Ueber Versuche mit Diesel-Motoren bei Naphthabetrieb. Von G. v. Doepp in St. Petersburg. (Schluss von S. 1 d. Bd.) Ueber Versuche mit Diesel-Motoren bei Naphthabetrieb. Vergleichen wir nun mit den hier am Ort gemachten Versuchen diejenigen, welche auswärts ausgeführt wurden. Die grundlegenden Untersuchungen mit dem Diesel-Motor führte Prof. Schröter in München im Winter 1896/97 aus und berichtete darüber auf der Jahresversammlung des Vereins deutscher Ingenieure im Juni 1897 in Kassel. Als Brennstoff wurde Petroleum benutzt von der Zusammensetzung 0,8513 C + 0,1421 H + 0,0066 O und dem spezifischen Gewicht 0,796 bei 15° C. Der Heizwert, aus fünf Versuchen mit dem Junker'schen Kalorimeter bestimmt, war im Mittel K = 10990,49 Kal., der sogen. untere Heizwert K' = 10134,20 Kal. Die Mahler'sche Bombe ergab dagegen als Mittelwert des unteren Heizwertes K' = 10277,90 Kal., so dass den Berechnungen das Mittel der genannten Werte K = 10206 Kal. zu Grunde gelegt wurde. Die Hauptdimensionen der Maschine waren: Durchmesser und Hub des Arbeitskolbens 250,35 und 398,50 mm, des Kompressorkolbens 70 und 200 mm, Tourenzahl 160, Kolbengeschwindigkeit 2,13 m/Sek. 1. Effektive Arbeit PS       19,87       17,82         9,58         9,84 2. Indizierte Arbeit    im Hauptcylinder „       27,85       24,77       17,71       17,72 3. Indizierte Arbeit    im Kompressor „         1,29         1,17         1,14         1,20 4. Differenz „       26,56       23,60       16,57       16,52 5. Mechanischer Wir-    kungsgrad %       71,5       71,5       54,2       55,7 6. Auf die Differenz    (Nr. 4) bezogen %       74,8       75,5       57,8       59,6 Petroleumverbrauch: 7. Total pro Stunde kg/h         4,92         4,24         2,66         2,72 8. Pro effektive    Pferdekraft „         0,247         0,238         0,278         0,276 9.  Pro indizierte    Pferdekraft „         0,176         0,170         0,150         0,153 Werte von 632,3 N 12564,2 11267,9   6057,6   6222,0      „      „   632,3 Ni 17610,1 15662,6 11198,4 11204,7      „      „   KM 54073,0 46599,5 29234,6 29894,0      „      „   K'M 50213,5 43273,4 27148,0 27760,3 \eta=\frac{632,3\,N}{K\,M}       23,3       24,3       20,7       20,7 \eta'=\frac{632,3\,N}{K'\,M}       25,0       26,0       22,3       22,3 \eta_1=\frac{632,3\,N_i}{K\,M}       32,6       33,6       38,3       37,4 \eta'_1=\frac{632,3\,N_i}{K'\,M}       35,2       36,3       41,3       40,0 Tourenzahl     171,8     154,2     154,1     158,0 Versuchsdauer Min.       60,0       60,0       60,0       60,0 Der mechanische Wirkungsgrad wird von Prof. Schröter unter Abzug der Kompressionsarbeit (Nr. 6) angegeben, während bei unseren Versuchen dieser Arbeitsverlust zu den übrigen Verlusten hinzugerechnet wurde. Ein Vergleich mit unseren Versuchen zeigt: 1. Der mechanische Wirkungsgrad war bei den St. Petersburger Versuchen kleiner, 61 bis 65 statt 71,5 %,der Motor verbrauchte also mehr Reibungsarbeit, was damit in Zusammenhang steht, dass der von Prof. Schröter untersuchte Motor kleinere Abmessungen und eine Wasserkühlung des Kolbens hatte und der St. Petersburger Motor eben erst frisch montiert und aufgestellt war; der 30pferdige Motor, der bereits 2 Monate in Arbeit gewesen war, als er versucht wurde, zeigte schon einen höheren mechanischen Wirkungsgrad (bis 68 %). 