Die Entstehung des Dieselmotors

1913

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Die Einführung in die Praxis.

Die meisten deutschen und ausländischen Lizenzverträge wurden damals in kurzer Zeit nacheinander auf Grund der ersten Augsburger Maschine abgeschlossen, ehe irgend ein anderer Motor ausgeführt oder geliefert worden war. [80]

18.–20. Februar 1897. Besuch der Herren Renny Watson, Robertson und Platt von der Firma Mirrlees Watson Varyan Co., Glasgow. Mehrtägige Beobachtung der Maschine und Lizenzverhandlungen, die am 23. März 1897 zum Abschluß eines Lizenzvertrages führen, dem ersten ausländischen nach Fertigstellung der Maschine. Diese Lizenz ist auf Grund eines Gutachtens von Lord Kelvin zustande gekommen, mit welchem ich in seinem Hause auf den Universitätsgründen [81] zu Glasgow mir unvergeßliche Unterredungen über die thermodynamischen Grundlagen meines Verfahrens hatte, zu einer Zeit, als die Frage der in der Praxis zu wählenden Verbrennungskurve längst theoretisch und praktisch endgültig gelöst war. In Glasgow wird sofort nach meinen Zeichnungen die erste englische Maschine in Bau genommen, die heute noch – nach 16 Jahren – im Betriebe ist.

Fig. 40 ist eine Photographie derselben vom Juni 1912. Diese Maschine ergab nach ihrer Inbetriebsetzung im Jahre 1898 bei einer Prüfung durch Professor W. H. Watkinson eine indizierte Leistung von 38,6 % und einen Konsum von 210–212 g pro PSe.-St., d. i. genau das gleiche, wie das beste Resultat des Augsburger Versuchsmotors. ¹⁾

Diese Maschine war von meinem Assistenten, Ingenieur A. Böttcher, in Betrieb gesetzt worden, der auch später die ersten Nürnberger, amerikanischen und Sulzermotoren in Betrieb setzte. Die ersten französischen und Deutzermotoren wurden von Herrn K. Dieterichs, die ersten schwedischen, dänischen und ungarischen Motoren von Herrn Noé in Gang gesetzt. In Belgien und England wirkte Herr Erney.

Vom 21. Februar ab Dauerbetrieb des Motors unter den verschiedensten Verhältnissen zu dem Zwecke, nunmehr auch Betriebserfahrungen zu sammeln.

Im Konstruktionsbureau des Laboratoriums Beginn der Konstruktionszeichnungen zu den Motortypen für den Verkauf.

23. Februar 1897. Betrieb der Maschine bei ganz kleiner Belastung, also mit Verbrennungskurven, die sich der ursprünglich angestrebten Isotherme nähern, ergibt einen thermischen Wirkungsgrad von 41–42 %; 24.–26. Februar Normalbetrieb und Betrieb mit 23 % Überlastung; es entsteht ein Diagramm von 8,6 kg/qcm, ein mechanischer Wirkungsgrad von 76,5, allerdings mit grauem Auspuff. Schon diese erste Maschine war also vorübergehend mit 23 % überlastbar, wie die heutigen. Untersuchung des Brenners nach 45 Stunden Dauerbetrieb; keine Reinigung nötig. Betrieb mit sehr kalter und sehr warmer Wandtemperatur des Zylinders, Unterschied im Verbrauch 5 g pro PSe. 5. März. Besuch des Herrn Direktor Rieppel aus Nürnberg.

16./17. März 1897. Bremsversuch durch Professor Gutermuth unter Beistand des Ingenieurs Herrn Richter, im Aufträge der Maschinenbau-Aktiengesellschaft Nürnberg. Darauf Lizensverhandlungen mit den deutschen Patentbesitzern, dem Konsortium Maschinenfabrik Augsburg-Krupp, die zum Abschluß eines Lizensvertrages am 24. Juli 1897 führen. [82]

