Die Treibmittel der Leichtmotoren. Von Dipl.-Ing. Wimplinger, Berlin-Südende. WIMPLINGER: Die Treibmittel der Leichtmotoren. Vor dem Kriege kam für Leichtmotoren und besonders für solche für Verkehrszwecke als Treibmittel wohl ausschließlich nur Benzin in Betracht. Noch kurz vor Ausbruch des Krieges hat man bei uns mit Erfolg Benzol als Treibmittel für solche Motoren eingeführt. Der Krieg als gewaltiger Verbraucher und oft als sinnloser Zerstörer der wichtigsten Rohstoffe hat nun in allen Ländern einen großen Mangel an Brennstoffen, besonders an Treibmitteln für Leichtmotoren, hervorgerufen. Deutschland war bereits vor dem Kriege im großen Maße von ausländischen Treibmitteln abhängig. Es erzeugte in dem letzten Jahre vor dem Kriege etwa 10000 t Petroleumprodukte, während es 1,3 Mill. t verbrauchte. Die Einfuhr Deutschlands an Mineralölen hatte 1913 einen Wert von 164 Mill. M, darunter befand sich Schwerbenzin im Werte von 14,8 Mill. und Rohbenzin im Werte von 32,7 Mill. M. Das Benzin hatte vor etwa 30 Jahren eine verhältnismäßig beschränkte Verwendung und infolgedessen einen sehr geringen Wert. Erst die außerordentlich rasche Entwicklung des Kraftwagens und des Flugzeuges rief die sprunghafte Steigerung der Benzinpreise hervor. Im Jahre 1890 sahen die Petroleumraffinerien das Benzin immer noch als lästiges Nebenprodukt an. Die holländisch-indischen Gesellschaften haben das unverkäufliche Benzin am Strande der Sundainseln nutzlos verbrannt. Dagegen erscheinen nun fast täglich in der amerikanischen Presse Berichte, die mit Sorge auf das allmähliche Verschwinden der Reserven an Oelfeldern hinweisen. Die Sorge ist um so mehr berechtigt, als der einheimische Verbrauch in unerwarteter Weise steigt. Die Raffinerien der Vereinigten Staaten stellten im Jahre 1919 ungefähr 92700000 Barrels Benzin her (1 Barrel = 1,59 hl). Die Zahl der Kraftwagen am Ende des Jahres 1919 belief sich auf 7 500000. Diese Zahl schließt nur Personen- und Lastkraftwagen ein, ohne Motortraktoren, Motorboote und ortfeste Motoren. Die Anzahl der Kraftwagen wird am Ende 1920 etwa auf 8500000 gestiegen sein, zu deren Brennstoffversorgung jährlich etwa 100 Mill. Barrels Benzin erforderlich sein werden Rechnet man noch 10 Mill. Barrels für die Ausfuhr, so ergibt sich ein Gesamtjahresbedarf von 110 Mill. Barrels. Die nachstehende Aufstellung zeigt die rasche Zunahme der Benzinerzeugung und das noch viel schnellere Anwachsen der Kraftwagenzahl in den Vereinigten Staaten von Amerika. Jahr Benzinerzeugungin Barrels Kraftwagenzahl 1914 34700000 1700000 1915 36900000 2400000 1916 49000000 3400000 1917 67000000 4900000 1918 85000000 6100000 1919 92700000 7500000 Die amerikanischen Unternehmungen für Rohölförderung und Raffination steigern ihre Tätigkeit, um dem erhöhten Bedarf zu genügen. Ein Steigen der Benzinpreise in Zukunft wird sich aber nicht vermeiden lassen. Auch in England sieht man mit Sorge der ungünstigen Brennstoffversorgung entgegen. Man ist deshalb bemüht, im eigenen Lande durch zahlreiche Bohrungen Erdöl zu gewinnen. Die Berichte über Erfolge widersprechen sich. Große Hoffnungen können hierauf wohl kaum gesetzt werden. Alle anderen ölerzeugenden Länder wie Galizien, Rumänien, Rußland, Mexiko usw. sind ebenfalls bestrebt, ihre Erdölproduktion zu erhöhen. Die europäischen Länder, die hier in Betracht kommen, leiden aber noch zu sehr unter den Folgen des Krieges. In Amerika mit seinen Erdölreichtum ist Benzin auch jetzt noch das Treibmittel für Leichtmotoren. Wie bereits erwähnt, hat man in Deutschland mit Erfolg das Benzin durch Benzol ersetzt. Die deutsche Benzolproduktion betrug im Jahre 1913 nach Angaben der deutschen Benzolvereinigung etwa 160000 t, wovon die