Titel: VORREITER: Konstruktionsprinzipien der Motoren für Luftfahrzeuge.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1912, Band 327 (S. 804–809)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj327/ar327238

KONSTRUKTIONSPRINZIPIEN DER MOTOREN FÜR LUFTFAHRZEUGE.

Von Ing. Ansbert Vorreiter in Berlin.

(Fortsetzung von S. 756 d. Bd.)

Bei gleicher Anzahl der Zylinder wird bei der V-förmigen Anordnung, gegenüber der Reihenanordnung, die Kurbelwelle nur etwa ⅗ so lang, und man spart nicht nur am Gewicht der Kurbelwelle, sondern auch an dem entsprechend kürzeren Kurbelgehäuse. Am größten wird die Gewichtsersparnis an diesen Teilen bei der sternförmigen Anordnung der Zylinder. Diese Anordnung wird bei Motoren mit umlaufenden Zylindern angewandt. Bei Sternmotoren mit feststehenden Zylindern ist die Oelung schwierig, wenn man nicht die Kurbelwelle senkrecht anordnet, so daß alle Zylinder in einer wagerechten Ebene liegen. In diesem Falle muß man die Kraft mittels konischer Zahnräder auf die wagerechte Propellerwelle übertragen, was nicht immer angängig ist, und daher hat sich diese, zuerst von Farcot angegebene Sternanordnung (abgesehen von Motoren mit umlaufenden Zylindern), noch wenig eingeführt. Bei nur einem Kurbelzapfen muß die Anzahl der Zylinder dabei ungerade sein, um gleiche Zündabstände zu erhalten, also 3, 5 oder 7 Zylinder. Bei zwei Kurbelzapfen sind dann sechs oder zehn Zylinder vorhanden (Fig. 3 bis 6).

Textabbildung Bd. 327, S. 804

Esnault-Pelterie entwickelte aus der sternförmigen die fächerförmige Anordnung der Zylinder, indem er die drei unteren Zylinder nach oben klappte, so daß sie zwischen die vier oberen Zylinder zu stehen kommen. Um einen guten Massenausgleich und einen gleichmäßigen Zündabstand zu erreichen, ist dann eine doppelt gekröpfte Welle nötig, so daß also statt des einen Kurbelzapfens der Sternmotoren deren zwei vorhanden sind. Für sieben Zylinder wird dann die Kurbelwelle und das Gehäuse derselben nur etwa ⅔ so lang wie für einen Vierzylindermotor mit in einer Reihe angeordneten Zylindern, die vier Kurbelzapfen erfordern.

Textabbildung Bd. 327, S. 804

Zur Erzielung eines stoßfreien Laufes ist, wie schon oben bemerkt, die gleichmäßige Verteilung der Kraftimpulse, d.h. der Zündungen, auf die zwei Umdrehungen des Viertaktmotors notwendig, und zwar wird der Lauf des Motors um so gleichmäßiger und stoßfreier sein, je mehr Kraftimpulse während der zwei Umdrehungen des Viertaktes auftreten.

Der Viertakt bedingt bei peripherischer Anordnung der Zylinder (Sternmotor und daraus entwickelter Fächermotor) auf einer gemeinschaftlichen Kreisebene eine ungerade Zylinderzahl, da nur diese die gleichmäßig fortschreitende Arbeitswirkung gewährleistet. Es erklärt sich dies aus dem bekannten Arbeitsvorgänge, wonach per Zylinder nur in jeder zweiten Umdrehung eine Zündung, d.h. ein Kraftimpuls erfolgen kann. Es kommt also jeder Zylinder bei jeder zweiten Umdrehung an die Reihe. Im |805| Interesse des gleichmäßigen Zündabstandes muß demnach immer ein Zylinder übersprungen werden (Fig. 6), also z.B. bei Motoren mit drei, fünf oder sieben Zylindern in der Reihenfolge der mit Bogen verbundenen Zahlen:

Textabbildung Bd. 327, S. 805

Daraus geht ohne weiteres hervor, daß die Explosionen für alle Zylinder immer in gleichen Abständen erfolgen, und daß die Perioden sich abwechselungsweise in kontinuierlichem Rhythmus wiederholen.

