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Die typischen Konstruktionsformen des Dieselmotorbaues.
In der bisherigen Darstellung der gesamten Forschungsarbeiten des Laboratoriums nach der chronologischen Reihenfolge der Versuche sind die einzelnen Entwicklungsformen über das ganze Buch zerstreut. Viele Dinge sind aufgenommen, die nur zur Erledigung von Zwischenfragen dienten, es sind auch die Verfahren und Konstruktionen geschildert, die wieder verlassen wurden; viele Arbeiten wurden in abgeänderter Form zu verschiedenen Zeiten wiederholt. Es ist deshalb sehr schwer, den Zusammenhang einzelner Entwicklungsreihen zu finden oder überhaupt eine klare Übersicht zu bekommen.
Die folgende Zusammenstellung gibt eine nochmalige kurze Übersicht der experimentellen Arbeiten des Laboratoriums nicht in chronologischer, sondern in systematischer Reihenfolge jeweils vom ersten Auftreten eines Versuches durch alle Stadien hindurch bis zur typischen oder bleibenden Konstruktionsform. Als natürliche Grundlage für die systematische Einteilung dienten dabei die auf Seite 3 angeführten Grundgedanken der Erfindung, aus welchen sich die gesamten Arbeiten des Laboratoriums in logischer Konsequenz entwickelten.
In dieser Entstehungszeit der konstruktiven Formen habe ich die einschlägige Patent- und sonstige Literatur durchstöbert und kann heute nicht mehr sagen, welche Anregungen daraus entstanden. Selbstverständlich baut jeder neu Kommende auf der Arbeit seiner Vorgänger auf. In Fragen des allgemeinen Maschinenbaues konnte ich bei den Ingenieuren der Maschinenfabrik Augsburg und Krupps jede nur gewünschte Auskunft holen. Die Verbrennungsfragen aber waren neu, über diese konnte niemand Auskunft geben, für diese mußte ich von Anfang bis zu Ende neue Lösungen suchen; der Entstehungsgang zeigt denn auch, welche zahllosen irrigen oder falschen Konstruktionsformen fast für jeden einzelnen Fall der endlichen Festlegung der brauchbaren typischen Form vorausgehen mußten. [141]
A. Mittel zur Kompression reiner Luft weit über die Entzündungstemperatur
des Brennstoffes und Übertragung der Arbeitsleistung auf die Schwungradwelle.
1. Zylinder.
Zylinder und Deckel aus Gußstahl, beide ungekühlt. Seite 10
Zylinder aus Gußeisen, ungekühlt; Deckel aus Gußeisen, gekühlt. Seite 27
Zylinder aus Gußeisen mit angegossenem Kühlmantel, Deckel Gußeisen, gekühlt. Seite 37
Viertaktzylinder mit oben liegender Verbrennungskammer und unten liegender Ladepumpe. Seite 58
Gußeiserner Zylinderdeckel mit Wasserkühlung, typische Form, mit Düse in der Mitte, links und rechts davon Gehäuse für die Ventillaternen, seitlich Anlaßventil. Seite 58–60