18.–23. März 1897. Bremsversuche zur Feststellung des maximalen wirtschaftlichen Wirkungsgrades bei konstanten Tourenzahlen und verschiedenen Belastungen sowie bei konstanten Belastungen und verschiedenen Tourenzahlen. Journal: „Der Auspuff hängt nicht von der Tourenzahl, sondern von der Leistung ab: Gleiche Leistung, gleicher Auspuff, gleichgültig, welche Tourenzahl.“

1./2. April 1897. Besuch der Herren Ebbs und Worsoe von Krupp. Gemeinsam mit Maschinenfabrik Augsburg Feststellung der Normalien für die ersten sechs Motorgrößen, erste Dimensionsliste; das Verhältnis von Hub zu Durchmesser ist dabei immer noch größer als 1,5, um leichte Gestänge zu bekommen; aber die Tendenz, es allmählich zu verkleinern, war damals, wie ersichtlich, schon vorhanden (vgl. S. 37 u. 57).

14. April 1897. Konstituierende Versammlung der Société Française des Moteurs Diesel, Bar-le-Duc.

22.–24. April 1897. Wiederholt innere Untersuchung der Maschine; Streumundstück noch rein nach 255 Betriebsstunden. Journal: „Das Drahtgewebe des Zerstäubers ist am unteren Bande angefressen, das scheint einen Einfluß auf den Auspuff zu haben.“ Diese Konstatierung, daß das Drahtgewebe von der hoch verdichteten Luft oxydiert und allmählich zerstört wird, findet sich auch späterhin häufig; deshalb wurden bei späteren Ausführungen im Zerstäuber statt wie bisher zwei durchlochte Scheiben deren 4–6 in kleinen Abständen übereinander angeordnet und dafür das empfindliche Drahtgewebe fortgelassen. Letzteres war in der Zerstäuberwirkung immer das vollkommenste, nicht aber in der Dauerhaftigkeit, namentlich bei Anwendung von Rohölen, welche die Drahtgewebe auch chemisch angriffen.

27. April 1897. Vortrag über die bisherigen Ergebnisse der Versuche in der Kantine der Maschinenfabrik Augsburg vor einem geladenen ausgedehnten Zuhörerkreis aus der Augsburger Industrie. Dem Vortrag folgte die Vorführung des Versuchsmotors. Dies war meine erste öffentliche Kundgebung nach der theoretischen Broschüre von 1893.

28. April 1897. Wiederholung dieses Vortrages im Bayerischen Bezirksverein des V. d. I. in München.

Der Inhalt dieser beiden Vorträge war im wesentlichen der gleiche wie der meines Vortrages auf der Hauptversammlung des Vereins Deutscher Ingenieure zu Kassel am 16. Juni 1897 ²⁾ (s. S. 90). [83]

Diese Vorträge lenkten die Aufmerksamkeit der technischen Welt auf die Augsburger Arbeiten, und es begannen Besuche aus dem In- und Auslande von Sachverständigen-Kommissionen, welche für die verschiedensten Lizenzinteressenten den Motor prüften. Es muß darauf verzichtet werden, die Namen der zahlreichen Besucher zu nennen oder deren Versuche im einzelnen anzuführen. Es wird genügen, einige der wichtigsten offiziellen Versuche, die im Laufe des Frühjahrs und Sommers 1897 noch gemacht wurden, zusammenzustellen, und zwar der Übersichtlichkeit halber in Form der nachstehenden Tabelle. [84/85]

Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß der mechanische Wirkungsgrad des Motors sich seit den Schröterschen Versuchen durch den laufenden Betrieb allmählich von 75 auf 80 % verbesserte, und daß das beste erreichte Resultat bei voller Leistung einen thermischen Wirkungsgrad von 38,7, einen wirtschaftlichen Wirkungsgrad von 30,2% und einen Brennstoffverbrauch von 211 g pro SPe Stunde war.

Motoren gleicher Größe geben – von vereinzelten Ausnahmefällen abgesehen – auch heute noch kein besseres Resultat. Es ist damit bewiesen, daß die thermischen Ergebnisse des Arbeitsverfahrens schon in diesem ersten betriebssicheren Motor ungefähr das Maximum erreichten. In späteren Jahren ist allerdings der Brennstoffkonsum bis auf 180 g heruntergegangen, aber bei sehr viel größeren Zylinderdimensionen. Ein maßgebender Vergleich der Maschinenökonomie kann aber selbstverständlich nur für ungefähr gleich große Maschinen stattfinden.