2. Da folglich die indizierte Arbeit nicht unnötig gross war, brauchte auch nur ein kleinerer Teil in effektive Arbeit umgewandelt zu werden (η1' = 40 bis 36 %) als bei den St. Petersburger Versuchen (η1' = 43 bis 49,8 %). Auch hier wächst η1' mit abnehmender Belastung. 3. Der Nutzeffekt ist bei dem St. Petersburger Motor höher als beim Augsburger (27,9 bezw. 26 % gegen 26 bezw. 24,3), ein Ergebnis, welches Prof. Schröter's Meinung entspricht, mit welchen er seine Untersuchung über den Nutzeffekt des Motors schliesst: „Der Motor steht am Anfang einer Entwickelung, als deren Endergebnis wir jedenfalls noch wesentlich höhere Wertziffern als die vorliegenden zu erwarten haben.“ 4. Die Tourenzahl ergab in Augsburg grössere Schwankungen bei den verschiedenen Belastungen als in St. Petersburg: Leerlauf Vollbelastung Halbe Belastung Augsburg – 171,8 bis 154,2 158,0 bis 154,1 St. Petersburg 195,33 193,1  „   194,3 195,0 Uebrigens wurde die Zahl 171,8 absichtlich herbeigeführt. 5. Der Brennstoffverbrauch, auf Petroleum von 11000 Kal. reduziert, betrug: Voll-belastung TotalverbrauchHalbe Be-lastung Leer-gang Verbrauch pro effektivePferdekraft bei Voll-belastung Augsburg 4,915 2,697 1,878 0,250 bis 0,240 St. Petersburg 4,488 2,760 1,420 0,224   „  0,221 6. Die Temperatur der Abgase war in Augsburg höher als in St. Petersburg: 404 und 378 bei voller, 260 bei halber Belastung (hier 345° und 230°). 7. Ueber den Kühlwasser verbrauch gibt folgende Zusammenstellung die erforderlichen Angaben: Effektive Leistung PS   19,87   17,82     9,58     9,84 Mittlere Temperatur des Zu-    flusses °C.   9,8   9,6   9,1   9,4 Mittlere Temperatur des Ab-    flusses „ 24,3 20,3 18,3 21,5 Kühlwasserverbrauch pro Stunde: Im ganzen kg/h 1190 – 1786 1465 – 1820 1307 – 1350 957 – 1070 Pro effektive  Pferdekraft „ 60 – 90 82 – 102 137 – 141 98 – 109 Kalorienverlust  pro Stunde und  eff. Pferdekr. Kal. 940 – 1050 970 – 1060 1230 – 1350 1050 – 1380 Die Temperaturgrenzen beim Kühlwasser sind also bedeutend geringer (14,5 bis 9,2° 0.) als bei den hiesigen Versuchen (28,5 bis 37° C.), demzufolge der Wasserverbrauch bedeutender (pro effektive Pferdekraft 60 bis 141 gegen 18,7 bis 33,2), während der Kalorienverlust wenig abweicht (beim 30-PS-Motor 940 Kal. bei N = 18 PS). 8. Der Druck im Einblasecylinder betrug 41 bis 42,7 at bei Vollbelastung und 39,5 bis 39,6 at bei halber Kraft. 9. Die Wärmebilanz ergibt in Prozent: Belastung Voll Halb Kal. % Kal. % Kal. % Kal. % 632,3 NiAns Kühlwasser abgegebenIm Dampfe verlorenIn den AbgasenRestglied 17610,117450,0  4211,5  8085,0  6716,4 32,632,3  7,814,912,4 bezw. 17610,1   „     17450,0   „          –   „       8085,0   „       7068,4 35,234,8–16,014,0 11204,7 12030,0   2328,3   5648,0– 1317,0 37,040,222,8 bezw. 11204,7   „     12030,0   „       5648,0   „    – 1121,9 404317 KM bezw. K'M 54073,0 bezw. 50213,5 29894,0 bezw. 27760,8 Bei der halben Belastung ergibt sich ein negatives Restglied. Bei dergleichen Rechnungen erhält man