Versuche mit kochendem Mantelwasser. Seite 94
Volumetrische Wirkungsgrade bei verschiedenen Temperaturen. Seite 95
2. Kolben.
Gußstählerner Tauchkolben ohne Ringe mit Druckölstopfbüchse als Abdichtung. Seite 10
Gußstählerner Tauchkolben ohne Druckölstopfbüchse mit eingesprengten Gußringen als Abdichtung. Seite 10
Gußeiserner Kolben aus Distanzstücken zusammengesetzt mit drei Paar breiten Kolbenringen, jedes Paar mit einer gemeinsamen sehr starken stählernen Spannfeder, auf dem Kolben hoher gußeiserner Aufsatz mit Hohlraum für die Verbrennungskammer. Seite 16
Derselbe mit zwei Ringpaaren und "Spannfedern. Seite 19
Derselbe mit drei Ringpaaren ohne Spannfedern. Seite 19
Derselbe mit sechs einzelnen breiten Ringen mit und ohne Spannfedern. Seite 19
Derselbe mit drei breiten Ringen ohne Spannfedern. Seite 19
Spannfedern machen die Kolbenringe unrund und exzentrisch und drücken den Kolben seitwärts, gänzliche Entfernung derselben. Seite 19
Prüfung der Kolben im Stillstand unter Luftdruck bei verschiedenen Schmierzuständen. Seite 45
Verbesserung der Kolben durch kleine eingesprengte Gußringe im Kolbenaufsatz zur Beseitigung aller verlorenen Lufträume. Seite 19
Unten offener Kolben mit drei Paar Kolbenringen und Spannfedern. Kolbenform typisch; Dichtung noch nicht. Seite 38 [142]
Allmähliche Verminderung der Stärke und Spannung der Kolbenringe, gänzliche Entfernung der Spannfedern. Seite 45
Typischer wassergekühlter Hohlkolben mit vier schwach gespannten gußeisernen Kolbenringen; typische Kolbendichtung. Seite 57
3. Kolbenschmierung.
Tauchkolben mit Ölstopfbüchse unter hohem Druck als Schmierung. Seite 10
Derselbe mit Ölstopfbüchse ohne Druck als Schmierung. Seite 10
Ringkolben mit Ölschleppringen verschiedener Form und Tauchgefäß. Seite 16–18
Typische Kolbenschmierung mit Öldruckpumpe und Einpressen des Öles bei bestimmten Kolbenstellungen zwischen die Kolbenringe. Seite 65–66
4. Ladepumpen.
Viertaktzylinder mit oben liegendem Verbrennungsraum und unten liegender Ladepumpe. Seite 58
Zwischengefäß der Ladepumpe; zuerst ohne Ölabscheider, dann mit Ölabscheider in Form eines Kondenstopfes, dann Ölabscheidung durch innere Prellwände. Seite 67
Ladepumpe mit Regulierung der Ladeluftmenge mittels Rückströmung durch das Saugventil. Seite 61
5. Hauptventile.
Erste Ventile, doppelsitzig, gemeinsam für Einsaugung und Auspuff. Seite 11
Schmalsitzige Tellerventile, getrennt für Einsaugung und Auspuff. Seite 16
Das Auspuffventil wird durch Vorauseröffnung eines kleinen Nebenventils entlastet. Eingesetzte Stahlringe als Ventilsitze. Seite 16
Ventile wieder vereinigt, aber Ansauge- und Auspuffkanäle getrennt und durch Rundschieber gesteuert. Seite 37
Ganz getrennte Ventile und Kanäle, schmalsitzige Tellerventile aus Stahl in gußeisernen Laternensitzen, typisch. Seite 58
6. Allgemeiner Aufbau der Maschine.
Erste Maschine: Kolbendurchmesser 150 mm, Hub 400 mm, Hubverhältnis 2,67. Seite 9–11
Zweite Maschine: Kolbendurchmesser 220 mm, Hub 400 mm, Hubverhältnis 1,82. Seite 37 [143]
Dritte Maschine: Kolbendurchmesser 250 mm, Hub 400 mm, Hubverhältnis 1,6. Seite 57
Sämtliche Versuchsmaschinen hatten Kreuzkopfführung. Seite 11–58
Zweiseitige Rundkreuzkopfführung. Seite 11
Einseitige Linealkreuzkopfführung. Seite 60
Kurbel- und Wellenzapfen, hohl und gekühlt, zur Verminderung der Erwärmung durch Reibungsarbeit. Seite 63–75