In der obigen tabellarischen Zusammenstellung ist dem historischen Gang etwas vorgegriffen, es sind deshalb noch die weiteren Laboratoriumsarbeiten zu erwähnen, welche zwischen die offiziellen Versuche soweit als möglich eingeschoben wurden.

Ende Mai 1897 wurde die bisherige Einblasepumpe von 90 mm Durchmesser und 200 mm Hub ersetzt durch eine ganz kleine Luftpumpe von 40 mm Durchmesser und 60 mm Hub nach Fig. 41.

Diese Pumpe entnahm die Luft nicht mehr, wie die frühere, aus der Atmosphäre, sondern aus dem Kompressionsraum des Verbrennungszylinders in einem bereits stark verdichteten Zustand. Zweck dieses Versuches war, einerseits die längst als viel besser erkannte Verbundkompression der früheren Versuchsmaschinen wieder einzuführen, anderseits trotzdem die Dimensionen der Einblasepumpe auf das möglichste Minimum zu vermindern und dadurch diesen Teil der Maschine möglichst klein und einfach zu gestalten. Gleichzeitig wurde der Luftpumpenkolben, der früher noch mit Stopfbüchspackung ausgeführt war (s. Fig. 26), jetzt ähnlich wie der Hauptkolben ohne Stopfbüchse ausgebildet, eine heute noch typische [86] Form bei allen Einblasepumpen. Diese neue Pumpenart wurde als Hochdruckpumpe bezeichnet. Die im November 1897 damit gemachten Leistungsversuche ergaben genau gleiche Diagramme und Resultate wie die von Ende Oktober. Journaleintragung: „Die Hochdruckpumpe ist der großen Luftpumpe in bezug auf Leistung ebenbürtig.“

Es erfolgt aber rasches Verschmutzen der Ventile der Luftpumpe und der Luftleitungen zur Düse und auch der Düse selbst. Die Maschinenfabrik Augsburg ließ die Hochdruckluftpumpe später unter Nr. 127159 patentieren und hat auch eine große Anzahl Dieselmotoren mit solchen Pumpen geliefert; nach und nach zeigte sich aber mit Vergrößerung der Maschinendimensionen, daß die oben erwähnte Verschmutzung Nachteile mit sich brachte und daß die Luftentnahme die Leistung der Hauptzylinder zu stark verminderte, so daß dieses System aufgegeben wurde.

Zwischenhinein wurde häufig die Maschine auseinandergenommen, und innerlich untersucht; jede Kommission verlangte ein solches Auseinandernehmen des Motors, um sich persönlich von dem Zustande der Maschine zu überzeugen. [87] Es hat aber keinen Zweck, über den jedesmaligen Befund zu berichten; es wird genügen, wenn aus dem Journal eine einzige derartige Untersuchung wiedergegeben wird:

12. Juli 1897. Untersuchung der Maschine nach fünfmonatlichem Betrieb. Befund: „Kolben absolut rein und in Ordnung; Zylinder denkbar bester Zustand, charakteristischer Glanz, nirgends eine Spur fester Ölkohle; Brenner in ganz vorzüglichem Zustand, nicht ein einziges Loch verstopft; Saug- und Auspuffventile: Dichtungsflächen metallisch rein und unverletzt.“

Ein solcher Bericht über den inneren Zustand der Maschine hat heute selbstverständlich kein Interesse mehr, es ist aber wichtig, festzustellen, daß dieser Zustand und diese Betriebssicherheit des Motors schon damals an dieser ersten öffentlich vorgeführten Maschine erreicht war, weil diese Tatsache heute manchmal vergessen wird.

20. August 1897. Da mit Recht die Besorgnis bestand, daß bei einzelnen Motoren manchmal die Anlaßluft aus Versehen verloren gehen könnte, versuchte ich, den Motor mit komprimierter Kohlensäure anzulassen, wie sie in Flaschen überall käuflich war. Dieser Versuch gelang und ist bekanntlich als Hilfsanlassung in die Praxis eingeführt worden.