Hälfte für motorische und kleingewerbliche Zwecke verbraucht wurde. Deutschland wird in Zukunft alles versuchen müssen, durch vernünftige Wärmewirtschaft und rationelle Aufarbeitung der uns noch zur Verfügung stehenden Kohlenmenge die Benzolgewinnung zu vergrößern. Durch die Bedingungen des Gewaltfriedens von Versailles sind wir zur größten Sparsamkeit gegenüber unseren Kohlenvorräten gezwungen. Die deutsche Benzolgewinnung kann uns in der Treibmittelbeschaffung aber niemals gänzlich unabhängig vom Auslande machen. Um der allgemeinen Treibmittelnot ein Ende zu bereiten, hat man auch auf diesem Gebiete nach Ersatzmitteln Umschau gehalten. In Fachzeitschriften tauchen in regelmäßigen Zeitabschnitten Nachrichten auf, daß nunmehr ein neuer Brennstoff entdeckt sei, der das Benzin vollkommen ersetze. Gewöhnlich geben solche Mitteilungen nur zu neuen Enttäuschungen Veranlassung. Die englische Zeitschrift „Engineering“ berichtet, daß in Südafrika ein neuer Brennstoff für Automobile Verwendung findet. Infolge des Ausbleibens von Benzinzufuhren während des Krieges sah man sich genötigt, zu Ersatzstoffen zu greifen. Es gelang in Natal, wo die Zuckerindustrie in höchster Blüte steht, einen geeigneten Stoff zu gewinnen, der aus 54 v. H. Aethyl-Alkohol, 45 v. H. Aether und 1 v. H. Trimethylamin besteht und nach seinem Ursprungsland „Natalit“ genannt wird. Bei diesem neuen Brennstoff besteht die Aufgabe des Aethers darin, die Spannung des Gasgemisches zu erhöhen. Da Aether aus der Destillierung des Alkohols mit Schwefelsäure entsteht, so verursacht die Beschaffung größerer Aethermengen keine großen Kosten. Das Trimethylamin N(OH3) ist stark alkalisch und neutralisiert die bei der Verbrennung von Alkohol entstehende Essigsäure. Die Versuche haben ergeben, daß das Natalit ohne Vergaseränderung verwendet werden kann. Das Natalit wird von einer Fabrik in Durban hergestellt in einer Menge von etwa 14000 l täglich. Weitere Fabriken zur Herstellung dieses Brennstoffes sollen errichtet werden. Wenn sich auch die Hoffnungen, die man auf diesen Brennstoff gesetzt hat, restlos erfüllen sollten, so kann damit die Brennstoffnot nicht behoben werden, da die zur Herstellung des neuen Brennstoffes notwendigen Rohstoffe nur in beschränktem Maße vorhanden sind. Ein neuer Ersatzstoff für Flugmotoren, der aus einer Mischung von 38 Teilen Spiritus, 19 Teilen Benzol, 4 Teilen Toluol, 30 Teilen Benzin und 9 Teilen Aether besteht, ist nach eingehender Erprobung auf dem Prüfstande von der amerikanischen Postverwaltung einem vergleichenden Betriebsversuche im regelmäßigen Luftpostdienst unterzogen worden. Es wurde hierbei die 350 km lange Strecke New York-Washington ohne Zwischenlandung durchflogen. Dabei soll sich eine Brennstoffersparnis von 12,5 l/st zugunsten des neuen Brennstoffes zugleich mit einer Steigerung der Motorleistung, entsprechend der Zunahme der Motordrehzahl von 1508 auf 1514 ergeben haben. Die Brennstoffersparnis ist dabei allerdings der höheren Verdichtung im Motor zuzuschreiben, die bei Verwendung dieses Brennstoffes im Gegensatz zu Benzin zulässig ist: Da dieser Brennstoff eine Mischung bekannter Treibmittel ist, die eben in nicht genügender Menge vorhanden sind, so kann dadurch die Brennstoffnot nicht wesentlich beeinflußt werden. Einem neuen Motorbetriebstoff, der von einem südamerikanischen Ingenieur erfunden ist, in Pulverform in den Handel kommt und mit Wasser vermischt in gleicher Weise wie Benzin sich verwenden läßt, wird jeder Kraftwagenführer mit Recht wenig Vertrauen entgegenbringen. Da die Möglichkeit vorhanden ist, große Mengen Alkohol aus den bei der Verkokung der Kohle entstehenden Nebenprodukten zu gewinnen, so hat die englische