Entwerleii nnd Berechnen

erbrennunssmotoren

Hugo Gfildner

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Das Entwerfen und Berechnen

der

Verbrennuna'smotoren.

Handbuch fur Konstrukteure und Erbauer von Gas- und Olkraftmaschinen.

Von

Hugo giiklner,

Oberingenieur.

Direktor der Guldner -Motoren-Gesellschait in MUnchen.

Zweite, bedeutend erweiterte Auflage.

Mit 800 Textfiguren und 30 Konstruktionstafeln.

Lionel S. Marki Harvard University Cambridge, Masii

BERLIN. Verlag von Julius Springer.

100."

Alle Rechte, insbesondere das der tjbersetzung in fremde Spradien, vorbehalten.

An (lie Beiiutzor dieses Buclies, uiid insbcsoridere an seine eigrentlichen I'.icligenossen riehtet der Verfasser die ergebene Bilto, ihn auf etwaige UnrielitiKkeiten, eigttnzungsbediiiftige LUckeii usw.

gefalligst aufmeiksain zu inarUcn.

Vorwort zur ersten Auflage.

Deutschlands Motorenindustrie geuieJit mit Kecht eiiien Weltruf; die ersto dem Alter nach, stebt sie audi in bezug auf Leistungsfahigkeit und schopferische Kraft an der Spitze. Viertakt- und Zweitaktmasciiine, Ver- puffungs- und Gleichdruckmotor, Kraftwagenwesen und motorische Gichtgas- verweituDg kurz, alles was den Motorenbau begriindet, was ilin lebens- fahig und grofi gemacht hat, ist in deutschen Kopfen ersonnen oder auf deutschem Boden zuerst vcrwirklicht worden.

Unsere motorenbautechnisclic Fachliteratur befindet sich auf einer dem- entspreehenden Holie; namhafte Werke gehoren ihr an, sowie gelegentliche Sonderabliandlungen, die an Griindlichkeit und wissenschaftlicher Tiefe ilires- gleichen suchen. Und dcnnoch wie gering ist der praktische Nutzen, den die Motorenindustrie selbst aus diesen Veroffentlichungen zieht! Ilu-e Verfasser sckreiben zwar iiber, hingegen hochst selten fiir den IMotorenbau und empfangen aus dieseni weit mehr Eindriicke und Aufschliisse, als sie dem- selben zu geben vermogen. Das gilt ganz besonders fiir die bestehenden motortechnischen Handbiicher. Aufier einem, bestenfalls den wirklichcn Bediirfnissen entsprechend bearbeiteten, warmetbeoretischen Abscbnitt bieten sie gewohnlich nicht viel mehr, als eine Reihe von Bescbreibungen ebe- mals ansgefiihrter Verbrennungskraftmaschinen mit unmafigeblichen Figuren und einigen Versucbszahlen. Was soil nun der eigentlicbe Motorenbau, und namentlicb der ^lotorenkonstrukteui-, mit einem solcbem Beiwerk anfangen? Er findet darin im groBen und ganzen nur langst Bekanntes, das wenige Neue aber raeistens in einer Form geboten, die eine praktische Verwertung ausschlieBt. Wort und Bild sind eben auf den Laien zugeschnitten und konnen daher dem Fachkundigen nicht viel niitzen. So kommt es, da6 unsere Handbucher iiber den Motorenbau in diesem selbst am wenigsten heimisch sind und durchgangig nur in denjenigen Kreisen beacbtet werden, welcbe sich erst mit dem Wesen der Ga>kraftmascbinen vertraut machen wollen und dazu eines gemeinfalSlichen Lcitfadens bedurfen.

Die Grunde hierfiir liegen auf der Hand. Der Verbrennungsmotor er- stand und gedieh auf dem Boden des Versucbes und der Erfabrung. Alle demselben zu teil gewordenen Verbesserungen gingen und geben nocb aus der Motorenindustrie selbst hervor; erst in ihr und durch sie erbalten die an dieser Entwicklung mitwirkenden Techniker die crforderlichen tiefer- gehenden Sonderkenntnisse. Neue Erzeugnisse des Motorenbaues werden den auBerhalb Stehenden gewohnlich erst in gereiftem Zustande bekannt; setzt dann die wissenschaftlicbe Forschung ein, so nimmt sie mit seltenen Ausnahmen die inneren, warmetbeoretischen Arbeitsvorgjinge zum Gegen-

1 \' Yorwort zur ersteii Auflage.

stande und beschrjinkt sicli dadiirch unter Veikcimung des wirkliclicn Be- durfnisses aiif ein Gebiet, welches nur ein kleines Stiick des tatsaclilichen Wirkungsfeldes des Motorentechnikers ausmacht und fiir diesen bei weitem nicht die gemeinhin angenommene Bedeutung bat.

leh mocbte hier nicht niiBverstanden wcrden. Dal.l griindliclie \v:inne- theoretische Messungen an Verbrennungsmotoren eincn hohcn wisscnsoliaft- liehen Wert und mittelbar auch eine praktische Bedeutung haben, wird natiirlich niemand bezweifeln, trotzdeni die Endergebnisse derartiger Unter- suchuugen duicbweg rein theoretiscber, iiberwiegend sogar hypothetischer Natur und deshalb nur vereinzelt technisch verwertbar sind. Nicht der wurmetheoretischen Forschung an sich soil diese Kritik gclten, sondern der stark iibertriebenen Wertschiitzung derselben als motoronbautechnisches Hilfsniittel, soAvie der Einseitigkeit, mit welchcr dadurcli die Auflvlanmgs- arbeiten an der Verbrennungsmaschine iiberhaupt behaftet worden sind und die sich sowohl in unscrcr Fachliteratur, wie im technisohcn Untorricht widerspiegelt. Indeni die VVissenschaft scbon Jahrzehnte hindurch allein die physikalischen Vorgiinge fur forschungswiirdig halt, vernaehliissigt sie die Ergriindung der praktisch weit wichtigeren Bau- und Bewegungsverhiiltuisse, also diePflege der Konstruktionstheorie der Gaskraf tmaschincn cmpfindlich. Ganze Biinde fiillen bereits die wiinnetheoretischen Auseinandersctzungcii, die maschinentechnische Wiirdigung des Verbrcnnuiigsniotors abcr ist niit einigen Rli'ittern erscliiipft.

Darin lieo;t otfenbar fiir die GasmaschinenLndustrio ein sulnvercs Heuunnis und eine wirtsehaftliche Schiidigung. Ist doch noch heute jede einzelne Fahrik darauf hingewiesen, die zweckmiiBigsten Fornien, giinstigstcn Betatigungs- gesetze, zulassigen Anstrengungen usw. von wescntlieh neuen Motorenteilen auf eigcne Faust herauszufinden, ohne in der Lage zu sein, aus don in gleichartigen Fallen audervveitig vielleicht scbon hiiufig angestellten Er- niittlungen lernen zu konnen. Aussichtslose Versuche werden folglich immer wieder von neuem geniacht. Die dadurcli fortgesetzt verursachten groBen Verluste an Zeit und Geld lassen sich wenigsteus teilweise bestiramt vermeiden, wenn die technische Forschung nachdriicklich dai'an arbeitet, auch fiber die niaschincllc Theorie, zumal iiber das Entwerfen und Berechncn der Motorcn Klarhcit und Sicherheit zu verbreiten. Die Lusung dicser wichtigen Aufgabe ist nicht allein eine Domano der Wiirmetheoretiker, sondern die gesamte technische Wissenschaft, ja jeder erfalirene Maschincnbaner konnen an ihr mitwirkcn; wenn das abcr geschiclit, so wird auch die motortechnische Fachliteratur ein anderes Gepriige und eine hohere Be- deutung fur die Wirklichkeit eriangen, als sie heute bcsitzt.

