Die Gaskraftmaschinen auf der internationalen Ausstellung in Mailand 1906. Von Fr. Freytag, Chemnitz. (Fortsetzung von S. 601 d. Bd.) Die Gaskraftmaschinen auf der internationalen Ausstellung in Mailand 1906. Den von Gebr. Sulzer in Winterthur ausgestellten, zum Betreiben einer Zentrifugalpumpe dienenden dreizylindrigen Viertakt-Dieselmotor von 150 PSe bezw. die gesamte Anlage zeigt Fig. 14 in der äusseren Ansicht, während Fig. 15 und 16 die weiteren Einzelheiten der Konstruktion des Motors in der von Gebr. Sulzer gebauten Ausführung erkennen lassen. Sämtliche Ventile – Luftansaugeventil A, Brennstoffventil B Auspuffventil C und Anlassventil D – sind in dem mit Wasser gekühlten Zylinderdeckel untergebracht. Die drei Ventile A, B, C werden durch Steuerhebel mit Stahlrollen, die auf unrunden Scheiben laufen, gehoben und durch Federn auf ihren Sitz niedergedrückt; die Steuerscheiben sind auf der wagerechten Welle S aufgekeilt, die mittels zweier Schraubenräderpaare im Verhältnis 2 : 1 von der Kurbelwelle aus angetrieben wird. Das Anlassventil kommt nur bei der Ingangsetzung des Motors in Tätigkeit und bleibt während des Betriebes ausgeschaltet (vergl. 1903, 318, S. 760 u. ff.). Textabbildung Bd. 321, S. 615 Fig. 14. Dreizylindrige Viertakt Dieselmotorenanlage von Gebr. Sulzer. Der Regulator R ist auf der senkrechten Antriebwelle angeordnet; er wirkt mittels eines einfachen Uebertragungsgestänges auf das Saugventil der Brennstoffpumpe P ein und verändert dessen Hub selbsttätig je nach der Belastung des Motors. Von der Brennstoffpumpe wird das Brennöl nach dem Zerstäuber Z gefördert, in dessen Gehäuse es sich mit hochgespannter Druckluft vermischt. Der Zerstäuber besitzt einen konischen Kopf, durch dessen eingefräste schmale Durchgangskanäle das Oel in fein zerstäubtem Zustande in den Arbeitszylinder gelangt, nachdem es zuvor eine Anzahl mit kleinen Löchern versehene Platten passiert hat. Die zum Einblasen des Brennöles erforderliche Druckluft von 50 bis 60 at Spannung wird in der Luftpumpe L erzeugt und zwar kann dies auf zweierlei Art geschehen. Entweder wird die Luft aus der freien Atmosphäre angesaugt und in einer aus zwei Zylindern bestehenden Verbundluftpumpe in zwei Kompressionsstufen auf den zum Einblasen des Brennstoffes erforderlichen Druck gebracht, oder es wird dem Arbeitszylinder – in einem bestimmten Augenblicke seines Verdichtungshubes – vorkomprimierte Luft von etwa 10 at entnommen und diese in der dann nur einstufig ausgeführten Luftpumpe weiter verdichtet. Im letzteren Falle erhält die Luftpumpe verhältnismässig kleine Abmessungen, doch bietet das Ansaugen aus der Atmosphäre den Vorteil, dass stets vollkommen reine Einblaseluft in den Zylinder gelangt. Der Antrieb der ebenso wie auch der Arbeitszylinder mit Wasserkühlung versehenen Luftpumpe erfolgt mittels Schwinghebels vom Gestänge des letzteren aus. Die Hauptlager der Kurbelwelle haben Ringschmierung; Kurbel- und Kreuzkopfzapfen sowie die übrigen bewegten Teile des Motors werden – zum Teil durch besondere kleine Oelpumpen – ebenfalls selbsttätig geschmiert. Textabbildung Bd. 321, S. 615 Fig. 15 u. 16. Dreizylindriger Viertakt Dieselmotor von Gebr. Sulzer. Einen weiteren Fortschritt in der Verwendung von Motoren mit flüssigen Brennstoffen. für Schiffszwecke zeigt der von Gebr. Sulzer in Mailand ausgestellte vierzylindrige umsteuerbare Diesel-Schiffsmotor (Fig. 17) von 100 PSe. Es liegt in den vorzüglichen Eigenschaften der Verbrennungsmotoren begründet, wenn in den letzten Jahrenvielerorts grosse Anstrengungen gemacht werden, denselben im Schiffsbau ausgedehntere Anwendung zu verschaffen. Bereits haben die Petroleum- und Benzinmotoren das Gebiet der kleineren Vergnügungsboote und Lastschiffe erobert, auch in der Kriegsmarine für kleinere Boote Eingang gefunden, und es sind in der Fluss- und Binnenschiffahrt mit Gasmotoren in einigen Fällen befriedigende Resultate erzielt