Textabbildung Bd. 327, S. 805

Auch Motoren mit doppelt wirkenden Zylindern sind des gleichmäßigen Drehmomentes und der Gewichtsersparnis wegen konstruiert worden, d.h. also Motoren, bei welchen auf jeder Kolbenseite die Arbeitsvorgänge stattfinden, oder die Doppelkolben haben. Bei diesen Konstruktionen kommt man also bei gleich gutem Gleichförmigkeitsgrad mit der halben Zylinderzahl aus, der Motor wird leichter und beansprucht weniger Raum. Die komplizierte Konstruktion dieser Motoren hat jedoch ihre Einführung in größerem Umfange verhindert (Fig. 7). Die gleichen Vorteile erreicht man mit den Zweitaktmotoren, und diese Motortype hat um so mehr Aussicht, in die Luftfahrt Eingang zu finden, als die Hauptnachteile des Zweitaktmotors gegenüber dem Viertaktmotor, die seine Einführung im Automobilbetriebe unmöglich machten, für Luftfahrzeuge nicht in Betracht kommen. Der Zweitaktmotor hat bekanntlich den großen Nachteil, im Drehmoment und der Tourenzahl nicht so variabel zu sein als der Viertaktmotor, er funktioniert nur richtig und mit geringem Brennstoffverbrauch bei einer gewissen Tourenzahl und bestimmter Belastung. Da nun der Luftschiff- und noch mehr der Flugzeugmotor fast stets mit der gleichen Tourenzahl und der gleichen Belastung arbeitet, können wir für die Luftfahrt die Vorteile des Zweitaktmotors uns zunutze machen; das sind namentlich die einfache Konstruktion, geringes Gewicht und billige Herstellung. Grade in Magdeburg hat dies zuerst richtig erkannt und verwendet für seine Eindecker einen Zweitaktmotor. Auch in Amerika werden von mehreren Fabriken Zweitaktflugmotoren gebaut.

Eine große Bedeutung für den Flugzeugbau haben die Motoren mit umlaufenden Zylindern und feststehender Kurbelachse. In letzter Zeit baut man auch Motoren, bei denen sowohl Zylinder wie Kurbelachse in verschiedenem Drehsinne, oder wie beim Bucherer-Motor in gleichem Drehsinne mit verschiedener Tourenzahl umlaufen. Seitdem es eine Automobilindustrie gibt, ist es bereits versucht worden, rotierende Motoren herzustellen, denn die Vorteile eines derartigen Motors für Automobilzwecke und jetzt besonders für Flugzeuge liegen auf der Hand. Der Hauptvorteil ist der, daß ein Motor, bei welchem die Zylinder rotieren, ganz sicher ohne Wasserkühlung auskommen kann, da durch die schnelle Rotation der Zylinder für eine sehr rasche Lufterneuerung und daher schnellste Wärmeableitung gesorgt ist. Ferner dienen das Motorgehäuse samt Zylindern und Steuerungsorganen gleichzeitig als Schwungmasse. Man könnte deshalb bei rotierenden Motoren die Anzahl der Zylinder vermindern, da die großen rotierenden Massen einen hohen Gleichförmigkeitsgrad bedingen. Motoren mit drei, vier und fünf Zylindern sind daher bei dieser Konstruktion zur Erzielung eines gleichmäßigen Laufes vollkommen ausreichend. Es werden jedoch meist Umlaufmotoren mit sieben und mehr Zylindern gebaut, um für die verlangte Leistung von 50 PS und darüber mit relativ kleinen Zylinderdurchmessern auszukommen.