Das vorliegende Werk will nun mit der hier angeregten Auf'klarungs- arbeit den Anfang machen und als erster, bescheidcner Beitrag zu derselben gelten. Aus den Erfahrungen einei- fast injiihrigen leitenden Tiitigkeit heraus babe ich es als Motorenbauei' fiir den Motorenbau geschrieben, mit der Absicht, den ausiibenden Technikcrn und darunter besonders dera Motorenkonstrukteur ein verliifiliches Hilfs- und Auskunftsbuch, deiii an- gehenden Motorenbauer alxT cinen praktisch niitzlichcn Leitfadeu zu bieten.

Vorwort zuv ersten Auflai^e. V

Pa6 f'iir bcides ciu wirkliches Bediirfnis besteht, glaube icli einleitcnd nach- gewiesen zu habcn.

Uber die Begrenzung und Beliandlung des in Frage kommenden Stoffes nioge das Buch selbst Auskunft erteilen; der ganze innere Aufbau war eigcutlich schon durcli den Zweck der Arbeit gegeben. Gewissermafien ais Einfiihrung in das Hauptgebict und als Ubersicht der vergangcnen Kon- struktionen entbalt der erste Teil des Buches eine kritische Betrachtung iiiterer beachtenswerter Verbrennungsmotoren.

Der zweite Teil bchandelt znnachst die Warmemechanik in Form und Ausdehnung, wie sie niir an diesem Orte zweckmiifiig zu sein schienen; die daran anschiieiiiende „Untersucluing der Arbcitstakte" diirfte deni Bureau- und Betriebstecliniker gleieh erwiinscht kommen und voraussichtlich, der Wichtigkeit des Gegenstandes entsprechend, mit der Zeit von Anderen noch manche Erganzung erfahrcn.

Das eigentliche alltiigliche Riistzeug fiir den Konstruktionstisch bildet der dritte und ausgedehnteste Teil des Werkes; in ibm kommt der Haupt- zweck der ganzen Arbeit so recbt zuni Ausdruck. Ich mocbte dicsen Teil als den Keim einer „motortechnischen Konstruktionslehre" ansehen, deren Aufgabe sein wurde, die aljgemeinen Konstruktionstheorieu den Sonder- verhiiltnissen des Motorenbaues anzupassen und entsprechend zu erweitern, durch eine gewiihlte Sammlung von Erfahrungswerten und guten Ausfiihrungs- beispielen zuverliissige Unterlagen fiir Neukonstruktioncn zu geben und so den Konstrukteur und Erbauer von unnotigeni Herumproben abzubalten. Dieser Zweck erheischt ausgedehnteste Verwendung naturwahrer Zeich- nungen von mustergiiltigen Ausfiihrungsformen; je mehr Ma6zahlen dabei dargeboten werden, desto besser. In bewiihrten AusfiihrungsnialJen licgt fiir den Techniker eine eigene Statistik von nachhaltigem Werte und nicht sclten der Ausdruck von sonst noch unausgesprochenen Konstruktionsgesetzen. Geradc dann also, wenn diese Gesetze iiberhaupt noch wenig gekliirt und gefestigt sind, gehoren Zeichnungen und Mafizahlen am notwendigsten zu- sammeu. Dieser Grundsatz war fiir die zeichnerische Ausstattung meines Buches, und zumal des dritten Teiles desselben, bestimmend. Sollte es diesbeziiglich allgemein anregend wirkcn, so wiirde damit der Fachpresse wohl nur gedient sein; denn die seither beliebte Art, jede Ziffcr aus den Texttignren zu verbannen, macht aus Dokumenten der Industrie gar hJiufig wertlose Bilder.

Zeigt der dritte Teil das Entwerfen und Berechnen der baulichen Einzel- teile, so ist es die vornehmste Aufgabe des vierten Abschnittes, dieselben an zoitgemafien Motorcngattuugen im Zusammenhange vorzufijhren, sowie Einblick in deren Aufstellungs- und Anwendungsverhaltnisse zu verschafFen. Aus den hierbei ano-efiihrten neuesten Betriebszahlen eroibt sich zueleich die gegenwi'irtige wirtschaftliche Hohe des Verbrennungsmotors und dessen Stellung anderen Kraftquellen gegeniiber.

Auch der fiinfte Teil iiber die „motorischen Brennstoffe und motorische Verbrcnnung" richtet sich hauptsiichlich nach den Bcdiirfnissen des Kon- strukteurs, wird indes auch dcni Betriebstechniker gute Dienste leisten

■\T Vorwort zur ersten Auflage.

konnen. Sclbst eigraute Motorenbauer sind sich zuweilen nicht ganz dariiber klar, welcheu Einfliisscn die motorische Verbrennung unterstellt ist, wie sehr eine vollkommene Diirchfubrung dcrselbcn iu ihrcm Interesse liegt und welclie Mittel dieses ermoglichen. Das Studium der Verbrennungsvorgange fiihrt erst zii der Einsicht, daB fiir den Motor in gewissem Sinne Luft so gut als Kraft ist, und daJj man deu BrennstofF vergeudet, wonn man mit der Luft miBwirtschaftet.

Damit das vorliegende Handbuch auch den Motorenbauern obne warme- theoretische Kenntnisse dienstbar sein kann, ist demselben endlieh noch ein Abrils der Warnicmeehanik und der Warmechemie angehangt, so dat! im Hauptinhalt elementare Erkliirungen vermieden werden konnten. Was der Anhang soust noch bietct, ist ein buntes Allerlei, welches zwar nicht regel- malaig benutzt, gelegentlich jedoch gerne nachgesehlagen wird.

Alles in allem ist das Werk „aus der Praxis fiir die Praxis" geschrieben; dessenungeachtet hoiFe ich, dafi es auch im technischen Unterricht Beachtung finden moge. Ich denke hierbei aus naheliegenden Griinden vorziiglich an unsere Hochschulen. Was diese dem jungen Ingenieur an motorcnbau- technischen Vorkenntnissen heute mit auf den Weg geben, ist wenig melu- als nichts. Jeder Burcauleiter, woher er ancli seine jungen Mitarbeiter be- ziehe, kann das auf Grand eigener mitSlichcr Erfahrungen bestatigen. DaB hier eine Anderung der Verhaltnisse eintrete, ist eine zeitgemaBe Notwendig- keit luid daher eine berechtigte Forderung der Motorenindustrie.