worden. Auch der Diesel-Motor wurde in letzter Zeit wiederholt versuchsweise zur Fortbewegung von kleineren Schiffen verwendet und hat dabei seine vorzüglichen Eigenschaften bestätigt. Alle diese Motoren sind aber bis jetzt im Rahmen des stationären Motors mit seinen charakteristischen Eigenschaften auf Schiffe übertragen worden; eigentliche umsteuerbare Motoren – ausgebildet wie die moderne Kolbendampfmaschine und festgekuppelt mit dem Propeller, jederzeit Drehungsrichtung und Leistung sicher bestimmend – sind bis jetzt nicht bekannt geworden. Textabbildung Bd. 321, S. 616 Fig. 17. Vierzylindriger Diesel-Schiffsmotor von Gebr. Sulzer. Vor allem bieten die Verbrennungsmotoren gegenüber den Dampfmaschinen den Vorteil hoher Brennstoffökonomie. Selbst die grossen modernen Schiffs-Kolbendampfmaschinen und Dampfturbinen brauchen für 1 PS/Std. an der Propellerwelle gemessen, einschliesslich der für ihren Betrieb nötigen Hilfsmaschinen nicht viel weniger als 1 kg Kohle, die kleineren bis 1,5 kg und mehr, die Gas-, Petroleum- und Benzinmotoren dagegen nur ⅓ bis ½ kg Anthrazit bezw. Petroleum oder Benzin und der Diesel-Motor sogar nur ⅕ bis ¼ kg Petroleum. Für die gleiche Dauerleistung braucht also der Gas- oder Petroleummotor nur etwa ein Drittel bis die Hälfte, der Diesel-Motor nur ⅙ bis ⅕ des Brennstoffgewichtes der Dampfmaschine mitzuschleppen. Zu diesen Vorteilen der Verbrennungsmotoren kommt bei Verwendung flüssiger Brennstoffe, noch die Ersparnis an den Behälterräumen für den Brennstoff. Während 1 cbm Bunkerraum für gute Schiffskohle durchschnittlich nur etwa 6,5 Millionen Wärmeeinheiten fasst, kann 1 cbm Tankinhalt 9 Millionen und mehr Wärmeeinheiten aufnehmen, d.h. im gleichen Behälterraum können nahezu um 40 v. H. grössere Energiemengen im Schiffe mitgeführt werden. Bei den Verbrennungsmotoren kann die Verbrennung des Kraftstoffes in den Zylindern so vollständig durchgeführt werden, dass die Auspuffgase fast ganz unsichtbar sind, was besonders für die Kriegsmarine gegenüber dem Dampfbetrieb, der namentlich bei gesteigerter Leistung starke Rauchbildung mit sich bringt, einen wesentlichen Vorteil bedeutet. Dazu kommt ferner der Vorteil der leichteren Transportfähigkeit und schnelleren Anbordnahme der flüssigen Brennstoffe. Unter Ersparnis von Zeit und Kraft, gegenüber der Bekohlung von Dampfern, kann die nötige Oelmenge eingenommen werden, sei es mit Zentrifugalpumpen oder mittels Druckluft, und auch im Schiffe selbst ist der Transport vom Tank zum Motor auf dieselbe Weise einfacher, billiger und sauberer zu erreichen. Für die Aufspeicherung können Doppelböden oder Ballasttanks benutzt werden. Gewinnt man mit Verbrennungsmotoren, gegenüber den Dampfkraftmaschinen, schon ganz erhebliche Gewichtsund Raumersparnisse in den Behälterräumen, so bietet insbesondere bei den Motoren für flüssige Brennstoffe auch der Wegfall der Dampfkessel und Gasgeneratoren die Vorteile weiterer erheblicher Gewichtsverminderung, einer Platzersparnis um etwa ⅓ des Maschinenraumes und der Unabhängigkeit des Betriebes von der Geschicklichkeit und Zuverlässigkeit der Heizer sowie die Vermeidung von Brennstoffverlusten beim Anheizen und in Betriebspausen. Gegenüber Gasmaschinen entfallen somit auch die Schwierigkeiten, den Generatorbetrieb der Schiffsgeschwindigkeit anzupassen, eine gleichmässige Zusammensetzung des Gases zu erhalten und Störungen in den Reinigern zu vermeiden. Besonders beim Diesel-Motor treten diese Vorzüge deutlich hervor; in diesem können selbst schwer brennbare Mineralöle und Petroleumrückstände, wie sie in anderen Motoren nicht mehr verwendbar sind, zur Erzeugung mechanischer Arbeit dienen. Der Brennstoff gelangt in flüssigem Zustande in den Verbrennungszylinder, wo er in fein verteiltem Zustande durch Verdichtung hoch erhitzte Luft vorfindet, deren Wärme ihn in gasförmigen Zustand überführt und entzündet. Der für eine bestimmte Leistung nötige