Es darf jedoch nicht verschwiegen werden, daß durch die Rotation der Zylinder mindestens 8 v. H. der Motorleistung aufgezehrt wird, weil die Zylinder mit ihren Kühlrippen, Ventilstangen usw. einen erheblichen Luftwiderstand erzeugen. Die dadurch verlorene Arbeit ist etwa die gleiche wie bei einem Ventilator zur Erzeugung der Kühlluft (Renault-Flugmotor) und wesentlich höher, als der Arbeitsbedarf eines Motors mit feststehenden Zylindern mit Wasserkühlung für die Wasserpumpe und einen Ventilator für den Kühlapparat.

Ein weiterer Vorteil des Umlaufmotors ist sein geringes Gewicht, eben erzeugt durch den Fortfall der Kühlapparate mit Wasserpumpe und des Kühlwassers und durch die kurze Kurbelwelle und dementsprechend kurzen Gehäuse.

Diesen großen Vorteilen, gleichmäßiger Lauf, geringes Gewicht und unter Umständen auch Ausnutzung der gyroskopischen Wirkung, stehen mehrere Nachteile gegenüber. Erstens ein hoher Benzin- und noch höherer Oelverbrauch. Das Oel wird nämlich unter dem Einfluß der Tangentialkräfte herausgeschleudert. Es muß also viel Oel zugeführt werden auch infolge der Corioliskraft, welche einen starken Druck zwischen Zylinderwänden und Kolben hervorruft. Die Lebensdauer eines Umlaufmotors ist dadurch eine weit geringere als die eines Motors mit feststehenden Zylindern. Dazu ist sein Preis wegen der schwierigen Herstellung und Verwendung der besten Materialien |806| ein sehr hoher. Wegen des Einflusses der Tangentialkräfte müssen alle Teile, auch die Zylinder aus Stahl gefertigt werden.

Die Corioliskraft und damit ihre schädliche Wirkung läßt sich verringern durch Herabsetzung der Tourenzahl des Gehäuses mit den Zylindern. Hierdurch würde aber die Leistung herabgesetzt, wenn nicht die Kurbelwelle in entgegengesetzter Richtung rotiert. Auf diese Verhältnisse soll noch an anderer Stelle näher eingegangen werden. Hier sei noch auf die Kolbenwege dieser verschiedenen Motorbauarten, erstens Motoren mit feststehenden Zylindern, zweitens Motoren mit feststehender Kurbelwelle und umlaufenden Zylindern und drittens Motoren mit rotierender Kurbelwelle und in entgegengesetzter Richtung umlaufenden Zylindern aufmerksam gemacht, die in Fig. 8 dargestellt sind.

Textabbildung Bd. 327, S. 806
Textabbildung Bd. 327, S. 806

Es sind nun auch noch Motoren konstruiert worden, bei welchen Kurbelwelle und Zylinder in gleicher Richtung, natürlich aber mit verschiedener Geschwindigkeit rotieren. Als Beispiel sei der Flugmotor von Bucherer in Köln erwähnt. Bei dieser Konstruktion ergibt sich eine sehr hohe Tourenzahl für die Kurbelwelle (etwa 2000).