Maschine mit einseitiger Säule. Seite 60–75
Maschine mit typischem A-Gestell. Seite 80–92
7. Steuerung.
Antrieb der Steuerwelle mit konischen Rädern und schräg liegender Zwischenwelle. Seite 9
Nockenwelle seitlich unten am Maschinengestell, lange Steuergestänge zwischen Nockenscheiben und Ventilhebeln. Seite 9
Typische Nockensteuerung. Seite 12
Beseitigung der langen Ventilgestänge, typische Lage der Steuerwelle auf angegossenen Lagern oben am Zylinder, direkter Angriff der Nockenscheiben an den Rollen der Steuerhebel. Seite 37–59
Typischer Antrieb der Steuerwelle mittels Schraubenrädern und vertikaler Zwischenwelle; geteiltes Wellenlager und in der Teilungsfuge liegendes Schraubenrad. Seite 75
Feststellung der Steuerkurven, Beseitigung der Geräusche. Seite 66
8. Anlaßverfahren.
Typisches Anlassen durch Druckluft und Überspringen der Steuerung auf Brennstoff. Seite 14
Erzeugung der Anlaßluft durch den Hauptkolben. Seite 24
Erzeugung der Anlaßluft durch die Einblasepumpe. Seite 24–48
Reserveanlassung durch flüssige Kohlensäure. Seite 87
Anlaßflasche, genietetes Blechrohr mit Gußdeckel. Seite 11
Typische Anlaßflasche aus geschweißtem Flußeisen. Seite 61
Typischer Ventilkopf und Entwässerung der Anlaßflasche. Seite 62
Typische Kombination zwischen Anlaß- und Einblaseflasche zur Ladung und Rückfüllung der Gefäße. Seite 68
Betrieb mit vereinigter Anlaß- und Einblaseflasche. Seite 72 [144]
9. Anlaßventile, Sicherheitsventile und Sicherheitsvorrichtungen.
Anlaßventil mit Kolbenentlastung. Seite 11
Anlaßventil, gleichzeitig als Sicherheitsventil gebaut, mit einstellbarer Feder. Seite 16
Anlaßventil mit einstellbarer Feder zum gleichzeitigen Rückfüllen der Anlaßflasche. Seite 16
Typisches Anlaßventil ohne einstellbare Feder und ohne Rückfüllvorrichtung. Seite 60
Gewöhnliches Sicherheitsventil mit Federbelastung. Seite 11
Sicherheitsventil, gleichzeitig Rückfüllventil. Seite 16
Typisches Sicherheitsventil. Seite 58
Sicherheitsplatten (sog. Platzventile). Seite 37–62
Kiestöpfe. Seite 31
Ausfüllen der Rohre mit Metallspänen zur Verhinderung des Rückschlagens der Flamme. Seite 63
10. Dichtungen und Packungen; Rohrleitungen.
Dichtungen der Brennstoffpumpe und Nadel, zuerst Asbest, dann Leder, dann alle möglichen Materialien, endlich Dermatine, damals typisch. Seite 10–19
Dichtungen der Luftleitung und Petroleumleitung; nach Durchprobierung aller erreichbaren Materialien werden eingeschliffene Metallkonusse für alle Druckleitungen als typisch beibehalten. Seite 19–62