Scbon hore ich die bekannte Abvvehr: „Die Hochschulen solleu keine Spezialisten bilden!" Ob diese Auffassnng bei der stetlg gewinnenden Arbeitsteilung in Industrie und Technik noch lange unerschiitterlich sein wird, moge dahingestellt bleiben; zweifellos hat aber die Fabrikation der Verbrennungsmotoren heute eincn Umfang und eine Bedeutung erlangt, daB sie hinter dem Dampfmaschinen- und Werkzeugebau und liinter der Elektro- technik kaum noch zuriicksteht. AVenn nun, wie bekannt, auf die praktischen Bediirfnisse dieser Industriezweige in den Lehrpliinen, Priifungsordnungen und Laboratoriumsausriistungen der technischen Hochschulen weitgehende Riicksicht genommen wird, so hat wohl auch der Motorenbau ein erhebliches Interesse daran, daB denjenigen Studierenden, welche sich ihm zuwenden wolleu, gcniigende Gelegenheit zur Aneignung der grundlegcnden Sonder- kenntnisse gegeben werde. Diese finden sich aber nicht nur in der be- schreibenden Maschinenlehre und in der Warmemechanik, wie es heute noch allgemeine Auffassung ist, sondern sie wurzcln weit iiberwiegend in dem Boden der theoretischcn Maschinenlehre und der Konstruktionsiibnngcn, welche somit einer entsprechenden Ausgestaltung notwendig bediirfen. Fiir eine demgemaBe Anpassung der genanntcn Lehrgcbiete an die praktischen Bediirf- nisse des Motorenbaues diirfte nun die vorliegende Ai'beit als Kichtsciuiur oder Unterlage dienen und in ihren vielen erprobten iVusfiihrungsbeispielen einen erwunschten Ubungsstoff" liefern konnen.

Augsburg, Ende Dezembor l'J02.

Hugo Giildner.

Vorwort zur zweiten Auflage.

Die deni Handbuchc ringsum zuteil gewordene gute Aufnahme driingte schon im Juni 1903, wenige Monate nach dem Erscheinen der ersten zur ungesaumten Vorbereitung einer neuen Ausgabe. Durch meine Berufspflichten ist diese Arbeit iinerwiinscht laiige aufgehaltcu worden, was aUerdings auch eine gute Scite hatte, indem dadurch noeli die jiingsten gasmaschinentech- nischen Fortschritte Beriicksichtigung finden konnten. Und gerade die letzten Jahre haben in der Entwicklung der Verbrennungsmotoren nicht wenig Neues von allgemeiner Bedeutung hervorgebraeht:

Die Gasturbine tritt, mehr wie ein Jahrhundert nach ihren ersten aus- sichtslosen Anfjingen, ncuerdings wieder sehr in den Vordergrund und die Erfindertatigkeit bat sich ihrer geblendet durch die raschen Erfolffc der kreisendcn Dampfmaschine bereits mit vollem Eifer angenommen.

Die Sauggaserzeuger sind im bosten Zuge, als einfache und billigste Kraftanlagen die iilteren Gasgeneratoren vollig zu verdrangen und ncbenbei auch dem Absatzfeld der kleineren Leuchtgas- und Olmotoren empfindUchen Abbruch zu tun. Sie haben ferner den AaistoB dazu gegeben, daB eine der wichtigsten Aufgaben des heutigen Gasmaschinenbaues, die Vergasung von teerhaltigen BrennstoiFen, nachdrticklich studiert und brauchbaren Losungen nahe gebracht worden ist.

Durch die ELnfiihrung von doppelt'tv^irkenden Bauarten ist in das Ringen zwischen Vicrtakt und Zweitakt fiir den erstcrcn ein wirksames Be- lebungsmittel gekommen, welches dessen Wettbewerbsfiihigkeit als Gro6- gasmaschine betrachtlich gehoben hat. Gefordert wird diese giinstige Wendung in dem Ausbau des Viertaktmotors wenigstens iiuBerlich noch, seitdera man durch eigene Exzentersteuerungen, teilweise niit zwan'glaufigem Ventil- schluB, seine alten freischliissigen Daumensteuerungen zu ersetzen trachtet und auch fiir die Geschwindigkeitsregelung vollkommenere Ausfiihrungs- arten geschaffen hat.

So reihte sich seit dem ersten Erscheinen dieses Handbuches eine Neue- rung an die andere und der rege bauliche und betriebstechnische Fortschritt unserer Warmekraftmaschine kommt denn auch durch diese erweiterte Auflage deutlich zum Ausdruck. Namentlich sind infolgedesseu die konstruktions- theoretischen Absehnitte des Buches und der die zeitgemaBen Bauarten be- handelnde vierte Teil erheblich vergroBert worden. Um trotzdem dem Ganzen die wiinschenswerte Handlichkeit zu wahren, habe ich aus der „Entwicklungs- geschichte'' in der ersten Auflage diesmal nur die eigentlichen Stamraarten der Verbrennungsmotoren iibernommen und dadurch diesen ersten Teil des

VIII Vonvort zur zweiten Auflage.

Werkes, trotz seines neueu Abschnittes iiber die Gasturbincn etwas kiirzeu konnen. In den iibrigen Haupteilen waroii wesentliche Kiirzimgen nielit moglich, biugegen zahlreiche, oft recht bedeutende Erweiterungen driugend geboten.

Die Aufziililung diesbcziiglicher Einzelheiten darf ich wohl den neuen Inhalts- luid Stichwortcr-Verzeichnissen iiberlassen; summarisch erwiihne ich niir noch, da6 das Handbuoh eine VergroBerung von 550 auf (330 Seiten er- fahren hat, wobei die Textfiguren von 750 auf SOO, die Konstriiktionstafehi vou 12 aiif 30 und die Zahlentafeln von 130 auf 143 vermchrt -worden sind.

An dem Wesen meiner Arbeit, an ihrem bestimmt unigrenzten Zweck hat sich natiirlich nichts geandert. Nach wie vor ist ihr wichtigster leiten- der Grundsatz „Weniger erfinden mehr konstruicren"; ihni folgt das andere, nicht minder wichtige Axiom „Erst eine gefestigte Gas- maschinen-Banlvunde dann hypothetische Wiirmetheorie".

Die erste Forderung hat eine Anfeclitung wohl nur bci einigen Erfindern von Beruf erfahren. Nicht so einhellig klingt die Beurteilung der zweiten, die vornehmlich das technische Unterrichtswesen und die M'issenscliaftliche Forschung angeht. Auffiiliigerweise kamen rnehrere der kraftigsten Stimmen gegen diese Forderung auch aus dem Lager der praktischen Motorentechniker, woliing-eoen andererseits einer unserer namhaftesten Hochschullehrer zuni eifrigsten Bekampfer der „theorctisierenden Richtung" geworden ist.

AVie icli selbst die eine wie die andere Forderung auffasse, ist un ersten Vorwort dargelegt. Es warnt vor emer iibertriebenen Bewertung einseitig wjirmetheoretischer Forschungen und regt an, statt ihrer die Aufkliiruug der Ban- und Bewegungsgesetze des Verbrennungsmotors kiinftig vorzugsweise zu ptiegen. Das ist aber nicht gleichbeck'utend niit einer Geringschatzung der wiirmetheoretisclien Forschungsarbciten ul)erhaupt und noeli viel weniger niit einer Nichtachtung der Vertreter dieses Wissensgebietes, wie sie mir in einzelnen krassen Besin'eehungen des Handbuches entgegengetreten ist. Ich mochte doch keinen Zweifel dariiber aufkommen lassen, daB eine solche Auffassuna; nicht die meinige ist. Der Motorenbau verdankt dem Warnie- theoretiker sehr vieles und ist zu alien Zeiten auf dessen Mitwirkung hiu- gewiesen aber nicht nur auf diese!