Sehr wichtig ist, namentlich bei luftgekühlten Motoren, die Kühlhaltung der Ventile. Die Saugventile werden wohl durch die frischen Gase gekühlt, um so mehr sind jedoch die Auspuffventile der Wärme der verbrannten Gase ausgesetzt. Das Bestreben vieler Konstrukteure geht deshalb dahin, Saug- und Auspuffventile zu vereinigen, und zwar wird meistens eine Konstruktion angewandt, die bereits vor zehn Jahren vom Verfasser angegeben wurde, wobei das eine Ventil für jeden Zylinder mit einem Rundschieber versehen ist, welcher sowohl den Ein- wie Auslaß steuert. Das Ventil bleibt demnach vom Beginn der Auspuffperiode bis zum Schluß der Saugperiode geöffnet. Die obenstehende Fig. 9 zeigt die Konstruktion an der Zeichnung der deutschen Patentschrift Nr. 148467. Das kombinierte Einlaß- und Auslaßventil e mit dem fest verbundenen Kolbenschieber ist in der Auspuffstellung gezeichnet. Die Gase entweichen durch den Kanal c, während der Kanal b für das frische Gasgemisch durch den Schieber noch geschlossen ist. Die Ventilstange, die mittels des Hebels h auf Achse i das Ventil e bewegt, bzw. der Ventilstössel, gleitet dann auf dem Bogen 2 bis 3 der in Fig. 10 gezeichneten Kurvenscheibe. Bei Weiterdrehung derselben in der Pfeilrichtung kommt von 3 bis 4 die zweite Stufe der Kurvenscheibe zur Wirkung, und das Ventil e und damit der Schieber wird in die Stellung 3 bis 4 der Fig. 9 bewegt, der Auspuffkanal geschlossen, der Saugkanal geöffnet. Nachdem sich die Kurvenscheibe von 4 bis 5 gedreht hat, wird von 5 bis 6 (Fig. 10) das Ventil geschlossen. Der äußere Kreis der Fig. 10 mit dem entgegengerichteten Pfeil ist der Kurbelkreis, die Zahlen an demselben geben die Stellung der Kurbel bzw. des Kolbens im Verhältnis zur Kurvenscheibe an. Da es sich um einen Viertaktmotor handelt, kommen zwei Umdrehungen der Kurbelwelle auf eine der Steuerwelle. Fig. 11 stellt eine abgeänderte Form des Schieberventils dar, wobei der Kolbenschieber nicht mit dem Ventil fest verbunden ist, sondern lose auf der Ventilspindel schiebbar ist und durch besonderen Stössel bzw. Kipphebel betätigt wird. Bei der ersten Ventilbewegung von 1 bis 2 der Fig. 10 bleibt der Schieber in Ruhe und Svird erst bei der Ventilbewegung von 3 auf 4 durch einen besonderen Hebel bewegt oder durch einen Ansatz auf der Spindel des Ventils mitgenommen, wobei der obere Kanal geöffnet, der untere geschlossen wird.

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Fig. 10a zeigt die Nockenscheibe von vorn gesehen in einer abgeänderten Form, wobei diese Scheibe außer zur Steuerung auch zur Regulierung des Motors dient. Die Nockenscheibe ist sehr breit und auf der Steuerwelle verschiebbar. Da der zweite Nocken 4 bis 5 konisch ist, wird bei achsialer Verschiebung der Kurvenscheibe der Saughub allmählich verringert, das frische Gasgemisch also gedrosselt. In Fig. 10b verläuft die zweite Stufe der Nockenscheibe schräg, so daß bei achsialer Verschiebung derselben der Schieber allmählich immer später in die Saugstellung geschoben wird. Bei Beginn des Saughubes steht also noch der Auspuffkanal offen, und es werden zunächst Auspuffgase bzw. Luft in den Zylinder zurückgesaugt, erst später frisches Gasgemisch.

Diese Konstruktion hat den Fehler, daß beim Ueber |807| gang von der Auspuffstellung in die Saugstellung beide Kanäle geöffnet sind. In der von dem Verfasser später angegebenen und an einem Versuchsmotor ausgeführten Konstruktion nach Fig. 12 ist dieser Fehler vermieden, da sich erst der Auspuffkanal schließt, ehe der Einlaßkanal geöffnet wird, wie aus der Zeichnung ohne weiteres hervorgeht.

Ventile der Konstruktion nach Fig. 10 benutzten Esnault-Pelterie und andere Konstrukteure, in letzter Zeit auch die Maschinenfabrik Oerlikon. Auch die Befestigung der Ventilfeder bzw. der Scheibe für dieselbe ist bei der gezeichneten Konstruktion beachtenswert. Eine verbesserte Ausführung zeigt Fig. 13.

Der Gewichtsersparnis halber finden wir bei Luftschiff- und Flugmotoren vielfach durchbohrte Kurbelwellen, ebenso werden die Pleuelstangen häufig hohl ausgeführt bzw. mit einer Reihe von Durchbohrungen versehen und die Ventilgestänge als Rohrgestänge ausgeführt.

