322 0,168

Die Wirkungsgrade zeigt folgende Tabelle:

N N i KM K'M 632,3 N 632,3 Ni η η' η1 η1'
PS PS % Kal. Kal. Kal. Kal. % % % %
Kerosin 21,81 34,46 63,3 5,352 . 11198 = 59931,71 5,352 . 10355 = 55312,92 13790,90 21789,75 23,0 36,5 25,0 39,7
21,10 32,98 64,0 5,044 . 11198 = 56482,71 5,044 . 10335 = 52129,74 13341,95 20853,91 23,6 37,0 25,7 40,0
19,70 31,76 62,0 4,808 . 11198 = 53839,98 4,808 . 10335 = 49690,68 12456,70 20082,48 23,3 37,3 25,3 40,3
Eagle 21,04 34,49 61,0 5,221 . 10968 = 57263,93 5,221 . 10123 = 52852,18 13304,01 21808,72 23,3 38,2 25,2 41,5
Lima 21,01 35,60 59,0 5,552 . 10915 = 60600,08 5,552 . 10074 = 55930,85 13285,04 22510,59 22,0 37,3 23,7 40,2
Fuel oil 20,35 32,79 62,0 5,538 . 11100 = 61471,80 5,538 . 10245 = 56736,81 12867,72 20733,77 20,9 33,8 22,8 36,7
California 20,35 31,75 64,0 5,701 . 10764 = 61365,56 5,701 . 9934 = 56633,73 12867,72 20076,16 21,0 32,7 22,8 35,5
Lima 15,37 27,70 55,6 3,977 . 10915 = 43408,96 3,977 . 10074 = 40064,30 9718,76 17515,26 22,4 40,3 24,3 43,8
Kerosin 15,37 28,53 54,0 4,082 . 11198 = 45721,43 4,082 . 10335 = 42187,47 9718,76 18040,09 21,3 39,5 23,0 42,8
13,23 25,75 51,5 3,469 . 11198 = 38845,86 3,469 . 10335 = 35852,12 8365,59 16282,24 21,6 42,2 23,3 46,5
Fuel oil 12,73 24,83 51,4 3,877 . 11100 = 43034,70 3,877 . 10245 = 39719,87 8049,43 15700,51 18,7 36,6 20,2 39,5
California 11,60 22,94 50,6 3,629 . 10764 = 39062,56 3,629 . 9934 = 36050,05 7334,91 14505,42 18,7 37,0 20,3 40,2
Lima 10,92 24,71 44,5 3,283 . 10915 = 35833,95 3,283 . 10074 = 33072,94 6904,93 15624,62 19,3 43,6 20,9 47,4
Kerosin 8,90 21,40 41,5 2,871 . 11198 = 32149,96 2,871 . 10335 = 29671,79 5627,65 13531,65 17,5 42,0 19,1 45,5
Fuel oil 12,68 1,993 . 11100 = 22122,30 1,993 . 10245 = 20418,29 8017,82 36,2 39,3
Eagle 13,41 2,368 . 10968 = 25972,22 2,368 . 10123 = 23971,26 8479,41 32,7 35,3
Lima 14,23 2,322 . 10915 = 25344,63 2,322 . 10074 = 23391,83 9004,24 35,7 38,6
|29|

Der mechanische Wirkungsgrad ist kleiner (64 gegen 65 %) als bei den St. Petersburger Versuchen, ebenso der volle Wirkungsgrad η und η' (23,6 gegen 26 und 25,7 gegen 27,9) und der in effektive Arbeit umgesetzte Teil der indizierten (43,6 gegen 46 und 47,4 gegen 49,3 %); die Kurve, welche dem letzteren entspricht, hat ebenfalls ein Maximum zwischen Anfangs- und Endpunkt.