nicht selten ein solches Resultat. Es kommt dies entweder von einem Beobachtungsfehler bezüglich des Kühlwasserverbrauches, oder rührt daher, dass die Gasprobe nicht genau dem Brennstoffverbrauch entsprach. Von sonstigen Versuchen erwähne ich den im Januar 1900 vorgenommenen, welcher die Leistungsfähigkeit des im Hôtel „Drei Mohren“ zu Augsburg aufgestellten und von der Firma L. A. Riedinger daselbst erbauten 25-PS-Motors erproben sollte. Die Hauptdimensionen waren: Durchmesser und Hub des Arbeitskolbens 30 und 46 cm, des Kompressorkolbens 11 und 23 cm. Die Resultate sind in der Tabelle zusammengestellt. Versuche der Firma L. A. Riedinger. Nr. Dauer Touren N N i Arb. d.Kompr. \frac{N}{N_i} Petroleumverbrauch 623,3 N 623,3 Ni KM K'M η η' η1 η1' Total pro PSe pro PSi Min. PS PS PS % kg/h kg/h kg/h Kal. Kal. Kal. Kal. % % % % 1 120 181,33 29,32 49,45 4,04 59,5 6,625 0,227 0,134 18539,6 31268,2 71947,5 66250 25,6 28,0 43,5 47,4 2 60 184,00 22,76 45,44 4,12 50,0 5,10 0,224 0,112 14391,6 28732,6 55386,0 51000 26,0 28,2 52,0 56,0 3 – 184,00 0,0 21,52 4,12 – – – – – – – – – – – – Auch hier haben wir sehr hohe Nutzeffekte. Doch ist zu bemerken, dass hier kein Bremsversuch vorlag, sondern eine Dynamomaschine arbeitete, und dass der Riemenverlust zu 10 % geschätzt wurde, da das hintere Lager der Dynamowelle die ganze Zeit über wegen der hohen Spannung des Riemens warm lief. In Wirklichkeit mag der Riemenverlust geringer und daher auch die erzielte effektive Arbeit geringer gewesen sein. Endlich sind noch die in Amerika von Prof. James E. Denton vom Stevens Institute of Technology ausgeführten Versuche zu erwähnen. Sie fanden im Sommer 1898 statt an einem 20pferdigen Motor mit verschiedenen im Handel vorkommenden Rohölsorten und Petroleum (Kerosin): Bezeichnung Prattsfuel oil Penn-sylvaniaEaglecrude oil Limacrude oil Cali-forniacrude oil Kerosin Spez. Gewicht   0,852   0,849   0,856   0,846 0,784 Aussehen dunkelgelb schwarz schwarz schwarz – Siedepunkt      °C.     93,5   121,0 – – – Flammpunkt     °C.   131,0   147,0 – – – Heizwert         Kal. 11100 10968 10915 10764 11198 (10335) 1 Gallone wiegt in    engl. Pfd    7,11    7,08    7,14    7,06 6,54 Bei allen diesen Oelen wurde selbst nach 250 Stunden Arbeit kein Anflug von Russ weder im Cylinder noch im Auspuffrohr gefunden. Ein Anflug Russ von minimer Dicke, der sich auf dem Kolben und am Cylinderende gebildet hatte, vergrösserte sich während der Versuche nicht. Die Resultate dieser in Amerika von Prof. James E. Denton vom Stevens Institute of Technologie vorgenommenen Versuche sind in der unten folgenden Zusammenstellung enthalten. Tn dieser Tabelle fällt uns die ungewohnte Benennung „reduzierte Arbeit“ auf; es ist darunter die Differenz zu verstehen aus der vollen indizierten Arbeit und der Kompressionsarbeit. Brennstoff Dauer Touren EffektiveArbeit Volle indiz.Arbeit Reduzierteindiz. Arbeit Innere Arbeit Brennstoffver-brauch pro Stunde Imganzen proPSe proPSi Min. PS PS PS PS kg/h kg/h kg/h Kerosin 118 186,8 21,81 34,46 32,37 12,65 5,352 0,245 0,155     „ 255 186,6 21,10 32,98 30,88 11,88 5,044 0,238 0,153 Eagle   45 188,7 21,04 34,49 31,32 13,45 5,221 