Manche Konstrukteure machen Kolben- und Pleuelstange sehr kurz, um an Gewicht zu sparen. Dies muß man als einen groben Fehler bezeichnen. Bei einem für Dauerbetrieb geeigneten Motor darf man die beim Automobilbau bewährten Verhältnisse nicht verändern, also Kolbenlänge annähernd Hub, Pleuelstange gleich zweimal Hub. Nur bei des achsialen Motoren (z.B. N. A. G. Luftschiffmotor, Busse & Selve-Flugmotor), kann man die Schubstangen kürzer machen.

Aus dem gleichen Grunde der Gewichtsersparnis werden die Wassermäntel der Kühlung vielfach aus Kupferblech aufgezogen, in neuerer Zeit sogar, wie bei den E. N. V.-Motoren (Motor Syndicate Limited in Courbevoie), auf galvanischem Wege hergestellt. Vielfach werden schon die Kupfermäntel selbst mit Kühlrippen versehen (Rumpler), um dadurch die Kühlfläche zu vergrößern.

Um bei gegebenen Zylinderdurchmessern eine möglichst hohe Leistung zu erzielen, wird natürlich mit ziemlich hoher Kompression gearbeitet, und um einen möglichst hohen volumetrischen Wirkungsgrad zu erreichen, werden die Widerstände für Ein- und Auslaß möglichst vermindert, d.h. die Ventilquerschnitte möglichst groß gewählt. Aus dem gleichen Grunde, wie auch um Gewicht zu sparen, arbeiten die Motoren für Flugzeuge mit freiem Auspuff, verzichten also auf den Auspufftopf. Dies ist jedoch bei Motoren für Luftschiffe nicht angängig, im Gegenteil ist hier der konstruktiven Ausbildung des Auspufftopfes eine ganz besondere Sorgfalt zu widmen, um zu verhindern, daß aus demselben Gase von höherer Temperatur austreten, da hierdurch eine Entzündung des Wasserstoffgases verursacht werden könnte, wenn solches durch Undichtigkeiten der Ballonhülle austritt.

Textabbildung Bd. 327, S. 807
Textabbildung Bd. 327, S. 807
Textabbildung Bd. 327, S. 807

Um bei gegebenem Gewicht eine möglichst hohe Motorleistung zu erzielen, werden die Tourenzahl bzw. die Kolbengeschwindigkeiten, namentlich bei Motoren für Flugzeuge, gesteigert. Die gegen die hohe Tourenzahl geltend gemachten Bedenken, daß der Verschleiß ein zu großer ist, namentlich am Kolben wegen der großen Kolbengeschwindigkeit, sind ungerechtfertigt, nachdem durch die Erfolge bewiesen ist, daß man ohne Bedenken Motoren mit erhöhter und höchster Geschwindigkeit laufen lassen kann. Maschinen mit 5 bis 7 m i. d. Sek. Kolbengeschwindigkeit sind bei unseren heutigen Materialien unbedenklich.

Bei Automobilmotoren geht man heut noch höher, wobei allerdings zu berücksichtigen ist, daß der Automobilmotor nur vorübergehend mit der höchsten Tourenzahl arbeitet. Beweist es uns doch die unumstößliche Tatsache, daß Automobilmotoren in Droschken und Omnibussen seit langen Jahren den täglichen Dauerbetrieb aushalten, ja, daß oft erst nach einer Betriebszeit von mehreren Jahren eine größere Reparatur an den Motoren, nötig wurde.