Das letzte Wort gebiihrt auch diesnial dcnjenigen Firnien und Fach- genossen, die mir bei der Bearbeitung der neuen Auflage zur Seite gestanden und weitsiclitig, unter Zuriicksetzung des eigeneu materiellen Vorteiles, der Sache gedient haben. Ihnen alien auch auf diesem Wege meinen Dank und meinc herzliche Bitte um iviinftige Mitwirkung.

Jliinchcn, aniiuigs Juni 1905.

Hugo Giildiier.

Inhaltsverzeichnis.

Erster Teil. Stammarten von Yerbrennuiigsmotoren.

Seite

Einfiihrung 1

A. Die Gasmotoren 7

I. Gasmotoi'en ohne Ve r d i c h -

tung 7

II. Gasmotoren mitVerdichtung 28

1. Gleichdruokmotoren .... 29

2. Verpuffungsmotoren . . .36 Viertakt und Sechstakt ... 36 Zweitakt 64

B. Die Gastnrbinen S.5

Arbeitsverfahren und theoretischeEr-

wiigungen 85

Bauarten und piaktische Bemer-

kungen 87

Seite

C. Die Olmotoren 90

I. OlmotorenohneVerdichtung 90

II. Olmotoren mit Verdichtung 91

1. Gleichdruckmotoren .... 91

2. Verpuffungsmotoren . . . .112

Viertakt 112

Zweitakt 128

D. Die Kohlenstaubmotoren . . .135 Allgemeines iiber den Kohlenstaub 135 Allgemeines tiber Kolilenstaub-

motoren 136

Au.sgefuhrte Kohlenstaubmotoren . 137

Zweiter Teil. Untersuchuno; der Ai-beitsverfahren und Ar'oeitstakte.

Seite

A. Allgemeine Kennzeichmmg . .141

I. Festlegung der Begriffe . . 141 i

1. Verpuffungs- und Gleiclidruek- motoren 141

2. Viertakt- und Zweitaktmotoren 142

3. Bauliche Begriifsunterschei- dungen 142

II. Warmetheoretisehe Vorbe-

luerkungen 142

1. Wiirmeiiquivalent 142

2. Spezifische Warnie . . .142

3. Heizwert und Normalzustand des Brennstoffes 145

4. Warmearbeit und Wirkungs- grade 146

Seite B. Beurteiluiis der ArbeitsverfahreD 150

I. Der Verp uffungsmotor

1. Warmetheoretisehe Unter- suchung

2. Praktische Bemerkungen

150

150 152

155

II. Der Gleichdruckmotor

1. Warmetheoretisehe Unter- suchung 155

2. Praktische Bemerkungen . .158

III. Warmetheoretisehe Erorte- rung der beiden Arbeits- verfaliren

159

X

Inhaltsveizeichnis

Seite C. Untersuclinng der Arbeitstakte 167

I. Viertakthiibe 167

1. Saughub 167

2. Verdichtungshub 170

3. Verbrennungs- und Ausdeh- nungshub 171

4. Aussohubhub 175

5. Wiirniebewegung wiihrend dieser Kolbenspiele .... 177

II. Zweitakthube 179

Seite

1. Punipenvorgjinge 179

2. Ausspiilvorgange 180

III. Yergleich zwischen Vier-

takt und Zweitakt .... 187

1. In warmetheoretischer Hin- sicht 187

2. In bezug auf die Eigenwider- stiinde ......... 188

3. In baulichei- Hinsicht . . . 189

4. In wirtsehaftlicher Hinsicht 190

Dritter Toil.

Das Entwerfen und Berechnen der Verbreiinunffsmotoren.

Seite

A. Giundlegende Erwiignngen . .191 I. "SVeniger erfinden mehr

konstruierenl 191

II. Liegende oder stehende Bauarf? ........ 194

III. Mit oder ohne Kreuzkopf? 196

IV. Einfache oder doppelt- wirkende Zylinder? . . . 197

V. Mehrzylinderanordnungen 199 VI. Verlilngerte Ausdehnung

und Verbundanordnung . 202 VII. Hubverhiiltnis und Um-

laufzahl 203

VIII. Normaldiagramm und zu-

liissige Stoffanstrengung 206

B. Ermittlung der HauptmaUe . . 208 I. MaSe D und .S' nach wiirme-

theoretischen Gesetzen . . 208 II. Mafie D und S nach dem Be- darf an Verbrennungsluft . 209

1. AUgemeine Grundgleiehungen 209

2. Sondergleichungen flir die

Hauptbrennstoffe 212

III. Mafie D und 6' nach

Leistungskoeffizienten . . 216

1. Mittlerer indizierter Kolben- druck pi 216

2. Mittlerer nutzbarer Kolben- druck ih, 218

3. Spezifische Leistung L^ . . . 218

4. Spezifisches Hubvolumen Y„ . 218

5. Lei.stungskonstante Ic . . . . 218

C. AUgemeine Bauteile 220

I. Gestelle und Rahmen . . 220

1. Gestelle fiir Bockmotoren . 221

Seite

2. Gestelle fiir Standmotoren . 224 Kastengestelle 224

' I)oppelbalken-(A-)Gestelle . 227

3. Kahmen fiir liegende Motoren 234

4. Kurbellager 242

II. Zylinderu.Zylindermiintel 248

1. Zylinder 248

2. Zylindermilntel 2.55

3. Verbindungsbolzen .... 257 UI. Zylinderdeckel (^Zylinder-

kopfe) und Stopfbiichsen . 258

1. Zweckmiifaige Form des Ver- dichtungsraumes .... 258

2. Zylinderdeckel 261

3. Deckelliderungen .... 264

4. Stopfbuchsen 264

5. Deckelsohrauben 265

IV. Kolben, Kolbenringe und

Kolbenstangen 266

1. Arbeitskolben u. Kreuzkopfe 266

2. Kolbenringe 273

3. Kolbenstangen 279

V. Kurbelwellen 280

1. AUgemeine Bewegungs- und Kraftverh-iltnisse .... 280

2. Keibungsarbeit der Zapfen 284

3. Festigkeitsberechnungen . . 287 VI. Schubstangen 305

VII. Ventile 311

Vni. Steuerungen 320

1. Steuerungsgetriebe .... 327

2. Steuerwelleii 328

3. Steuerscheiben 329

4. Steuerhebel 330

5. Eiiistellung der Steuerung 330

Inhaltsverzeichnis.