0,248 0,152 Lima   57 187,1 21,01 35,60 32,06 14,59 5,552 0,264 0,155 Fuel oil 117 184,2 20,35 32,79 80,48 12,44 5,538 0,274 0,169 California   60 186,1 20,35 31,75 28,51 11,40 5,700 0,280 0,179        „   60 188,4 19,91 32,53 29,59 12,62 6,128 0,307 0,188 Kerosin 120 187,6 19,70 31,76 29,72 12,06 4,808 0,244 0,151     „ – 154,2 17,57 24,41 23,27 6,84 4,241 0,242 0,173 Lima   60 186,0 15,37 27,70 24,32 12,23 3,977 0,258 0,143 Kerosin 120 191,5 15,37 28,53 26,28 13,16 4,082 0,266 0,143     „   30 186,5 13,23 25,75 23,58 12,52 3,469 0,263 0,135 Fuel oil 124 185,7 12,73 24,83 22,55 12,10 3,877 0,306 0,156 California   60 186,9 11,60 22,94 19,82 11,34 3,629 0,314 0,156 Lima   60 186,4 10,92 24,71 21,16 13,70 3,283 0,300 0,133 Eagle   60 186,7 10,73 24,18 20,81 13,45 3,315 0,309 0,137 Kerosin – 154,1   9,45 17,46 16,34   8,01 2,658 0,281 0,152     „   90 188,5   8,90 21,40 19,20 12,50 2,871 0,323 0,134 Fuel oil   49 187,9 – 12,68 10,43 12,68 1,993 – 0,157 Eagle   30 188,7 – 13,41 10,18 13,41 2,368 – 0,177 Lima   30 190,1 – 14,23 10,66 42,14 2,322 – 0,168 Die Wirkungsgrade zeigt folgende Tabelle: N N i \frac{N}{N_i} KM K'M 632,3 N 632,3 Ni η η' η1 η1' PS PS % Kal. Kal. Kal. Kal. % % % % Kerosin 21,81 34,46 63,3 5,352 . 11198 = 59931,71 5,352 . 10355 = 55312,92 13790,90 21789,75 23,0 36,5 25,0 39,7     „ 21,10 32,98 64,0 5,044 . 11198 = 56482,71 5,044 . 10335 = 52129,74 13341,95 20853,91 23,6 37,0 25,7 40,0     „ 19,70 31,76 62,0 4,808 . 11198 = 53839,98 4,808 . 10335 = 49690,68 12456,70 20082,48 23,3 37,3 25,3 40,3 Eagle 21,04 34,49 61,0 5,221 . 10968 = 57263,93 5,221 . 10123 = 52852,18 13304,01 21808,72 23,3 38,2 25,2 41,5 Lima 21,01 35,60 59,0 5,552 . 10915 = 60600,08 5,552 . 10074 = 55930,85 13285,04 22510,59 22,0 37,3 23,7 40,2 Fuel oil 20,35 32,79 62,0 5,538 . 11100 = 61471,80 5,538 . 10245 = 56736,81 12867,72 20733,77 20,9 33,8 22,8 36,7 California 20,35 31,75 64,0 5,701 . 10764 = 61365,56 5,701 . 9934 = 56633,73 12867,72 20076,16 21,0 32,7 22,8 35,5 Lima 15,37 27,70 55,6 3,977 . 10915 = 43408,96 3,977 . 10074 = 40064,30   9718,76 17515,26 22,4 40,3 24,3 43,8 Kerosin 15,37 28,53 54,0 4,082 . 11198 = 45721,43 4,082 . 10335 = 42187,47   9718,76 18040,09 21,3 39,5 23,0 42,8     „ 13,23 25,75 51,5 3,469 . 11198 = 38845,86 3,469 . 10335 = 35852,12   8365,59 16282,24 21,6 42,2 23,3 46,5 Fuel oil 12,73 24,83 51,4 3,877 . 11100 = 43034,70 3,877 . 10245 = 39719,87   8049,43 15700,51 18,7 36,6 20,2 39,5 California 11,60 22,94 50,6 3,629 . 10764 = 39062,56 3,629 . 9934 = 36050,05   7334,91 14505,42 18,7 37,0 20,3 40,2 Lima 10,92 24,71 44,5 3,283 . 10915 = 35833,95 3,283 . 10074 = 33072,94   6904,93 15624,62 19,3 43,6 20,9 47,4 Kerosin   8,90 21,40 41,5 2,871 . 11198 = 32149,96 2,871 . 10335 = 29671,79   5627,65 13531,65 17,5 42,0 19,1 45,5 Fuel oil – 12,68 – 1,993 . 11100 = 22122,30 1,993 . 10245 = 20418,29 –   8017,82 – 36,2 – 39,3 Eagle – 13,41 – 2,368 . 10968 = 25972,22 2,368 . 10123 = 23971,26 –   8479,41 – 32,7 – 35,3 Lima – 14,23 – 2,322 . 10915 = 25344,63 2,322 . 