Die Ansichten über den Begriff von langsamlaufenden Motoren gehen weit auseinander. Ein langsamlaufender stationärer Motor hat fast eine ebenso hohe Kolbengeschwindigkeit als ein normaler (nicht Rennmotor) Automobil- und Lufschiffmotor. Dies ist leicht erklärlich durch folgendes Beispiel:

Nehmen wir einen „Schnelläufer“ von 120 Bohrung,. 120 Hub, 1200 Touren i. d. Min. an, also einen Motor von effektiv 8 PS per Zylinder. Sein Kolben legt einen Weg von 120 ∙ 2 ∙ 1200 : 60 = 4,8 m i. d. Sek. zurück. |808| Ein langsamlaufender Motor hat bei einer Leistung von etwa 8 PS, wenn er anstatt 120 mm 320 mm Hub macht, anstatt 1200 nur 400 Touren i. d. Min., also ist hier die Kolbengeschwindigkeit = 320 ∙ 2 ∙ 400 : 60 = 4,3 m i. d. Sek., d.h. fast die gleiche wie bei dem anderen Motor.

Genau so liegen die Verhältnisse mit den übrigen beweglichen und sich reibenden Teilen, da z.B. die Kurbelwelle eines Schnelläufers 36 mm hat und die eines langsamlaufenden Motors etwa das dreifache beträgt. Die Hauptsache ist lediglich nur die, daß eine Maschine zweckentsprechend und gründlich durchkonstruiert ist und man allen eintretenden Verhältnissen Rechnung trägt.

Der heutige Stand der Motortechnik und die uns heute zu Gebote stehenden hochwertigen Qualitätsmaterialien sowie die erschöpfende Verwertung aller nur verfügbaren Herstellungsmöglichkeiten gestatten uns ohne weiteres, den Bau und die praktische Verwendung von schnellaufenden Kolbenmotoren. Alte Motorenfirmen von Weltruf, die früher mit ihren Motoren nicht über 800 bis 1000 Touren i. d. Min. hinausgingen, bauen heute anstandslos Motoren von 1200, ja bis 2000 Touren i. d. Min. Da ja auch die Umlaufzahlen von Dampfturbinen, Elektromotoren und dergl. oft noch weit höher sind, trotzdem aber lange Jahre hindurch und dauernd gut funktionieren, so ist es direkt ungerechtfertigt, an der hohen Tourenzahl der „Schnelläufer“ den geringsten Anstoß zu nehmen. Bei direktem Antrieb der Schrauben hat diese hohe Tourenzahl jedoch den Nachteil im Gefolge, daß der Wirkungsgrad der Schrauben ein schlechter wird; es empfiehlt sich daher, bei Motoren mit hohen Tourenzahlen, trotz der Reibungsverluste und des vermehrten Gewichtes, ein Vorgelege anzuwenden, um die hohe Umdrehungszahl des Motors für die Schrauben ins Langsame zu übersetzen. Eine gute Lösung hat Renault gefunden, der die Schraube auf die Steuerwelle setzt. Ein anderer Ausweg wäre der, sehr langhübige Motoren zu konstruieren statt des Mehrgewichts des Vorgeleges, also lieber ein Mehrgewicht infolge der Verlängerung der Zylinder sowie Antriebs- und Steuerungsorgane in Kauf nehmen. Durch den erheblich besseren Wirkungsgrad der langhübigen Motoren würde am Gewicht des Brennstoffes gespart werden, bzw. der Aktionsradius der Luftfahrzeuge wird vergrößert.