2. November 1897. Besuch der Herren Gebrüder Howaldt aus Kiel; erste Untersuchung der Manövriereigenschaften des Dieselmotors für Schiffszwecke. Die damals erreichte Minimaltourenzahl, bei welcher der Betrieb des Motors noch regelmäßig vor sich ging, war 40 pro Minute bei 10 kg Bremslast, also bei einer ganz minimalen Leistung. Eine geringere Tourenzahl wird auch heute bei den Schiffs-Dieselmotoren nicht erreicht und auch nicht verlangt. Die Herren Gebrüder Howaldt verfaßten damals einen Bericht über die Anwendbarkeit des Dieselmotors als Schiffsmotor. Ein merkwürdiges Zusammentreffen ist, daß dieselbe Firma, die sich zuerst für die Eigenschaften des Dieselmotors als Schiffsmaschine interessierte, auch das erste deutsche Dieselmotorschiff, den „Monte Penedo“, im August 1912 herausgebracht hat, und zwar mit Sulzerschen Maschinen.

November 1897. Montage des ersten von der Maschinenfabrik Augsburg gelieferten 76-PS-Dieselmotors bei der Aktiengesellschaft „Union“ in Kempten, und zwar durch Monteur Schmucker, dem jahrelangen Laboratoriumsmonteur. Einige junge amerikanische Ingenieure, Meier und Puchta, wohnen der Montage dieser Maschine zu ihrer Instruktion bei.

Diese Maschine, die im April 1898 in Betrieb kam, ist in Fig. 42 abgebildet. Auf meine Erkundigung erhielt ich im Oktober 1912 die Mitteilung, „daß dieser Motor heute noch tadellos funktioniert und sich in bestem Zustande befindet und [88] [89] voraussichtlich noch viele Jahre Dienst tun wird; die Reparaturen haben sich bisher auf die durch natürliche Abnutzung entstandenen beschränkt; die Maschine ist, trotzdem sie die Verbesserungen und Vereinfachungen der Neuzeit noch nicht besitzt, äußerst anspruchslos in bezug auf Bedienung und Wartung“.

In der tabellarischen Zusammenstellung auf Seite 84 und den folgenden Seiten ist dem historischen Gang etwas vorgegriffen. Es mögen deshalb noch kurz einige Ereignisse erwähnt sein, die in den gleichen Monaten eintraten.

Mitte April 1897 fällt der Abgang des Oberingenieurs Herrn Vogel von der Maschinenfabrik Augsburg. Vogel konnte die Früchte seiner Mitarbeit bei den Versuchen und den ersten Werkzeichnungen und seiner dadurch gewonnenen Erfahrungen nicht mehr genießen, trotzdem um diese Zeit der Motor in allen prinzipiellen Punkten fertig war. Journal: „Längere Zeit ist das Konstruktionsbureau auf Herrn Diesel angewiesen.“

Vogels Abgang war für mich ein schwerer Schlag, da der Dampfinaschinen- Oberingenieur, Herr Krumper, welchem nun seitens der Direktion die Leitung des Konstruktionsbureaus für Dieselmotoren übertragen wurde, sich immer, auch noch nach den offiziell festgestellten Erfolgen, ablehnend verhalten hatte. Er war bisher ein- bis zweimal im Jahre auf wenige Minuten in das Laboratorium gekommen und hatte es stets wieder mit sarkastischen Bemerkungen verlassen. Als ihm daher die Leitung des Konstruktionsbureaus übertragen wurde, war der Enthusiasmus auf beiden Seiten nicht groß. Deshalb wurde Herrn Krumper als Oberingenieur für Dieselmotoren Herr Vogt beigegeben, welcher die effektive Leitung des Konstruktionsbureaus übernahm, während Herr Krumper eine mehr generelle Oberaufsicht führte. Herr Vogt weihte sich sehr schnell in alles bisher Geschehene ein und ließ sofort im Mai und Juni 1897 Versuche mit vier verschiedenen Regulatorformen durchführen, die sich namentlich auf den Gleichförmigkeitsgrad und die definitive Wahl des Regulators bezogen.