Luftsäcke in Brennstoffleitungen sind zu vermeiden. Seite 14
Brennstoff muß der Saugleitung der Pumpe unter Druck zufließen. Seite 14
B. Mittel zur allmählichen Einführung des Brennstoffe.
11. Verschiedene Einführungsarten des Brennstoffes.
Einspritzen ohne Luft direkt aus der Petroleumdruckleitung durch offene Körting-Düse, Nadel unten am Maschinengestell, weit von der Einmündungsstelle entfernt. Seite 12
Einspritzen ohne Luft durch gesteuerte Petroleumpumpe und mit nach innen öffnendem Rückschlagventil an der Einmündungsstelle in den Zylinder. Seite 20
Direktes Einspritzen ohne Luft durch Petroleumpumpe unter gleichzeitiger Öffnung eines an der Einmündungsstelle in den Zylinder sitzenden Nadelventils. Seite 20 [145]
Direktes Einspritzen ohne Luft aus der Petroleumdruckleitung (ohne Petroleumpumpe) mittels gesteuerter Nadel. Seite 21
Einblasung des Brennstoffes mittels verdichteter Luft aus einem extra stehenden Kompressor. Seite 21
Einblasung des Brennstoffes mittels Luft aber ohne Luftpumpe, durch Druckluft, welche aus dem Arbeitszylinder entnommen wird. Selbsteinblasung. Seite 24–102
Direktes Einspritzen des Brennstoffes ohne Luft mittels eines kleinen Kolbens in der Düse. Seite 27
Direktes Einblasen von Gas aus der Gasdruckleitung. Seite 33–115
Einblasung des flüssigen Brennstoffs mittels einer vom Motor selbst angetriebenen Luftpumpe in Verbindung mit Einblaseflasche; typisch. Seite 60–103
Einblasung des flüssigen Brennstoffes mittels einer Hochdruckluftpumpe, welche die Luft schon vorverdichtet aus dem Hauptzylinder entnimmt. Seite 86–101
12. Brennstoffpumpen.
Brennstoffpumpe unten am Gestell, weit entfernt von der Düse. Seite 17
Petroleumhandpumpe. Seite 48
Selbständige Petroleumpumpe, von Steuerwelle angetrieben und ganz in der Nähe des Nadelventils angebracht, typisch. Seite 60
13. Regulierung des Brennstoffes.
Regulierung der Einspritzung lediglich durch die Nadelsteuerung. Seite 12–21
Regulierung der direkten Einspritzung durch Brennstoffpumpe mit variablem Kolbenhub und Rücklauf des zu viel angesaugten Petroleumquantums durch das vom Kolben offen gehaltene Saugventil. Seite 17
Hubweises Zumessen kleiner Petroleummengen in die Düse durch ein an der Düse angebrachtes regulierbares Tropfventil. Seite 21
Einrichtung zum Konstanthalten des Niveaus im Petroleumdruckgefäß. Seite 52–69
Hubweises Einpumpen abgemessener Petroleummengen in die Düse durch regulierbare Brennstoffpumpe. Seite 49
Regulierung der Petroleumpumpe durch Überlaufventil mit variablem Querschnitt. Seite 70
Regulierung der Petroleumpumpe durch völligen Abschluß des Überlaufventils durch den Regulator an verschiedenen Stellen vermittels eines mit dem Kolben auf und ab gehenden Stempels. Seite 73
Dasselbe Regulierprinzip, wobei aber das Saugventil der Pumpe als Überlaufventil benutzt wird. Seite 101
Zahlreiche Regulatorversuche mit verschiedenen Regulatorformen. 89 [146]
14. Eintrittsorgane des Brennstoffs in den Zylinder und deren Steuerung. Nadelventile.
Nadel seitlich am Maschinengestell weit entfernt von der Eintrittsstelle des Brennstoffs. Seite 12
Typisches Nadelventil in der Zylinderachse, unmittelbar an der Einmündung im Verbrennungsraum sitzend, mit axialer Stopfbüchse und Nockensteuerung. Seite 17
Nadelgehäuse als Hohlkörper ausgebildet zum Zwecke der Vorwärmung des Brennstoffs. Seite 37
Luft- und Brennstoffzuleitungen münden direkt in den Düsenkörper, typisch. Seite 37
Variabler Nadelhub für variable Brennstoffmenge. Seite 38–103–116
Nadelgehäuse mit Drehstopfbüchse, typisch. Seite 60
Nadelgehäuse mit konischem eingeschliffenen Sitz und Zuleitung für Luft und Brennstoff durch Bohrungen im Zylinderdeckel. Seite 60
Nadelgehäuse quer zur Zylinderachse, seitliche Einblasung, typisch. Seite 99
Variable Öffnungszeit der Nadel bei gleichbleibendem Öffnungsbeginn. Seite 38–103–116