XI

Seite

IX. Schwnng:ra(ler 331

1. Ermittlung: des Scliwungrad- gewichtes 331

2. ErmittlungderAbmessungen 346 X. Geschwindigkeitsregler . 352

1. Regelverfahren 352

2. Reglerkonstruktioneii . . . 354

Pendelregler 354

Fliehkraftregler 356

XI. Zundvoirichtungen .... 362

1. Gltihzunder 362

2. Elektrisohe Zunder .... 364 XII. Fundamentbockeu.Fundamente 369

1. Fundamentbucke (Untersatze) 369

2. Holz- und Steinfundamente 370 D. Sonderteile von Gas- und 01-

motoren 373

I. Fill- Gasmotoi-en 373

II. Fur Olmotoren 373

1. Karburatoren 373

2. Verdampfer und Zerstiiuber . 375

3. Brennstoffpvimpen .... 378 E. Erganzungsteile und Zubehor . 380

I. Krat'tgasanlagen 380

1. Kraftgaserzeuger (Genera-

toren) 381

Druckgasanlagen 384

Saiiggasanlagen 385

Gasanlagen fiir teerlialtige

Brennstoffe 394

2. Keiniger und Gastopfe . 400

Seite II. Anlafivorrichtungen . . . 402

1. Handkurbeln 403

2. jVIechanische Anlalsvorrich- tungen 403

3. Gemisehanlassung .... 404

4. Druckluftanlassung .... 405

5. Elektrische Anlassung . . . 407

III. Schalldiimpfungsmittel . . 408

1. Saugtijpfe 408

2. Auspufftopfe 409

IV. Kiihleinrichtungen .... 411

1. Kiihlgefiifae 412

2. Rippenkiihler 413

3. Gi-adierwerke 413

4. Streudiisen und Kiihlteiche . 413

V. Kohrleitungen 414

1. Luftleitung 414

2. Gasleitung 414

3. Auspuffleitung 415

4. Kiihhvasserleitung .... 415

VI. Gasniesser, Gummibeuttl und Druckregler 418

VII. Einfache allgemeine Ma- schinenteile 416

1. Befestigungs.sehrauben . . . 418

2. Nabenkeile 419

3. Bolzen und Splinte .... 420

4. Gasrohie, Pafistiicke und Flanschen 421

5. Zylindrische Sehraubenfedei-n 424

Vierter Teil.

Konstruktion, Aufstellung unci Betriebsergebnisse von zeitgemtiBen Yerbrennungsmotoren.

8eite

A. Ortfeste Motoren 426

I. Anlage- und Betriebskosten 427

1. Kosten fur den Brennstoff . 427

2. Kosten fiir Bedienung . . . 427

3. Kosten fiir Schniier- und Putz- stoffe .428

4. Zinsen und Abschreibung des Anlagekapitals fiir den Motor 428

5. Desgleichen fiir das Maschinen- gebaude 429

6. Instandhaltung der Motor- anlage 430

7. Instandhaltung des Gebaudes 430 II. Deutsche Bauarten von ort-

festen Motoren 436

Seite III. Auslandisohe Bauarten von

ortfesten Motoren .... 476

B, Fahrbare Motoren 492

I. Lokomobilen 492

II. Motorpfliige 497

III. Motorfahrzeuge 500

1. Motorwagen 500

2. Motorboote .501

IV. Motorlokomotiven undGas- bahnen 505

1. Strafien- und Geleislokomoti- ven 506

2. Gasbahnen 507

xir

Iiihaltsverzeichnis

Fiinfter Teil.

Die motorischen Brennstoffe und die motorisclieVerbrennung.

Seite

B. Die motorisclie Verbrennung . 535

I. Theoretische Zahlenwerte 535 II. Altere Ansichten iibei- die motorisehe Verbrennung . 537

1. Schichtnng der <5emische und verlangsamte Verbrennung . 537

2. Fiir und gegen Dissoziation . 540

3. Gleichartiges Gemisch und schnelle Verbrennung fiir und gegen Schufikanal . . .541

III. Gegen wartige Beiirteilung

der Verbrennungsvorgiinge 545

A.

Di

I.

B

1.

2.

3.

4.

6.

7.

II.

D

1.

til

15

1.

2.

Seite

ie Ureniistoffe 510

renngase 513

Leuchtgas 513

Fettgas 515

Kraftgas 515

Gichtgas 519

Koksofengas 522

Braunkohlen-Schwelgas . . 523

Acetylen 523

ie fliissigen Brennstoffe . 524 Das Erdol und seine Destillate 524 Alkohol und 8i)iritus . . . 527 rennstoff-Luftgemisehe . 530

Verbrennungsluft 530

Brennstotf-Luftgeniische . . 531

Anliang.

Seite 1. und 2. Fiir Motoren .... 593 3. bis 5. Fiir Kraftgasanlagen . . 596 6. Un fall verb iitungsvorschriften fiir die Bedienung von Saug-

gasanlagen 604

II. Lieferungsbedingungen usw. 605

1. Allgemeine Bedingungen fiir Lieferung von Masehinen . . 605

2. Sehhifjschein fiir den Bezug von Kraftspiritus 606

III. Sicherheitsvorschriften fiir die Aufstellung und Be- nutzung von Motoren . . 608

1. Ministerielle Grundsiitze fiir die Einrichtung und den Be- tri('b V. Sauggas-Kraftanlagen 609

2. Bedingungen des Verbandbs Deutscher Privat - Feueevkr- sicherungs-Gesellschaften fiir die Aufstellung und Verwen- dung von Bonzinmotoren . . 610

3. Desgleichen fiir Petroleuni- uiotoren 612

4. Desgleichen f Spiritusmotoren 612

5. Zollfreiheit fiir Motorenbenzin 613

IV. Betriebsvordrucke .... 614

1. Ausftihrungsbueh 614

2. Rohrleitungs-Stlickliste . . . 616

3. Ausfiihrungskarte 618

4. Indikatorpapier-Vordruck . . 619

StichvvOrterverzeichnis 620 626

Beigabe: Sonder-Ret-henstabstreifen fiir Motorenbau-Techniker 627

A'ormerkbliitter.

Seite

A. Theoretischer Aubaug.

I. AliriS der Warmemechanik 557

1. Wiirme, Temperatur und ilire Einheiten 557

2. Spannkraft. Dichte und spezi- fisches Gewiclit 558

3. Ausdehnung, absolute Tempe- ratur und spezifisohe Wiirme 559

4. Gesetze der Zustandsiinde- rungen 561

5. Untersuchung und Konstruk- tion der Spannungskurven . 563

6. Warmearbeit u. Arbeitswiirme. mechanisches Aquivalent . . 566

7. Kreisprozosse 568

II. Grundbegriffe dor Wiirnie-

f hemic 571

1. Atom. Molektil u. ilireGewichte 571

2. Elemente. Verbindungen und ihre Zeiclien 573

3. Verbindungsgewichte u. -Vo- lumen, Atomvkfiirme, Diffusion und Dissoziation 575

4. Verbrennung 576

:>. Entgasung unci Vorgasung . . 582 6. Warmechemische Diagramme

der Vergasungsvorgjinge . . 587

B. Praktischer Anhang .... 592 I. Betriebsanleitungen . . . 592

Verzeichnis der Zahlentafeln (Tabellen).

Nr. der Tafeln

Inhalt der Tafeln

Seite

1

Ubersicht der Erfindungsgeschichte von 1678 bis 1860 .

4 und 5

2

ijbersicht der Entwicklungsgeschichte nach 1860 . . .