Brennstoff kann also in flüssigem Zustande unmittelbar vor Einführung in den Zylinder genau bemessen werden, was bei Motoren mit Vergasern nicht in gleichem Masse der Fall ist. Einmal auf eine bestimmte Leistung eingestellt, ist die Zufuhr des Brennstoffes vom Maschinisten vollständig unabhängig, sie ist unbeeinflusst von der Wärme des Vergasungsapparates. Die Zuverlässigkeit der Zündung ist gesichert durch die immer gleich hoch auftretende Verdichtung im Zylinder, während die übrigen Motorsysteme von der elektrischen bezw. Glührohrzündung abhängig sind. Plötzliche Drucksteigerungen treten im Diesel-Motor nicht auf, da sich die Verbrennung langsam bei gleichbleibendem Drucke vollzieht. Da die Luft nicht mit dem Brennstoffgemisch verdichtet wird, können Frühzündungen nicht vorkommen; es werden dadurch Stösse und Schläge in den Zylindern vermieden, die Gestänge geschont und die Betriebssicherheit und Dauerhaftigkeit des Motors erhöht. Explosionen und Feuersgefahr sind infolge des hohen Entflammungspunktes des Brennstoffes beim Diesel-Motor ausgeschlossen und giftige Gase, wie solche bei Gasanlagen schon oft zu Unfällen mit tötlichem Ausgang geführt haben, können überhaupt nicht auftreten, was für die Sicherheit des Maschinenpersonals in den engen Schiffsräumen von grösster Bedeutung ist. Die fast vollkommene Verbrennung, wie sie bei den verschiedensten Leistungen im Diesel-Motor vor sich geht, macht die öftere Revision der Zylinder, Kolben und Ventile überflüssig. Bei der während Wochen und Monaten andauernden gleichmässigen Beanspruchung der Schiffsmotoren sind Bedenken in dieser Richtung absolut ausgeschlossen. Eine besonders wichtige Rolle spielt aber im Schiffsbetrieb der Umstand, dass der Diesel-Motor ohne Vorbereitung, wie Anheizen eines Dampfkessels, eines Gasgenerators oder eines Vergasers, jederzeit in zwei bis drei Minuten in Gang gesetzt werden kann, da eine gewisse Druckluftmenge, die zum Anlassen nötig ist, vom Motor selbst erzeugt und in besonderen Gefässen aufgespeichert wird. Wenn auch der Diesel-Motor bisher in der Hauptsache ein Viertaktmotor geblieben ist, dessen Zylinderabmessungen gegenüber den doppeltwirkenden Dampfmaschine für eine bestimmte Leisung beträchtlich grösser werden müssen, so ist das Verhältnis doch nicht so ungünstig, wie es auf den ersten Blick erscheint. Die mittlere indizierte Spannung ist im Diesel-Motor mindestens doppelt so gross als im Dampfzylinder bei den heute gebräuchlichen Kesselspannungen und wenn auch der mechanische Wirkungsgrad nur ∾ 10 bis 12 v. H. höher ist, als derjenige des Viertaktmotors, so verhalten sich die mittleren effektiven Spannungen immer noch ungefähr wie 1 : 1,8. Bei gleichen Umlaufzahlen verhalten sich also die Zylindervolumina wie 1\,:\,\frac{4}{1,8}\,\sim\,1\,:\,2\,^1/_4. Wenn nun aber der Diesel-Motor für Arbeiten mit Zweitakt gebaut wird, so braucht dessen Zylinder nur noch um etwa 10 bis 15 v. H. grösser zu sein als derjenige der Dampfmaschine von gleicher Leistung. Dazu kommt allerdings das Gewicht eines Schwungrades beim Zweitakt- wie beim Viertaktmotor; bei ersterem genügt aber ein kleineres Schwungradgewicht. Beim Diesel-Motor ist ferner der totale Druck auf den Kolben während der Verbrennungsperiode, für welche das Gestänge, Welle und Ständer konstruiert werden müssen, im Verhältnis zur mittleren Spannung wesentlich grösser als bei der Dampfmaschine; dadurch wird der Motor selbst erheblich schwerer als die gleich starke Dampfmaschine. Nach Abzug dieses Mehrgewichtes und desjenigen der nötigen Druckluftgefässe für die Einblase- und Anlassluft bleibt aber immer noch eine beträchtliche Gewichtsersparnis zugunsten des Diesel-Motors übrig, indem der Wegfall der Oberflächenkondensation mit den Zirkulationspumpen, der Kessel mit den Hilfseinrichtungen, wie Speisepumpen, Gebläse für forzierten Zug, Schlackenhebevorrichtung und dergl. weit grössere Gewichtsverminderung