C. Mittel zur Zerstäubung und Vergasung des Brennstoffes.
15. Zerstäuber.
Offene Körting-Streudüse in Verbindung mit Brennstoffleitung unter Druck. Seite 12
Nach innen öffnendes Rückschlagventil an der Einmündungsstelle des Brennstoffs mit kegelförmiger Zerstäubung des letzteren über die Ventilfläche hin. Seite 20
Direktes Einspritzen durch das Düsenloch, ohne Mundstück. Seite 23
Prallflächen als Zerstäuber im Verbrennungsraum vor der Düsenmündung in Form von Pfannen, Kegeln, durchlochten Flächen usw. Seite 39–96–97
Mechanischer Zerstäuber in der Düse in Form einer Messingspule mit durchlochten Rändern und Wandungen. Seite 21
Derselbe mit Einlage von Drahtgeweben zwischen den Spulenrändern. Seite 33–71
Zerstäuber zuerst im oberen Teil der Düse, dann ganz unten. Seite 21–71
Zerstäuber außerhalb des Zylinders in Form eines injektorartigen Apparates. Seite 41
Zerstäuber in der Düse, einfacher hoher Ringspalt. Seite 97 [147]
Zerstäuber in der Düse, zahlreiche feine radiale Brennstoffstrahlen, die vom Luftstrahl durchschnitten werden. Seite 98
Zerstäuber in der Düse in Form mehrerer übereinander liegender durchlochter oder eingekerbter Scheiben, typisch. Seite 98
16. Vergaser.
Äußerer Vergaser in Form eines geheizten Petroleumkessels. Seite 27
Innerer Vergaser in Form einer Heizspirale im Verbrennungsraum. Seite 27
Verbesserter äußerer Vergaser für flüssige Brennstoffe unter Mischung der Petroleumdämpfe mit verdichteter Luft aus dem Hauptzylinder. Seite 31
Vergasung des zerstäubten Brennstoffs im Innern des Verbrennungsraumes durch Einblasung desselben mit hochverdichteter Luft, typisch. Seite 21–60–103
17. Einblasepumpen.
Extra stehender einstufiger Luftkompressor. Seite 8
Extra stehender Verbund-Luftkompressor. Seite 30
Selbsteinblasung. Erzeugung der Einblaseluft durch den Hauptkolben. Seite 24
An den Motor gekuppelte Einblasepumpe mit Balancierantrieb vom Hauptgestänge der Maschine, einstufig, verstellbarer Hub, Stopfbüchsendichtung. Seite 48
Einstufige Einblasepumpe mit festem Hub, seitlich am Maschinengestell mit Balancierantrieb, Kolbendichtung 6 feine Kolbenringe, typisch. Seite 60
Einblasepumpe saugt vorverdichtete Luft aus dem Zwischengefäß der Ladepumpe. Seite 61
Automatische Regulierung des Einblasedruckes mittels einer Membran, die unter dem Druck der Einblaseflasche steht. Seite 69
Einblaseluft muß gekühlt und entwässert werden. Seite 26–56
Hochdruck-Einblasepumpe mit Ansaugung hochverdichteter Luft aus dem Hauptzylinder. Seite 83–101
Nasse Einblaseluftpumpe. Seite 94
Automatisches Überströmventil, ungekühlt. Seite 24
Gesteuertes Überströmventil, wassergekühlt. Seite 104
18. Einblaseflaschen.
Erste Einblaseflasche, gleichzeitig Petroleumtopf. Seite 48
Erste selbständige Einblaseflasche aus Bronze mit typischem Ventilkopf, Entwässerung usw. Seite 68 [148]
Typische Kombination von Einblaseflasche und Anlaßflasche zwecks Rückfüllung. Seite 68
Anlaß- und Einblaseflasche vereinigt. Seite 72
D. Mittel zur vollkommenen und rückstandslosen Verbrennung
des Brennstoffs und zur Beeinflussung der Verbrennungskurve.
