Grundlagen des Automobilbaues [Reprint 2020 ed.] 9783112342220, 9783112342213

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Automobiltechnische Bibliothek Band XII

G h i t t i s , Grundlagen des Automobilbaues

Automobiltechnische Bibliothek Die in Band

I.

CLutomoöittedfrnik Cin^etdarstettun^en

Der Automobilmotor

und

von W . P f i t z n e r Ingenieure.

A. O. v. L o e w e ,

und

Band

II.

Band

III.

Automobilvergaser

Band

IV.

Diplom-Ingenieur. Die K u g e l l a g e r u n g e n Ingenieur.

Band

V.

von, A. H a e n i g ,

VI.

Band VII.

Heinrich

von

und seine Mikrostruk-

Ingenieur.

Die Leistungsverluste und die A b f e d e r u n g

von

von

Gaskraftwagen

3 Teile. von Dr.-Ing. E r i c h

Bobeth.

K o n s t r u k t i o n s b e r e c h n u n g e n von Kraftfahrzeugen und

die

Organisation

Dipl.-Ing. A. O. v o n

IX.

des

Konstruktionsbüros

von

Loewe,

Die Schmierung leichter Verbrennungsmotoren von K. R. H. P r a e t o r i u s ,

X.

Die

Kühlung

leichter

von K. R. H. P r a e t o r i u s ,

Band

Bauschlicher,

Prof.

Fahrgestell

Kraftfahrzeugen

Band

Aug.

Dechamps,

von

Das

Dr.-Ing. R. L u t z .

Band

Diplom-

Ober-Ingenieur.

von

Der Konstruktionsstahl tur

Band VIII.

Konstruktion

Der Automobilzug des Colonel Charles Renard von W . A. Th. M ü l l e r ,

Band

seine

XI.

Das

Motorrad

und

Ingenieur.

Verbrenhungsmotoren Ingenieur.

seine

Konstruktion

von

C u r t H a n f l a n d , Ingenieur. Band XII.

Grundlagen

d e s A u t o m o b i l b a u e s von Prof. Dipl.-

Ing. W. G h i t t i s . '

Verlag

von

M.

K R A Y N

/ B E R L I N

W

Grundlagen des Automobilbaues Von

Prof. Dipl.-Ing. W. Ghittis

Petersburg

Mit 98

Abbildungen

BERLIN

VERLAG

von 1924

W

M. K R A Y N

Copyright 1923 by M. K r a y n , B e r l i n W. 10 Alle Rechte, namentlich das der Uebersetzung, vorbehalten

Vor wort. Der Motorwagen stellt ein ganzes, ungetrenntes System dar und nur von diesem Standpunkte aus betrachtet, kann er vollständig untersucht und der organische Zusammenhang zwischen seinen Elementen gefunden werden. Die Untersuchung der Bewegungs- und Widerstandsmomente, die beim Motorwagen auftreten, sowie die Untersuchung der Bedingungen nnd Erscheinungen, die sich bei dem in Bewegung befindlichen Motorwagen ergeben, bilden den Inhalt der vorliegenden Arbeit. Den Ausgangspunkt bildet die Bewegungsgleichung des Motorwagens, wodurch auch der Inhalt des Stoffes charakterisiert ist. Dieser Ausgangspunkt verlangt eine besondere Untersuchung des Automobilmotors, der als Quelle der Bewegungsmomente, gemäß Gleichung N = f (n), betrachtet wird. Einzelne Teile der vorliegenden Arbeit bilden den Inhalt von Vorträgen und Seminarvorlesungen, die vom Verfasser in den Jahren 1919—1922 in polytechnischen und techno-pädagogischen Instituten gehalten wurden. An dieser Arbeit, sowie weiteren Entwicklung des Stoffes haben die Herren Dipl.-Ing. A. Gruchmann und W. P e t r o w i t s c h regen Anteil genommen. Eine große Anzahl von Schaulinien mußte leider in Form von Tabellen gebracht werden. Im Bedarfsfalle kann jedoch die gewünschte Schaulinie leicht an Hand der Tabelle aufgezeichnet werden, die nur wenig Zeit und Mühe beansprucht. P e t e r s b u r g 1923.

Der Verfasser.