10074 = 23391,83 –   9004,24 – 35,7 – 38,6 Der mechanische Wirkungsgrad ist kleiner (64 gegen 65 %) als bei den St. Petersburger Versuchen, ebenso der volle Wirkungsgrad η und η' (23,6 gegen 26 und 25,7 gegen 27,9) und der in effektive Arbeit umgesetzte Teil der indizierten (43,6 gegen 46 und 47,4 gegen 49,3 %); die Kurve, welche dem letzteren entspricht, hat ebenfalls ein Maximum zwischen Anfangs- und Endpunkt. Der Kühlwasserverbrauch stellt sich wie folgt: N N i Kühlwasser-verbrauch proStunde MittlereTemperatur Im Kühl-wasserstündlichabgef. imganzen proPSi proPSe des Zu-flusses des Ab-flusses proPSi proPSe PS PS kg/h kg/h kg/h °C. °C. Kal. Kal. Kerosin 121,81 34,46 803,87 23,2 36,7 24,5 48,7   880 853 Eagle 21,04 34,49 567,64 16,4 26,7 23,3 52,7 1020 625 Lima 21,01 35,60 808,72 22,7 38,4 25,0 46,9   835 496 Fuel oil 20,35 32,79 902,57 27,4 44,3 23,3 45,3 – – California 20,35 31,75 826,27 25,8 40,5 24,4 47,5 – –       „ 19,9132,53 906,16 27,8 – 24,4 48,0 – – – Kerosin 15,37 28,53 872,09 30,5 56,6 25,0 42,6 – – Lima 15,37 27,70 492,11 17,7 32,0 24,3 52,4 – – Fuel oil 12,73 24,83 378,99 15,2 29,8 23,7 40,3 – – California 11,60 22,94 884,02 38,5 76,2 24,4 43,7 – – Lima 10,92 24,71 448,97 18,2 41,0 24,3 51,7 – – Eagle 10,73 24,18 431,14 17,8 40,2 23,3 51,2 – – Kerosin   8,90 21,40 469,16 21,9 52,7 20,0 49,4 – – Bis anfangs April 1900 waren etwa 140 Diesel-Motoren von 4 bis 85 PS im Betrieb oder in Ausführung. Die Lizenz zum Bau derselben hatten folgende Fabriken: Russland: 1.Maschinenfabrik Ludwig Nobel, St. Petersburg. Deutschland: 2. Vereinigte Maschinenfabrik Augsburg und Maschinenbaugesellschaft Nürnberg, Aktiengesellschaft. 3. Friedrich Krupp, Gussstahlfabrik, Essen. 4.Friedrich Krupp, Grusonwerke, Magdeburg-Buckau. 5.Gasmotorenfabrik Deutz, Köln-Deutz. 6.Maschinenbauanstalt, Eisengiesserei und Dampfkesselfabrik H. Paucksch, Akt.-Ges., Landsberg a/W. 7.Diesel-Motorenfabrik, Akt.-Ges., Augsburg. 8.L. A. Riedinger, Bronzewarenfabrik, A.-G., Augsburg. 9.Maschinenbauanstalt Breslau, G. m. b. H., Breslau. Oesterreich-Ungarn: 10.Waffen- und Maschinenfabrik-Aktienges., Budapest. 11.Danubius-Schoenichen-Hartmann, Vereinigte Schiffbau- und Maschinenfabrik-Aktienges., Budapest. 12.Johann Weitzer, Maschinen-Waggonfabrik und Eisengiesserei-Aktiengesellschaft in Arad. Schweiz: 13.Gebrüder Sulzer, Winterthur. Belgien: 14.Carels Frères, Gand. Frankreich: 15.Société Française des Moteurs R. Diesel à Bar-le-Duc. 16.Compagnie Française des Moteurs à Gaz et des Constructions Mécaniques, Paris. Grossbritannien: 17.The Mirrlees, Watson and Yaryan Co., Ld., Glasgow. Dänemark. 18.Aktieselskabet Burmeister & Wains, Maskin- og Skibsbyggeri, Kopenhagen. Schweden: 19.Aktiebolaget Diesels Motorer, Stockholm. Nordamerika: 20.Diesel Motor Company of America, New York. Allerdings beteiligen sich an der Fabrikation der Diesel-Motoren nicht alle hier genannten Fabriken in demselben Masse, hauptsächlich weil in einigen Ländern, wie z.B. Deutschland, der hohe Zoll auf Naphtha und Naphthadestillate sehr hindernd auf die Verbreitung der Motoren wirkt. Anders stellen sich aber die Verhältnisse in den Ländern, wo die flüssigen Brennstoffe billig sind, wie Russland, Amerika, Oesterreich-Ungarn u.s.w., wo auch eine rege Nachfrage nach Diesel-Motoren sich gezeigt hat.