Ebenso wichtig wie bei Automobilmotoren ist natürlich auch bei Luftschiff- und Flugzeugmotoren die Kühlung. Scheinbar liegen beim Luftfahrzeugmotor die Verhältnisse für eine Luftkühlung günstiger als beim Automobil, da die Geschwindigkeit gegenüber der Luft fast immer dieselbe ist und zwar eine ziemlich hohe, also eine schnelle und regelmäßige Lufterneuerung gewährleistet wird. Viele Versuche an luftgekühlten Motoren, auch seitens des Verfassers, haben jedoch erwiesen, daß es bei größeren Zylinderdimensionen nicht möglich ist, die Wärme durch Luftkühlung in hinreichender Weise abzuführen, wenn nicht ein Hilfsauspuff in der inneren Totpunktlage aufgedeckt wird und für schnelle Abführung der heißen Gase sorgt. Die Mängel, die beim Automobilmotor der freie Auspuff hervorruft, treten bei Motoren für Flugzeuge kaum auf. Der freie Auspuff beeinflußt nämlich den Vergaser, indem am Ende der Saugperiode frische Luft angesaugt wird, die das Benzinluftgemisch ärmer macht. Dem läßt sich zwar dadurch in einfachster Weise begegnen, daß der Vergaser ein überreiches Benzinluftgemisch liefert, aber die Gemischbildung läßt sich nur für eine gewisse Tourenzahl einstellen. Wird der Motor gedrosselt, so wird das Gemisch durch die Zusatzluft aus dem freien Auspuff zu arm und ist nicht mehr zündungsfähig. Daher ist ein Motor mit Hilfsauspuff nur in sehr engen Grenzen in seiner Leistung veränderlich. Im Automobilbetriebe sehen wir daher solche Motoren nur bei Schrittmachermaschinen für die Rennbahn angewandt, die bei stets gleichbleibendem Uebersetzungsverhältnis immer mit voller Leistung beansprucht werden. Dies ist aber auch bei Motoren für Flugzeuge der Fall, daher ist bei denselben die Anbringung des unteren freien Hilfsauspuffs vorteilhaft. Außer dem Vorteil der schnelleren Wärmeabführung wird der Auspuffwiderstand geringer und das Auspuffventil erfordert weniger Kraft zum Oeffnen. Schließlich wird auch der volumetrische Wirkungsgrad verbessert, da die Füllung des Zylinders bei der Saugperiode besser ist. Für sehr große Zylinderdurchmesser wird jedoch auch mit diesem Hilfsauspuff eine genügend schnelle Wärmeabführung nicht mehr erreicht, so daß man gezwungen ist, bei starken Motorleistungen auf die im Automobilbau erprobte Wasserkühlung zurückzugreifen. Der Hilfsauspuff hat auch noch den Fehler, daß sehr viel Oel verloren geht, da die Auspuffgase das Oel mitreißen. Solche Motoren verursachen mitunter einen Oelregen, der bei vorn eingebautem Motor den Flugzeugführer sehr belästigt. Bei Motoren mit umlaufenden Zylindern kann man ohne Hilfsauspuff sicher mit Luftkühlung auskommen.

Für die schnelle Abführung der Wärme ist auch die Anordnung der Auspuffventile wichtig und die Gestaltung des Explosionsraumes. Ein halbkugelförmiger Explosionsraum mit großen Ventilen in der Zylinderachse ist am günstigsten. Solche Zylinder geben auch den besten Wirkungsgrad und die Herstellung aus Stahl und damit eine Gewichtsersparnis ist möglich. Um den Raum im Deckel besser auszunutzen, kann man auch je zwei Ventile für Einlaß und Auslaß anordnen. Auch zwei Ventile für den Auspuff, eines für den Einlaß ist günstig. Drei Ventile sind leichter auf den Zylinderdeckel unterzubringen als vier. Zwei kleine Auspuffventile statt nur eines großen Ventils erzielen auch den Vorteil einer größeren Betriebssicherheit. Die kleinen Ventile leiden weniger unter der Wärme der Auspuffgase.

Ein weiterer Umstand ist noch vorhanden, welcher der Luftkühlung engere Grenzen anweist. Bei Motorluftschiffen besteht immer die Möglichkeit, daß Gase aus der Ballonhülle austreten und mit der Luft ein brennbares, explosibles Gemisch bilden. Wenn auch die Möglichkeit gering ist, so kann es doch vorkommen, daß die Gase durch irgendwelche Luftbewegung den überhitzten Motorwandungen zu nahe kommen und sich entzünden. Anders liegen die Verhältnisse bei Flugzeugen; dort wird kein brennbares Gas verwendet und in der Tat scheinen sich |809| dort luftgekühlte Motoren besser behaupten zu können. Während der letzten Flugveranstaltungen, z.B. beim Wettbewerb der Wasserflugzeuge in St. Malo hatten sich die luftgekühlten Renault- und Gnomemotoren (letztere mit rotierenden Zylindern), vorzüglich bewährt. Mit einem luftgekühlten Anzani-Motor flog bekanntlich Bleriot über den Kanal. In der französischen Flugzeugindustrie herrscht noch heute der luftgekühlte Motor, während in Deutschland mehr wassergekühlte Motoren eingebaut werden.