Inhaltsverzeichnis. Seit«

Vorwort Literaturverzeichnis . Zeitschriften Bezeichnungen I. Bewegungsgleichung des Motorwagens II. Untersuchung der Widerstandskräfte III. Untersuchung der Faktoren, die die Motordrehmomente bedingen . 1. Formulierung der Aufgabe 2. Zylinderfüllungs-Verhältnisse 3. Wärmeprozesse im Motor 4. Mechanische Verluste im Motor 5. Schaulinien des Vergasers 6. Schaulinien des Motors IV. Die Konstruktionselemente des Motors 1. Der allgemeine Bau 2. Die Kühlung 3. Steuerung der Ventile 4. Reihenfolge der Zündungen V. Übertragung der Energie 1. Kupplung 2. Wechselgetriebe 3. Kardanantrieb 4. Kettenantrieb . . . » VI. Kräfte und Reaktionen am Motorwagen . . . . 1. Abfederung 2. Bremsung VII. Die Lenkung VIII. Dynamik der Motor-Wagen . . 1. Ungleichförmigkeitsgrad des Motors 2. Massenaüsgleich ,. 3. Stabilität des Motorwagens auf geraden Strecken 4. „ „ „ in der Kurve5. Schwingungen des Mortorwagens 6. Gyroskopische Wirkung der Räder • ' I X Verteilung der Energie im Motorwagen

V VII X XI 1 3 . . 11 11 12 21 39 51 68 73 73 74 78 79 80 80 84 91 96 98 98 103 106 115 . . 115 . . 115 122 123 127 .131 133 . .

Literaturverzeichnis. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39.

A r c h b u t t & D e e r l e y , Le graissage B o t h , Liquid Fuel B r o w n , Handbook of Carburation B r e w e r , Carburation B a l e , Gas and Oil Engines Management B r a t e , Farm Gas Engines B o b e t h , Leistungsverluste und Abfederung von Kraftwagen B e r r y , T-S Diagramm B a n k i , Energie-Umwandlung in Flüssigkeiten B u r s t a l l , Energie Diagramm for Gas B u c h - L e h m b e c k , Auto-Rahmen B u c h - L e h m b e c k , Autosteuerungen B u c h , Automobil-Getriebe und Kupplungen . . . . . B a u s c h l i c h e r , Kühlung und Kühlvorrichtungen B r o o s , Automobil-Haudbook B o u l v i n , Theorie des machines thermiques . . . B r e ^ r e f , Motor Car Construktion Ca b o t , Les automobiles et leurs moteurs C a b o t , Guide pratique du Chauffeur • " C o n n e r , Gas Engines Pocket Book C a r d u l l o , Praktical Thermodynamique C a l v a z a r a , Motori a gas C a r l e s , Anatomie de la voiture automobile C l e r k & B u r l s , Gas, Petrol and Oil-Engines I—II . . . . . D e s c h a m p s , Automobilvergaser E n n i s , Applied Thermodynamiks for Engineer F a v r o n , Construktion automobile G a r r a d , Gas, Oil and Petrol Engines G a r u f f a , Motori a scoppio G a r u f f a , Motori a combustione interna H e l l e r , Motorwagenbau H a b e r , Thermodynamik technischer Gasreaktionen J o u d g e , High Speed Internal Combustion Engines J o u g u e t , Theorie des moteurs thermiques K e n n e d y , Book of the Motor Car K l e i n , Zündmomentverstellung L a c o i n , Construktion et reglage des moteurs L a u r e n t i , Le motrici ad explosione L ö e w e , Konstruktionsberechnungen von Kraftfahrzeugen

. . .

1915 — 1916 —

1913 1921 . . 1912 1913 . . . 1917 . . . 1920 1920 1913 1905 1912 1910 1907 1907 — 1913 1913 . . . 1913 1922 1916 1916 1916 1916 . . 1915 1922 1905 1916 1909 . . — — — 1916 1915

— vm — 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85. 86 87. 88.