mit sich bringt. Nach dem Vorstehenden ergeben sich für Schiffe gleicher Bauart und Geschwindigkeit mit Diesel-Motoren bedeutende Gewichtsersparnisse: 1. aus der Verringerung des Maschinengewichts, 2. der Verringerung des Gewichtes an Brennstoff, 3. aus der Verkleinerung der Maschinen- und Tankräume, d.h. es können diese Schiffe mit feineren Linien gebaut werden, was wiederum geringere Maschinenleistung bezw, Steigerung der Schiffsgeschwindigkeit zur Folge hat. „Mit geringerem Gewicht der Tankfüllung kann also bei gesteigerter Geschwindigkeit der Aktionsradius eines Diesel-Motorschiffes ganz beträchtlich vergrössert werden.“ Um aber diese grossen Vorzüge des Diesel-Motors namentlich auch für grössere Kräfte ohne irgend welche Gefahr und Zeitverluste ausnutzen zu können, muss derselbe nach dem Vorbilde der Schiffsdampfmaschine umsteuerbar gemacht werden. Die zu dem Zwecke von Gebr. Sulzer in Vorschlag gebrachte umsteuerbare Diesel-Schiffsmaschine arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip wie der bisherige Diesel-Motor und zwar nach dem Zweitaktverfahren. Durch Anwendung desselben wird die Anzahl der umzusteuernden Abschlussorgane vermindert, so dass an jedem Zylinder nur das Einlass- und das Brennstoffventil umzusteuern sind. Die Motoren werden gewöhnlich, wie Fig. 17 zeigt, mit vier Zylindern ausgeführt, so dass ein zuverlässiges Anlassen gewährleistet und ferner ein gleichmässiges Drehmoment erzielt wird. Das Schwungrad kann erheblich leichter ausgeführt werden, als es bei den bisherigen Verbrennungskraftmaschinen für Schiffe der Fall war. Die Maschine erhält ausser den vier Arbeitszylindern eine Luftpumpe für die hoch zu verdichtende Luft und ferner eine Niederdruck-Luftpumpe für die Spühlung der Arbeitszylinder. Das Gestell ist gekapselt und mit leicht abnehmbaren Türen versehen, so dass Kurbeln, Lager. Kolben und Zapfen leicht zugänglich sind. Die Kolben sind so angeordnet dass sie sich leicht nach unten aus den Zylindern herausnehmen lassen. Ueberhaupt ist der leichten Zugänglichkeit aller Teile besondere Aufmerksamkeit gewidmet worden. Zur Maschine gehören drei aus Schmiedestahl hergestellte Gefässe für die Anlass-, die Einblaseluft und eines als Reserve; sie sind so bemessen, dass ohne neues Aufpumpen ein zwanzigmaliges Anfahren möglich ist. Eine kleine von Hand oder mittels einer Hilfsmaschine angetriebene Luftpumpe dient dazu, den Luftvorrat zu ergänzen, falls die Hauptpumpe aus irgend einem Grunde nicht arbeitet oder aber die Hauptmaschine still steht. Die Zufuhr von Brennstoff geschieht mittels Oelpumpen besonderer Konstruktion. Die Schraube ist mit der Maschine unmittelbar gekuppelt und das Anlassen und Umsteuern so zuverlässig, wie bei einer Dampfmaschine. Zum schnellen Anlassen der Maschine dient ein kleines Handrad, durch dessen Drehung zunächst die Zufuhr verdichteter Luft zu den Zylindern bewirkt wird; eine weitere Umdrehung des Handrades setzt das Anlassventil ausser Tätigkeit und das Brennstoffventil in Bewegung, so dass die Maschine in normaler Weise, d.h. mit Brennstoff zu arbeiten beginnt. Auf dieselbe Weise wird die Maschine zum Stillstand gebracht, wieder angelassen und umgesteuert. Ein besonderes kleines Handrad beeinflusst die von der Brennstoffpumpe in die Zylinder gedrückte Brennstoffmenge, d.h. die Leistung der Maschine. Der Diesel-Schiffsmotor kann mit sämtlichem Zubehör innerhalb der Grenzen der Gewichte der Torpedobootmaschinen gehalten und noch leichter als diese ausgeführt werden. Zur Zeit wird es möglich sein, ohne Propeller und Propellerwelle, die Gewichte innerhalb der Grenzen von 30 bis 40 kg für jedes Bremspferd zu halten. Dei Motor kann auch für grössere Leistungen – bis 1000 und mehr Pferdestärken – gebaut werden und es soll der Brennstoffverbrauch nach den bereits vorliegenden Versuchsergebnissen nur unwesentlich höher sein als derjenige der Diesel-Viertaktmotoren. (Schluss folgt.)