Es darf aber nicht übersehen werden, daß der Gewichtsunterschied eines luftgekühlten Motors (abgesehen von solchen mit rotierenden Zylindern (der Gnomemotor der leichteste f. d. PS) gegenüber dem eines Motors mit Wasserkühlung gar nicht so erheblich ist, daß es gerechtfertigt erscheinen kann, die verminderte Betriebssicherheit eines Motors mit Luftkühlung gegen eine kleine Gewichtsersparnis in Kauf zu nehmen. Auch der luftgekühlte Motor braucht verschiedene Organe, wie durch Rippen vergrößerte Oberflächen der Zylinderwandungen, Ventilatoren, Blechhauben, Rohrleitungen usw., welche zusammen ein ganz erhebliches Gewicht repräsentieren. Als Beispiel sei der Renault- und der Farcot-Motor erwähnt (Fig. 14). Für große Flugzeuge, die starke Motoren benötigen, ist daher ein Motor mit Wasserkühlung vorzuziehen.

Bei luftgekühlten Motoren werden natürlich auch die Temperaturen der Zylinderwände höher sein als bei Motoren mit Wasserkühlung, dementsprechend wird auch der volumetrische Wirkungsgrad niedriger, und wir erhalten daher bei gleichen Zylinderdimensionen geringere Motorleistung als bei Motoren mit Wasserkühlung.

Schließlich ist bei luftgekühlten Motoren auch die Schmierung schwieriger resp. der Oelverbrauch größer.

Es finden daher zurzeit auch an Flugzeugen, abgesehen von Umlaufmotoren, meistens Motoren mit Wasserkühlung Verwendung. Während in den ersten Jahren der Flugtechnik, um das Gewicht eines Kühlers zu sparen, das Prinzip der Wasserverdampfung zur Anwendung kam, wird heute allgemein ein Kühler benutzt. Bei Wasserverdampfung kann der Motor nur so lange arbeiten, bis der Vorrat an Wasser verdampft ist. Die Société Antoinette wendet Wasserverdampfung mit Kühlapparat resp. mit Kondensator an, indem der Dampf in einer Kühlschlange kondensiert und das Kondensat durch eine Pumpe wieder dem Reservoir zugeführt wird. Um bei Wasserkühlung mit einer geringen Kühlwassermenge auszukommen und kleinem Kühler, muß man für einen schnellen Wasserumlauf sorgen, also eine verhältnismäßig große Pumpe benutzen, etwa 15 bis 18 l i. d. Min.

Textabbildung Bd. 327, S. 809

Wichtig ist wegen der Gewichtsersparnis die Materialfrage. Wir sehen daher, um möglichst geringe Gewichte der Hauptteile zu erhalten, viel Aluminium in den Luftschiff- und Flugmotoren. Nach der Meinung des Verfassers ist es aber falsch, so weit zu gehen, Zylinderköpfe, Ventilgehäuse und Kolben oder andere wichtige Teile des Motors aus Aluminium zu fertigen. Aluminium ist ein wenig zuverlässiges Material, wenn es stark beansprucht und dazu noch Erschütterungen ausgesetzt ist. Der richtige Weg zur erheblichen Gewichtsersparnis ist die Verwendung von Stahl, auch die Zylinder lassen sich bei guter Konstruktion aus Stahl herstellen und dadurch kann man etwa 20 v. H. Gewicht ersparen (Daimler und Gnome).

(Schluß folgt.)

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