L u t z , Fahrgestell von Gaskraftwagen L a l a n d , e t N o a l h a t , Elements de thermodynamique L e h m b e c k , Handbuch des Automobilbaues L e h m b e c k & I s e n d a l , Berechnung u. Konstruktion v. Automobil-Motoren L o e f f l e r , Mechanische Triebwerke und Bremsen L o r e n z , Technische Wärmelehre M e n z e l , Automobilverganer M a r i e , Formule de stabilité de l'automobile M a g g , Steuerung von Verbrennungsmotoren M ü l l e r , Der Automobilzug M a r t i n o t L a G a r d e , le moteur a explosion M a r t i n o t L a G a r d e , le Moteur d'aviation M o r i t z , Les moteurs thermique dans leur rapport avec la thermodynamique M a r s c h i s , Les moteurs d'automobiles M a t h o t , Constructions et fonctionnement des moteurs a combustion interne N e r n s t , Theoretische Chemie . . . . . . . . O s t e r t a g , Entropiediagramme der Verbrennungsmaschinen P e d r e t t i , II meccanico Chauffeur P f i t z n e r - L o e w e , Der Automobilmotor P e t i t , Les moteurs . P e t i t , Le pneumatique P e t o t , Etude dynamiques de 1 Automobile P o u r r i e z , Vous me dire P o m i n i , macchina a Gas P o i n c a r e , Thermodynamique P l a n k , Vorlesungen über Thermodynamik ' i . B a n d a i , Heat R i e d l e r , Wissenschaftliche Automobilwertung . . . . L o e f f l e r - " f e i e d l e r , Olmaschinen . . . S c h o e t l e r , Gasmaschinen S c h u l e , Technische Thermodynamik I—II S o r e l , Carburation et combustion dans le moteur a alcool B u s e i l e r , Autotechnisches Handbuch V a l e n t i n , Fabrikation von Motoren und Automobilen W i m p e r i s , Internal combustion Engines W i n k l e r , Entwerfen von leichten Benzinmotoren D o n a t h - G r ö g e r , Treibmittel der Kraftfahrzeuge H e l d - I s e n d a l , Automobilbau Band I - I I S t e p h a n , Technische Mechanik S e u f e f t , Berechnung von Verbrennungsmaschinen G r a m b e r g , Maschinentechnisches Versuchswesen . . . Repport of Committee on Prime Power Repport of Committee on Prime Power . . . . . . . . . . . . . S m o y e r , Autoreparing S t e r l i n g , Internal Combustion Engines S t r e e t e r , -Internal Combustion EDgines L o e w , Das Automobil L o e w , Neuere Vergaser . M a r t i n , Thermodynamik

1922 1911 1909 1911 1912 1912 1922 — 1914 1907 — — 19? 3 1905 1909 1921 1923 1916 1922 1915 1912 1906 — 1911 1908 1922 1913 1912 1915 1909 1923 1904 1922 1915 1915 1922 1917 1922 1922 1920 1921 1920 1921 — 1917 1915 1921 1920 1916

— IX — 89. 90. 91. 92. 93. 94. 95. 96. 97. 98. 99. 100. 101. 102. 103.

H o y e r & C a l d e r w o o d , Engineering Thcrmodynamics 1915 G r e e n , Heat Engineering , . 1915 H e r s h f e l d & B a r n a r d , Elements of Heat Power Engineering . . 1915 L o r e n t z , Lehrbuch der Physik , . . . . ; — K a r a p e t o f f , Thermodynamic — W i t z , Traite des Moteurs I—III . — B a r s c h , Motorpfluge . . .1920 R e i s e , Karosseriebau 1921 P u l z , KühluDg und Kühler von Flugmotoren _ . 1920 H o f m a n n , Grundlagen für. den Bau von Kraftwagen . . . . . . 1912 H u s e r , Erschütterungen schwerer Fahrzeugmotoren , 1920 M o d e r s o h n , Regelung der Ölmaschinen • 1919 B a r s c h , Berechnung von Motorpflügen. 1918 G r a n z e r , Schnellaufende VerbrennuDgsmaschinen 1922 D e c h a m p s & K u t z b a c h , Prüfung, Wertung und Weiterentwicklung von Flugmoltoren 1921 104. K r ü g e r , Tanks , . .1921 105. K ö n i g , Kosten des Automobilbetriebes 1922 106 S e i l i g e r , Graphische Thermodynamik . 1922 107. W y d l e r , Drehschwingungen in Kolbenmaschinenanlagen 1922 108. M ü l l e r , Flugmotoren 1918 109. D o n & t h - G r ö g e r , Flüssige Brennstoffe . 1914 110. B e c k e r , Vervollkommnung der Verbrennungsmotoren durch LeichtmetallKolben 1922 I I I . . B e c k e r , Schnell-Laetwagen mit Riesenluftreifen . 1923 12&V|j-erryand K e g e r n e i s , The Carburation of Gasolin 1920 133. G u c h m a n n , Über den volumetrischen Wirkungsgrad (Aserbajdyan Naphta-Wirtschaft) 1922 114. G h i t t i s , Verbrennungskraftmaschinen (Petrograd) . . . . . . . . 1923