6

3 bis 30

Betriebs- xind Priifungsergebnisse von iilteren Ver-

brennungsmotoren

10 bis 132

31

VerJinderlichkeit der spezifischen Wilrmen c nnd c^

nach Mallard und Le Chateliee

143

32

EinHufi der Veranderliehkeit der spezifischen Wiirmen

auf den thermischen Wirkungsgrad

144

33

Thermisclie Wirkungsgrade ij^ des Verpuffungsverfahrens

152

34

Thermisehe Wirkungsgrade tj^ des Gleiehdruckverfahrens

158

35

Vergleiehswerte von ;/, und V fiir verschiedene Arbeits-

verfahren

159

36

A''erdichtuugsspannungen und -Temperaturen ....

172

37

Heizwert. Luftbedarf und Ausnutzung der motorischen

Brennstoflfe

212 und 213

38

Leistungskoeffizienten fiir Viertaktmotoren

216

39

Temperaturen der inneren Zylinderwand

249

40

Hauptmalse von Gasniaschinen-Stopfbuchsen . . .

265

41

Verhaltnisse fiir selbstspannende Kolbenringe zum

Uberstreifen

274

42

Spannkraft und Anstrengung von Selbstspannern . .

275

43

Gewiehte der hin und her gehenden Triebteile . . .

281

44

Kolben- und Kurbelwege und deren Kreisfunktionen .

284

45

Unirechnung von o,. aus o,^ und t

290

46 u. 47

Beanspruchung und Keibungsarbeit der Kurbelwelle

eines lOOpferdigen Motors

300

48

Veranderliehkeit der Kolbenbewegung (v)

317

49

Abmessungen von Schraubenrader-Verzahnungen . .

327

50

DurchschnittsmaSe von Steuerungsteilen

329

51

P Erfahi-ungswerte von o = fiirSchwungradberechnungen

337

52

Gleichgangkoeffizient y. bei den gebrauchlichen Zylinder-

anordnungen

344

53

Auszufvihrendes Kranzgewicht und Schvrangmoment

G^D^ fiir die gebrauchlichen Bauarten

345

54

Leistungen, Mafie und Gewiehte von Beyers Federreglern

361

55

Leistungen, Ma6e und Gewiehte von Hartungs Federreglern

362

56

MaSe und Gewiehte von Bosch Zundapparaten ....

368

57

Stromverbraucli von Andrehdynamos

408

58

Abmessungen von Eohrleitungen normaler Betriebs-

motoren ....

416

59

Normalgrofien von Gasmessern

417

60

Hauptmaise von Gasdruckreglern

417

61

Mafse und Preise von Gummibeuteln

417

XIV

Verzeichnis tier Zahlentafeln iTabellen).

Nr. der Tafeln

Inhalt der Tafeln

62 63 64 65 66 67 68 69 70

71

72 bis 112

113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129

130

131 132 133 134

135 136 137

138

139 140 141 142 143

Abmessungen und Gewichte scliarfgiingiger Schrauben Zulassige Belastung scharfgiingiger Schrauben (nach Bach)

Abmessungen von Nabenkeilen

Abmessungen von Bolzen und Splinten

Gasgewinde (nach Reineoker und Whitworth) .... Veischraubungen ftir Hochdruck-Kupferleitungen . . . Abmessungen und Gewichte von Gasrohr-Pafistucken . Abmessungen und Gewichte von Rolirflanschen . . . Belastung und Federung von zylindrischen Stahldraht-

Schraubenfedern

Anlage- und Betriebskosten von Leuclitga.s- und Sauggas-

Motoranlagen

Betriebs- und Piufungsergebnisse, Mafie und Gewichte

von zeitgemiifien Verbrennungsmotoren und deren

Anwendungsformen

Gewieht, Wiirmediclite und W;iiniC'|ireis von Bi'ennstoffen

Leuchtgas-Analysen

Durehschnittszahlen fur Leuchtgas

Durehschnittszahlen fiir Fettgas

Kraftgas-Analysen

Durehschnittszahlen I'iir Kraftgas aus Koks

Durehschnittszahlen fiir Kraftgas aus Anthrazit . . .

Gichtgas-Analysen

Betriebszahlen von Gichtgas-Eeinigungsanlagen . . .

Durehschnittszahlen fiir Gichtgas

Durehschnittszahlen fur Koksofengas .......

Durchselniittszahlen fiir Braunkolilen-Schwelgas . . .

Erdol-Analysen

Einteilung der Erdol-Destillate

Destillationsstufen von ErdOlen

Gasausbeute von Erdolen .

Umrechnung der Gewichtsprozente von Spiritus auf

Normaltemperatur

Spezifisches Volumen von mittelfeueliter atmospharischer

Luft

Explosionsbereich reiner Brenngas-Luftgemisclie . . . Explosionsbereich verunreinigter Brenngas-Luftgemische Gewieht und Heizwert von Brenngas-Luftgemischen Warmetheoretische Zahlenwerte eines Durchschnitts-

Leuehtgases

Warmetheoretische Zahlenwerte von Verbrennungsgasen Wiirmeverluste durch unvoUstandige Verbrennung . . Speziiische Wiirme c und c^, und Konstante R von voll-

kommenen Gasen

Durchschnittswerte von c , c^ und >: fiir Luft und Ver-

brennungsgase

Werte der Konstruktionswinkel t\ und ji

Chemische Werte fiir vollkonimene Gase

Verbrennungswerte der Hauptgase

Heizwerte einiger Kohlenwasserstoflf-Gase

Chemische Grundformeln der Kraftgaserzeugung . . .

Seite

418 419 420 420 422 und 423 421 421 424

. 425

432 und 433

436 bis .509 512 514 514 515 516 518 519 520 521 522 522 523 524 525 526 527

528 und 529

531 532 532

535

535

536 546 und 547

560

563 565 573 578 581 585

Verzeichnis der Konstruktionstafeln.

(Die mit Stern gekennzeichneten Tafeln sind sechs- bis neunfarbig.)

Nr. der Tafeln

Inhalt der Tafeln

Zwischen dvn Textseiteu

I II

III

IV V

"vt:

VII VIII

?)

XI »

XII

XIII

XIV

XV «

XVI \

xvn /

XVIII* XIX

Diagramme der Verdichtungstemperaturen T,_- und -Span- nungen pr bei Verdichtungsverhaltnissen e ^ 2 bis 15

Kolbenhub-, Drehkraft- und Geschwindigkeitsdiagramme von Einzylinderniotoren

Kolbenhub- und Drehkraftdiagramme von Einzylinder- niotoren

Kolbenhub- und Drehkraftdiagramme von Einzylinder- niotoren

Ausschnitte aus Drehkraftdiagrammen von Mehrzylinder- niotoren

Ausschnitte aus Drehkraftdiagrammen von Mehrzylinder- niotoren

Diagramme des auszufuhrenden Schwungkranzgewich- tes Gi fur 1 PSi Motorleistung

Gesamtzeichnung und Aufstellungsplan eines 12pferdigen Leuchtgasmotors der Gasmotoren-Fabrik Deutz . .