Von dieser Zeit ab, Mai-Juni 1897, übernahm dann die Maschinenfabrik Augsburg die Leitung des Konstruktionsbureaus, welches nun vom Laboratorium in die Zeichnungssäle der Fabrik verlegt wurde.

Ungefähr um die gleiche Zeit, am 11. März 1897, wurde zum Zwecke der praktischen Verwertung der neuen Maschine zwischen den Firmen Fried. Krupp und Maschinenfabrik Augsburg einerseits und mir andererseits ein neuer Vertrag abgeschlossen, dessen Wortlaut wie folgt begann:

Die Maschinenfabrik Augsburg erließ damals folgendes Zirkular an ihre Geschäfts­freunde:

Am 16. Juni 1807 hielt ich auf der Hauptversammlung des Vereins Deutscher Ingenieure zu Cassel einen Vortrag, in welchem das Wesen des neuen Arbeitsverfahrens und die typische Konstruktion des neuen Motors erläutert wurden. In diesem Vortrag wurde auch mitgeteilt, daß die neue Maschine ein Kompromiß zwischen der Theorie und den Notwendigkeiten der Praxis sei, und es wurde auf die Unterschiede zwischen beiden hingewiesen, soweit es die bedeutenden Interessen, die zu vertreten und zu schützen waren, gestatteten. ³⁾

Die damals mitgeteilten Figuren entsprachen aus naheliegenden Gründen nicht ganz den wirklichen Konstruktionszeichnungen, die in dieser Schrift wiedergegeben sind; sie waren aber durchaus genügend, alle grundsätzlichen Punkte klarzustellen, soweit es damals wünschenswert war. (3)

Im Anschluß an meinen Vortrag berichtete dann Herr Professor Schröter, wie bereits erwähnt, über seine Versuchsergebnisse.

Im Sommer 1898 wurde dann auf der II. Kraft- und Arbeitsmaschinenausstellung zu München in einem eigenen Pavillon eine Kollektivausstellung von Dieselmotoren veranstaltet, deren Durchführung den Herren Paul Meyer und Heinr. Noé übertragen war. Dort waren folgende Firmen vertreten: ⁴⁾

1. Maschinenfabrik Augsburg mit einem 30 PS-Einzylindermotor, der zum Antrieb einer Drehkolbenpumpe, Patent Brackemann, diente. [91]

2. Fried. Krupp, Essen, mit einem 35 PS-Einzylindermotor zum Antrieb einer Hochdruckzentrifugalpumpe von Gebrüder Sulzer.

3. Maschinenbau-Aktiengesellschaft Nürnberg mit einem 20 PS-Einzylindermotor zu Demonstrationszwecken, namentlich zur Veranschaulichung des Anlassens, Regulierens, der Gleichförmigkeit des Ganges, sowie zur Bremsung und Indizierung.

4. Gasmotorenfabrik Deutz mit einem 20 PS-Einzylindermotor zum Antrieb einer Luftverflüssigungsanlage von Professor von Linde.

Ein Zwillingsmotor aus Nürnberg von 40 PS, welcher noch mit einer Schuckert- Dynamo ausgestellt werden sollte, wurde nicht rechtzeitig fertig. Die Motoren waren so Hals über Kopf hergestellt worden, daß sie erst auf der Ausstellung einreguliert werden mußten.

Die Figuren 43 und 44 geben eine Erinnerung an diese Ausstellung.

Damit wurde der Dieselmotor zum ersten Male der großen Öffentlichkeit vorgeführt und von da ab beginnt seine praktische Verwertung.

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1) S. Zeitschrift „Der Ölmotor“ 1912, S. 170. 

2) Siehe Zeitschrift des V. d. I. 1897, S. 785. Diesels rationeller Wärmemotor. Zwei Vorträge von Rudolf Diesel und M. Schröter. 

3) Dr. P. v. Lossow. Die geschichtliche Entwicklung der Technik im südlichen Bayern. Z. d. V. D. I. 1903. Nr. 27. 

4) S. Z. d. V. D. I. 1899 S. 36.