Abteilung für wissenschaftliche und industrielle Forschungen Versuche in dieser Richtung angestellt. Es soll bereits ein Weg gefunden sein, um das Aethylen, aus dem der Alkohol gewonnen wird, von dem in Gasretorten und Gasöfen erzeugten Gas zu trennen. Man glaubt auf diese Weise jährlich etwa 700 Mill. Liter 90prozentigen Alkohol zu gewinnen. Selbst wenn sich die Unmöglichkeit ergeben sollte, das Aethylen aller Gasanstalten zu sammeln, so könnte etwa mit der Hälfte, d.h. mit 350 Mill. Litern gerechnet werden. Einige große Bergwerke scheinen diese Gewinnung schon in die Hand genommen zu haben, um an den bestehenden Koksöfen die nötigen Einrichtungen anzubringen. Der so gewonnene synthetische Alkohol ist für Leichtmotoren nicht zu gebrauchen. Mit 50 v. H. Benzol vermengt, soll er ein gutes Treibmittel für Kraftwagenmotoren sein. Das Anlassen des kalten Motors mit solchem Brennstoff ergibt allerdings einige Schwierigkeiten. Da der Heizwert von Benzol-Alkohol größer ist als von Benzin, so wird dadurch eine größere Motorleistung erreicht. Gegenwärtig werden in England etwa 140 Mill. Liter 90prozentigen Benzols erzeugt. Diese Erzeugung läßt sich aber mindestens noch um die Hälfte steigern. Falls sich die in die Gewinnung von synthetischem Alkohol gesetzten Hoffnungen erfüllen, kann in England eine Benzol-Alkohol-Mischung in den Handel gebracht werden, die ungefähr die Hälfte des gegenwärtigen Benzinbedarfs Englands deckt. Um die Produktion an Benzin und ähnlichen Treibmitteln zu erhöhen, gibt es auch noch andere Wege. Es ist hier vor allem die Zersetzungsdestillation oder die sogenannte Crackdestillation zu nennen. Zur Crackdestillation sind besonders die an gesättigten Kohlenwasserstoffen (Aethanen) reichen Rohöle geeignet. Die Destillation muß hier bei möglichst niedriger Temperatur und möglichst hohem Druck durchgeführt werden, um einen Höchstwert an benzinartigen Anteilen zu liefern. Bei 50 bis 60 at Druck gelingt es, Gasöl, Paraffin, Erdölrückständen usw. durch oftmals wiederholte Zersetzungsdestillation nach und nach zu zerlegen, in Benzin vom spez. Gewicht von 0,70, Naturgas und etwas Kohlenstoff. In neuerer Zeit soll es gelungen sein, ein Verfahren auszuarbeiten zur Erzeugung von Toluol und Benzol aus Erdöl und die bisher erzielte Ausbeute an Benzin um 200 v. H. zu steigern. Im Senat der Vereinigten Staaten wurde ein Gesetz angenommen, daß diese Verfahren Gemeingut des amerikanischen Volkes sind. Neuerungen auf diesem Gebiete sind nicht patentfähig. In Amerika versucht man somit, die verringerte Benzinausbeute aus dem gewonnenen Erdöl durch das hier kurz beschriebene Cracking-Verfahren zu vergrößern. Für deutsche Verhältnisse scheint dieses Verfahren nicht wirtschaftlich genug zu sein. Bei uns wird nun versucht, Braunkohlenteer für die synthetische Herstellung des Benzins zu verwenden. Der Braunkohlenteer wird dabei in Gegenwart von Wasserstoff bei hohem Druck erhitzt, wobei der Wasserstoff sich dem im Braunkohlenteer enthaltenen Kohlenwasserstoffen chemisch angliedert. Auf diese Weise wird Benzin als leichter Kohlenwasserstoff gewonnen. Die Bedeutung dieses Verfahrens beruht nicht allein darauf, daß es einen einheitlich zusammengesetzten Brennstoff liefert, im Gegensatz zu den bekannten Erdöldestillaten, bei denen alle zwischen zwei bestimmten Temperaturen überdestillierenden Kohlenwasserstoffe als Benzin bezeichnet werden, sondern auch darauf, daß man aus Braunkohlenteer außer Benzin auch andere leichte Kohlenwasserstoffe, z.B. Leuchtöl usw. herstellen kann. Das mit großen Hoffnungen begrüßte Cracking-Verfahren und auch das zuletzt genannte Hydrier-Verfahren werden aber stets ein teueres Benzin liefern. Deshalb ist die nächste