Gesanitzeichnungen eines BOOpferdigen doppeltwirkenden Zwillings- Viertaktmotors der Gasmotoren-Fabrik Deutz

Aufstellungs- und Rohrplan eines 60()pferdigen doppelt- wirkenden Zwillings- Viertaktmotors der Gasmotoren- Fabrik Dedtz

Aufstellungsplan eines 500pferdigen doppeltwirkenden Zweitaktniotors Bauart Kobting

Gesamtzeichnung und Aufstellungsplan eines SOOpferd. doppeltwirkenden Zweitaktmotors Bauart Kobting

Gesamtzeichnung eines 2000pferdigen doppeltwirkenden Zwillings -Zweitaktmotors Bauart Kobting ....

Rohrplan eines IGOOpferd. doppeltwirkenden Zwillings- Zweitaktmotors Bauart Kohting

Gesamtzeiclinungen eine.s 2000pferdigen doppeltwirken- den Reihen-Viertaktmotors der Maschinenbadgesell-

SCHAFT NiJBNBERG

Aufstellungs- und Rohrplan eines TOOpferdigen einfach- wirkenden Viertaktmotors der Maschinenbaugesell-

SCHAFT NiJRNBEBG

Gesamtzeichnung eines SOOpferdigen Zweitaktmotors Bauart von Oechelhauseb fur Dynamobetrieb . . .

170—171 332-333 332-333 332-333 342—343 342-343 342-343 438—439

438-439

438—439 448—449 448—449 448-449 448—449

460-

-461

460-

-461

460-

-461

xvr

\'erzeiehnis dcr Konstruktionstafeln.

Nr. der Tafeln

XX

xxr I

XXII I XXIII

XXIV

XXV

XXVI

XXVII

XXVIII

XXIX

XXX*

Inhalt der Tafeln

Gesamtzeichnung eines 500pferdigen Zweitaktmotors

Bauart yon Oechelhaiser ftir Gebliisebetrieb . . . Gesamtzeichnung eines loOOpferdigen Zweitaktmotors

Bauart Oechelhacser ftir Dynamobetrieb .... Aufstellungs- und Rohrplan eines 600pferdigen Zwillings-

Viertaktniotors von Louis Soest & Co

Gesamtzeichnung eines 100 pferdigen Sauggasmotors

Bauart Guldner

Aufstellungsplan einer ISOOpferdigen Sauggasanlage Bau- art GiJLDNER

Gesamtzeichnung und Aufstellungsplan eines TOpferdigen

Olmotors Bauart Diesel

Aufstellungsplan einer Dieselmotoren-Anlage von 400 PS

Gesamtleistung

Aufstellungsplan einer Dieselmotoren-Anlage von 1600 PS

Gesamtleistung

Gesamtzeichnung eines SOOOpferdigen doppeltwirkenden

Reihen-Viertaktmotors Bauart Simi'lex-Cockeeill Aufstellungs- und Rohrplan der 3600 pferdigen Gichtgas-

motoren-Zentrale der Gesellschaft John Cockerill

Zwischen den Textseiten

460—461 460-461 464—465 464—465 464—465 464 -465 476—477 476—477 478—479 478—479

Erster Teil.

Stammarten von Verbrennungsmotoren.

Die Gasmaseliine steht iiu fiinftea Jalu-zelmt ilu'er EntAviddiuig. Scliaffende Technilv und tecluiisclie Forsdiuug haben iii dieser Zeit gleich griindlich iiu Ausgestidteii der baiilic'heu Mittel wie iii der Aufldanmg der iunereu Arbeits- vorgange die WLrtscliaftlichkeit uud Leistiuigsfahiglieit imseres altesten Ver- brennung'smotors aiif eiiie geradezii erstaunliehe Hohe gebracht. Der Yerbraiich fi'ir eine PSe-Stuude ist vou 3 cbm Leuchtgas axd 0,4 ebm veniiiiidei't, die Warme- aiisnutztmg demgemaB vom 4% auf iiiiid 30°/o gesteigert, die speziKsche Masclunen- leistimg mehr wie verzehiifacht wordeii. Dies gilt nicht nur fiir deu Beti'ieb niit dem eigentlichen Stcinkohlengas. Uneingesclii'aiikt, ohne Rucksicht aiif Eeiiilieit luid Heizwert sind die Brenngase heute als motorische Treibinittel okonomisch ver- wendbar mid wo solche uicht als HaujDt- oder Nebenerzeugiiis fertig geboten Averden, da liat der Motorenbau selbst, ebeuso sparsam wie er sie verwertet, ihi-e I Gewinming axis festem Brennstoff iibernonimen.

So erstand aiis dem urspriiuglichen Kleinmotor der GroBiiidustrie eioe voll- gultige Triebla-aft, die sehon jetzt mit 3000 PS einzeln vertreten imd wob.1 in reich- licli 500000 Aiisfillu'uugen mit weit iiber zwei Mil linn en Pferdestarken Gesamt- leistmig ill alien Zoiien heimisch ist. i) Niclit iiiir ungescliwaclit, sondera dm-ch die naehlialtigeii Erfolge stetig neu belebt, herrsclit der alte Kampf zwischen Gaski'aft mid Dampfla-aft, mid der maehtigeu Schoijfimg James Watts vdi-i von iibereifrigen Jiiiigern Ottos mid Diesels nocli taglich, wie sclion 1860, ein baldiges sicberes Ende vorausgesagt.

Ill dem Angeiiblick, wn der so rastlose Werdegang des Yerbremmngsmotors seiii Hanptziel, die industrielle Kraftversorgmig, erreicht hat mid machtig behauptet, gibt ein Icritischer Ruckblick auf die eiazelnen Abschnitte seiner Entstelnmgs- imd Ent'tt'icldmigsgeseliichte dem Koiistrukteur beherzigeiiswerte Aiifschlusse. Das wechsebeiche Bild des Konuneiis und Yergehens gar mancher Yerfalu'en mid Ausfiihnmgen wird ilim zii eiiier heilsamen Lehre; es laBt ilm diejenigen Wege mid Mittel erkeimen, welelie tUe Wirtscliaftliclikeit imd Leistmigsfaliigkeit des Motors von Stiife zu Stul'e erliohten, imd deiitet die Richtmig an, in der er selbst weitere Eortschritte anzustreben hat.

Um eine solehe Nntzanwendimg zn ermoglichen, darf die Geschichte aUer- dings nicht bloB ans Patentsehilften imd allgemeinen Yeroffenthelumgen iiber ge- lungene Erfindimgen schopfen; sie muB tiefer in die Praxis eindringen und neben dem SchliiB erfolge auch das zwischen dem Beginnen und YoUenden Geleistete in den EJreis ilirer Beti-achtimg zieheu. Deim das „Probieren geht iiber Studieren" gUt fiir den Motorenbaiier in gaiiz besonderer Scliarfe.

') Eine zahlenmaCige Zusammenstelliing der in den letzten Jaliren von den leitenden Fabriken ausgefuhrten GroCgasmaschinen findet man Z. d. Y. D. Ing. 1903, S. 1896.