19. Lage, Form und Größe des Verbrennungsraumes.
Erster Verbrennungsraum, exzentrischer becherförmiger Hohlraum im Tauchkolben, verlorene Lufträume 60 % des Hauptraumes. Seite 11
Zweiter Verbrennungsraum, zentraler Hohlraum im Aufsatz des Ringkolbens; verlorene Lufträume 28 % des Hauptraumes. Seite 16
Dritter Verbrennungsraum, Hohlraum im Deckel, verlorene Lufträume 10 % des Verbrennungsraumes. Seite 37
Vierter Verbrennungsraum, typischer Raum zwischen Kolben und Deckel ohne verlorene Lufträume. Seite 58
20. Misch- und Verteilungsorgane für den Brennstoff. Düsenmundstücke und Brenner.
Direkter Eintritt des Brennstoffstrahls durch die offene Düsenmündung. Seite 11
Rohrbrenner, bestehend aus einem den ganzen Verbrennungsraum durchziehenden fein durchlöcherten Stahlrohr. Seite 35–42
Doppelter Sternbrenner, bestehend aus zwei sternförmigen Brennern mit zahlreichen radialen Austrittsstrahlen, die von einem zentralen Rohr gespeist werden. Vierfacher Sternbrenner. Seite 37–43
Sternbrenner mit Saugringen, derselbe wie vorher, aber mit Führungsflächen, durch welche die umgebende Luft des Verbrennungsraumes von den Brennstoffstrahlen injektorartig angesaugt wird. Seite 42
Strahlbrenner, injektorartige Ansaugung der Luft direkt durch den aus der Düsenmündung kommenden Strahl. Seite 42
Brenner, welche die Brennstoffstrahlen von unten nach oben der expandierenden Luft entgegen schleudern. Seite 42
Rohrbrenner mit Spiralwindung, ein durchlochtes zentrales Rohr mit Schlangenwindung zur Vorwärmung des Brennstoffs. Seite 42
Regenbrenner. Seite 43
Verschiedene Formen von Streubrennern, welche den Brennstoff von der Düse aus brausenartig nach allen Richtungen schleudern. Seite 54–69 [149]
Konische Prallflächen in fester Lage vor der Düsenmündung. Seite 39–96
Konische Prallflächen auf dem Kolben. Seite 97
Kalibrierte Düsenöffnungen, Düsenplatten, typisch. Seite 21–34–57–96
E. Mittel zur Verbrennung schwer entzündlicher Brennstoffe.
21. Zweierlei Brennstoff.
Eintropfen kleiner Mengen Zündbrennstoff in die Düsenmündung zwecks Zündung des nachfolgenden, schwer entzündbaren Brennstoffs. Seite 34–116
Verwendung von leicht entzündlichem Brennstoff zum Anlassen und Umschalten auf den Betriebsbrennstoff, nachdem Maschine betriebswarm. Seite 110
Verschiedene Mischungen schwerer Brennstoffe mit leichten. Seite 113
F. Mittel zur Zündung.
22. Verschiedene Zündmethoden.
Automatische Zündung bei erster Tour der ersten Versuchsmaschine sofort typisch. Seite 13
Verschiedene künstliche Zündmittel wurden zu verschiedenen Experimentierzwecken ausprobiert, z. B. folgende:
Zündapparat, bestehend aus Asbestdocht mit Petroleumtränkung und Funken-
zündung mit Bosch- und Zettler-Magnetapparaten. Seite 29
Verschiedene elektrische Zündversuche bei Anwendung des äußeren Vergasers.
Seite 31
Zündversuche von Gasströmen und Petroleumnebeln an offener Luft, mit offener
Flamme, mit glühendem Draht und elektrisch. Seite 34
Elektrische Funkenzündung in der Verbrennungskammer. Seite 37
Alle diese Zündmittel erwiesen sich als überflüssig, da der Zündvorgang im thermodynamischen Verfahren automatisch eingeschlossen ist.
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