Aufgabe der Motorenindustrie, die Weiterentwicklung der Verbrennungskraftmaschine so zu gestalten, daß die Motoren von bestimmten Brennstoffsorten unabhängig werden. Das bisherige Bestreben, die Motoren nur mit einem bestimmten Brennstoff zu betreiben, entspricht nicht mehr der kommenden Brennstoffversorgung. Die Leichtmotoren für Verkehrszwecke müssen in der Weise vervollkommnet werden, daß ein einwandfreies Verbrennen verschiedener Brennstoffsorten in derselben Maschine möglich wird, vom Benzin bis zum Rohöl, d.h. der Benzinmotor muß zum Oelmotor umgeformt werden. Es ist dementsprechend anzustreben, die zähflüssigen Brennstoffe durch geeignete Zerstäubervorrichtungen vollständig und gleichmäßig zu zerstäuben, dann unter Zuführung von Wärme den fein zerstäubten Brennstoff gut zu vergasen, um so ein richtiges Brennstoff-Luftgemisch zu erhalten. Weiterhin muß dafür gesorgt werden, daß eine Kondensierung des Gemisches in der Saugleitung vermieden wird und daß das Gemisch im Zylinder vollständig und genügend rasch verbrennt. Deshalb arbeitet man bereits seit Verwendung des Benzols mit Zusatzwärme und unsere bekannten Vergaser zerstäuben und vergasen schwere Brennstoffe wie Benzol-Spiritus, Benzol-Oel, Benzol-Petroleum durch Verwendung vorgewärmter Verbrennungsluft und durch Einschalten eines Verdampfers zwischen Vergaser und Saugrohrleitung. Der Verdampfer wird zweckmäßigerweise durch heiße Abgase beheizt. Um Schweröle in unseren heutigen Vergasern gut zu zerstäuben, ist in diesen ein möglichst enger Lufttrichter einzubauen. Beim Anlassen des Motors ist es außerdem zweckmäßig, die angesaugte Luft auf ein bestimmtes Maß abzudrosseln, um den Unterdruck in der Saugrohrleitung und im Motor zu vergrößern. Durch die Vergrößerte Luftgeschwindigkeit an der Brennstoffdüse wird eine wirksamere Zerstäubung erzielt. Durch den erhöhten Unterdruck wird die Verdampfung des eingespritzten Brennstoffes beschleunigt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Maschine auch mit Schwerölen angelassen werden kann. Im Dauerbetrieb muß der Wärmezustand des Motors und aller seiner Teile, mit denen das Gemisch in Berührung kommt, ein solcher sein, daß sich das Gas-Luftgemisch nicht abkühlen kann. Deshalb geht man dazu über, die Saugrohrleitung durch Abgase zu beheizen, oder sie mit der Abgasleitung zu vereinigen. Empfehlenswert ist es, bei schweren Brennstoffen die sogenannte Heißkühlung zu verwenden, d.h. das Kühlwasser unter Druck über die Siedetemperatur bis 180° zu erhitzen. Ersetzt man das Kühlwasser durch ein höher siedendes Kühlmittel, z.B. Oel, so kann man die Temperatur noch höher steigern. Eine gute Verbrennung des Schweröl-Luftgemisches im Motor ist außerdem nur dann möglich, wenn jede Störung des Verbrennungsvorganges vermieden wird. Durch Versuche ist bereits der schädliche Einfluß des Schmieröles bekannt geworden. Je kohlenstoffreicher der Brennstoff ist, desto langsamer ist seine Verbrennung. Die Verbrennung wird durch Schmierölzutritt schon beim Benzolbetrieb sehr erheblich gestört, noch ungünstiger gestalten sich die Verhältnisse beim Schwerölbetrieb. Die wichtige Aufgabe, die Leichtmotoren für den Schwerölbetrieb baulich umzugestalten, wird die Zukunft zu lösen haben. Zurzeit kommt es aber darauf an, möglichst schnell und mit einfachen Mitteln über die jetzige Brennstoffnot, die in Deutschland durch die unerträglichen Bedingungen des Versailler Gewaltfriedens verschärft ist, hinwegzukommen. Die gegenwärtig zur Verfügung stehenden und erprobten Mittel zur Linderung des Brennstoffmangels sind deshalb in möglichst großem Umfange zu verwenden, um in Tagen der Not die vorhandenen Brennstoffvorräte möglichst wirtschaftlich auszunutzen.