GuLDNEB, Yeibrennungsmotoren, 2. Aufl. 1

2 I- Teil. Stammarten von Verbreimungsmotorpii.

Ungeziililte Erfindimgeu ilaiimter auoh solche, deren Ei-folg zalilenmiiBig- bereits haai'kleiu nacllge^^^esen \vm\ stiirzen auf dem Yersuchsstande in ein Nichte ziisaninieii oder werden durcli die Lehren der Praxis zu einem Endergebnis gedi-ang-t, wele}ies die ersten leitendeii Ideen des Erfindors kanin nocli erkoniien liiBt. (Otto begauu seine Versiiche mit deni Yiertakt-Vordichtinigsmotoi-; sie fiilu-ten

FiK- i.

Atmosphilrische Gasmaschine (Flugkolbcnmotor) von Barsanti & Matteucci.

{Erbaut 1857 von der Soc. anon. John Cockerili, in Seraing.)

znnachst weitab zm- atmosjihiii-isclicn Maschine und von dieser erst nadi 15 Jalireii Avieder zuriiek zuni Anfange, znni direktwirkeuden Yicrtektinotor. Diesel wollte einen isothermisdi verbrennendon Kohlenstaubmotor; was er erreichte, war euie Petroleummascliine mit 2,5 bis .'Jfaflier Temperaturzuiiahme wahrend der Yer- brennung, usw.) Uingokehrt zeitigt aber audi dor ijraktisdie Yersndi znwoilon dann gunstige Erfolge, wenn die gTimdJegemlfii Thi'oi'ii'n soldio iiiilit ciid'niioii

II

Einleitende Bcraerkungeii. 3

filler orwarten lasseii. 1st nicht z. B. die Wassereinspiitzniig lieiniBanki-ilotor rein warmemechanisch betraehtet zweifellos im\i-irtsch;iftlicli'? Und deimoeli erzielte iler El-finder diux-h dieses eiiifache Mittel eine bedeutende Vermindenuig des Breunstoff- verl n-anehes.

(rerade in denjenigen Fallen nnii, \v(i das wirklieh Erreiehte so weit von deni GewoUten entfernt liegt, -nird in der Eegel walu-end der Versnchszeit eine Svimnie sehopferischer imd erforschender Tatigkeit anfgewendet, die nicht selten ffir ;illo Zeiten anfkliirend wirkt oder docli wirken konnte. Uber diese vorbereitenden, vermittebiden und ergi-iindenden Leistiuigen des Versuclienden weiB aber die Ge- sohiehte gewolmlieli nichts zu bericliten. Denn der nnabhaugig seliaffeiide Motoren- lianer behalt im allgemeinen die Ergebnisse seiner luivoUendeten oder mifllnngenen Arlieiten fiir sicli, wcmi ihn nicht znfaUig anEerordentliche Anlasse, wie Patent- streitigkeiten imd dergieichen, zm- Aufdeclumg zwingen. So konmit es, daB lang- ^^■ierig•e luid kostsijielige Yersnche, deren Anssichtslosigkeit langst ergriindet worden ist, von anderen fortwahrenil wiedei-holt mid damit Tausende inuner wieder von neuein verschlungen werden.

Das ist eine Sisypliosai'beit, die selbst eine liickenfreie Geschichto dor Ver- brennnngskraftinaschinen nicht ganz ans der Welt sehaffen -wih-de; der folgende Riicklilick anf die hervorragenden Ai-beitsweisen und Entwackhmgsformen imseres Warmemotors \\-ird aber wenigstens in groBen Ziigen erkennen lassen, was anf dieseni Aveit\'erzweigten (jebiete an liahnebncndi^r Geistesarbeit bereits geloistet Avorden ist.

Pie eigentliche Entwicldnngsgeschichte des Verbrennimgsniotors beginnt 1860; die schon 200 Jahre friiher angeheude Keuiizeit mit ihi-en fast ausnahmslos un- ver-ttirklicht gebUebenen Patenteu mid Ideen hat fiir den Konsh-ukteur keiiie prak- tische Bedeiitung niehr imd ist deshalb in der Ubersichtstafel Seite 4 mid 5 km-z zusammengefalJt worden'). Ton den dai'in gekemizeiclmeten Erfindungen sei iiur beziiglich des Elugkollipmnotors von Barsanti & Mattetjcci festgestellt, daB diese erste mid Jilteste atniospharische Gasmaschine entgegen der allgeineuien Aii- nahiiie tatsiichlich, und zwar 1857, von der Gesellschaft John Cockerill in Seraing (Belgien) ansgefiihrt mid in Gang gebracht worden ist. Das ScliaubUd Fig. 1, Seite 2 zeig-t diesen eigeuai-tigen Motor nach einer Urspnuigsphotographie im Versuchszustande.

Es ist zweekniiiBig, die weiteren Fortscluitte statt in strong zeitlieher Folge an den ihrer Wirkungsweise nach zusaniinengehorigen Motorenai'teu zu imtersuchen, wofiii- die anf Seite 6 folgende Gruppeniibersicht, Tafel 2, als Bichtschnur dienen moge. Dabei braiichen die heute wertlosen bauliclien Einzelheiten der alteren Maschhien nur so weit erwalint zu werden, als es die Darlegung der Arbeits- verfalu-en bediugt. AVomoglich sind die Zeichnungen so gehalten, daB AA-enige Worte zu ihreni Verstiindnis geniigen. Ans den hie und da emgeschobenen Schau- Tiddern bedeutsanier Erstlingsmotoren ergibt sich am einfachsten die schritt«'eise auBere Entwickliing der Verbrenmmgski-aftiiiaschinen, von der anfanglichen angst- lichen Nachahmmig der derzeitigen Dampfniaschinenformen bis zii den sellistilndigen Grimdmodellen der Gegenwai't.

') Die gekiirzten Literaturhinweise in der letzten Spalte dieser Tafel Ijedeuten: R. Schottler: Die Gasmaschine, 2. Aufl. Br. Doxkin: Gas, Oil ami Air Engines, 4. Aufl. DuGALD Clerk: The Gas and Oil Engine, 8. Aufl. Gust. Richard: Les nouveaux Moteurs a gaz et a petrole.

4 Tafel 1.

I. Teil. Stamniarten von Verlnviimnigsmotoren.

Erfinduno-s-Geschichte

1678 Hautefcuille

1680 Huj'gheiis

1682

Hautefeuille

1688 Fapiu

1791

John Barber

1794

Robert Street

1801

Leboii

1823

Samuel Brown

1833

Wellniann

Wright

Vakiinm-PnlTermaschine.

Diirch Yerinitfung von Pulvor und Abkiihlung der

Verbrennungsgase soil in eineni niit Yentilen ver-

sehenen Kasten eine Luftleere erzeugt und diese

zum Ansaugen von Wasser benutzt werden.

Yakiiuiii-Pulvermotor.

Erzeugung einer Luftleere nacli demselben Ver-

fahren wie Hautefeuile, jedoch in eineni Motor-

zylinder, um den aufieien Luftdruek zum Antrieb

eines Kolbens zu verwerten.

Direktwirkeiule Pulvermascliine.

Der Uberdruck der durch Verimffen von Pulver

erzeugten Verbrennungsgase soil zum Fortbewegen

einer Wassersaule dienen.

Vakiium-Pulverinotor.

Bauliche Ausfiihrung und praktische Versuche mit