Der Kühlwasserverbrauch stellt sich wie folgt:



N


N i

Kühlwasser-
verbrauch pro
Stunde

Mittlere
Temperatur
Im Kühl-
wasser
stündlich
abgef.
im
ganzen
pro
PSi
pro
PSe
des Zu-
flusses
des Ab-
flusses
pro
PSi
pro
PSe
PS PS kg/h kg/h kg/h °C. °C. Kal. Kal.
Kerosin 121,81 34,46 803,87 23,2 36,7 24,5 48,7 880 853
Eagle 21,04 34,49 567,64 16,4 26,7 23,3 52,7 1020 625
Lima 21,01 35,60 808,72 22,7 38,4 25,0 46,9 835 496
Fuel oil 20,35 32,79 902,57 27,4 44,3 23,3 45,3
California 20,35 31,75 826,27 25,8 40,5 24,4 47,5
19,9132,53 906,16 27,8 24,4 48,0
Kerosin 15,37 28,53 872,09 30,5 56,6 25,0 42,6
Lima 15,37 27,70 492,11 17,7 32,0 24,3 52,4
Fuel oil 12,73 24,83 378,99 15,2 29,8 23,7 40,3
California 11,60 22,94 884,02 38,5 76,2 24,4 43,7
Lima 10,92 24,71 448,97 18,2 41,0 24,3 51,7
Eagle 10,73 24,18 431,14 17,8 40,2 23,3 51,2
Kerosin 8,90 21,40 469,16 21,9 52,7 20,0 49,4

Bis anfangs April 1900 waren etwa 140 Diesel-Motoren von 4 bis 85 PS im Betrieb oder in Ausführung. Die Lizenz zum Bau derselben hatten folgende Fabriken:

Russland:

  • 1. Maschinenfabrik Ludwig Nobel, St. Petersburg.

Deutschland:

  • 2. Vereinigte Maschinenfabrik Augsburg und Maschinenbaugesellschaft Nürnberg, Aktiengesellschaft.
  • 3. Friedrich Krupp, Gussstahlfabrik, Essen.
  • 4. Friedrich Krupp, Grusonwerke, Magdeburg-Buckau.
  • 5. Gasmotorenfabrik Deutz, Köln-Deutz.
  • 6. Maschinenbauanstalt, Eisengiesserei und Dampfkesselfabrik H. Paucksch, Akt.-Ges., Landsberg a/W.
  • 7. Diesel-Motorenfabrik, Akt.-Ges., Augsburg.
  • 8. L. A. Riedinger, Bronzewarenfabrik, A.-G., Augsburg.
  • 9. Maschinenbauanstalt Breslau, G. m. b. H., Breslau.

Oesterreich-Ungarn:

  • 10. Waffen- und Maschinenfabrik-Aktienges., Budapest.
  • 11. Danubius-Schoenichen-Hartmann, Vereinigte Schiffbau- und Maschinenfabrik-Aktienges., Budapest.
  • 12. Johann Weitzer, Maschinen-Waggonfabrik und Eisengiesserei-Aktiengesellschaft in Arad.

Schweiz:

  • 13. Gebrüder Sulzer, Winterthur.

Belgien:

  • 14. Carels Frères, Gand.

Frankreich:

  • 15. Société Française des Moteurs R. Diesel à Bar-le-Duc.
  • 16. Compagnie Française des Moteurs à Gaz et des Constructions Mécaniques, Paris.

Grossbritannien:

  • 17. The Mirrlees, Watson and Yaryan Co., Ld., Glasgow.

Dänemark.

  • 18. Aktieselskabet Burmeister & Wains, Maskin- og Skibsbyggeri, Kopenhagen.

Schweden:

  • 19. Aktiebolaget Diesels Motorer, Stockholm.

Nordamerika:

  • 20. Diesel Motor Company of America, New York.

Allerdings beteiligen sich an der Fabrikation der Diesel-Motoren nicht alle hier genannten Fabriken in demselben Masse, hauptsächlich weil in einigen Ländern, wie z.B. Deutschland, der hohe Zoll auf Naphtha und Naphthadestillate sehr hindernd auf die Verbreitung der Motoren wirkt. Anders stellen sich aber die Verhältnisse in den Ländern, wo die flüssigen Brennstoffe billig sind, wie Russland, Amerika, Oesterreich-Ungarn u.s.w., wo auch eine rege Nachfrage nach Diesel-Motoren sich gezeigt hat.

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