Zeitschriften. 1. TenjioxoA2.

3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32.

BecTHHK

Tpy,jbi

ÜHHceHepoB KOMHCCHH

—

O-Ba

TexHOjioroB.

no HCCJieflOBaHHK) TonjmBa.

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36. Horseles Age. 37 Journal of the Society of Automotive Engineers.

Bezeichnungen (So weit B = Be = Cv = Cp = D •= f = i = J = K = L = h ~ H — Ho = m = M = Ne = Ni — Ni = N2 — N s =• pi p4 p6 p6 pr p8 pm pn R S Tr T Ti T4 T5 Ts

= = = = = = =

= = = = = = = = =

nichts

näheres

angegeben

ist).

Brennstoffverbrauch kg Spez. Brennstoffverbrauch kg/PS/st „ Wärme bei v = Coost. „ „ „ p = „ Zylinderbohrung Koeffizient der rollenden Reibung Zylinderanzahl Trägheitsmoment Constante Luftmenge kg Gemischheizwert Brennstoffheizwert Kai. Molekülavwärrae bei T = 0 Kai. Übersetzungsverhältnis Kraftmoment Effektive Motorleistungen PS Judizierte „ Arbeitsleistung für Hilfsmechanismen PS „ „ Kolbenreibung hervorgezogen durch Explosionsdruck „ hervorgerufen durch Massendruck Gasdruck "am Anfang der Saugung kg/cm 2 Mischungsdruck am Ende „ „ „ Verdichtungsdruck „ Explosionsdruck „ Ausdehnungsdruck „ Gas-Parzialdruck „ Mischungs-Parzialdruck „ 10333 kg/cm2 Gaskonstante Kolbenhub, Weglänge m 288° C Temperatur i^ispuff-Temperatur abs Temperatur am Ende des Saughubes Verdichtungstemperatur Explosionstcmpejatur

PS

— t U Q Qh

— = =

XII

0 Temperatur C Wärme-Energie Wagengewicht kg Bremsgewicht des Wagens

—

kg

Qwand = Wärmeaustausch mit der Zylinderwand Qu = Adhäsionsgewicht des Wagens kg q = Gewicht der. Wagenbrücke „ w = Wagenwiderstand .„ w, = Rollwiderstand ,, wa = Widerstand auf Steigungen „ W3 = Luftwiderstand „ w4 = Wagenbeschleunigungswiderstsnd „ v = Geschwindigkeit a = Luftüberschuß ß — Wagenbeschleunigung m/s y = Spez. Gewicht fi = Adhäsionskoeffizient co = Umfangsgeschwindigkeit e = • Verdichtungsgrad.

I. Die Bewegungsgleichung des Motorwagens. An den in Bewegung befindlichen Motorwagen unterscheidet man zwei Arten von Momenten, u. z. Bewegungsmomente M und Widerstandsmomente W, die sich als Funktion vieler Veränderlicher darstellen lassen. M = f (a, b, c x) 1:) W = F(A,B,C X) 2.) Die Gleichung für den im Beharrungszustande befindlichen Wagen ist M = W . f (a, b, c . . . . x) = F (A, B, C . . . . X) . . 3 . ) Die Faktoren, die die Leistung des Motores bedingen, sind: a) Energie des Brennstoffs. b) Wärmeverluste. c) Mechanische Verluste. Ist der Zylinderfühlungsgrad rjv, so ist T? und

X 1)2

n

A \

-40

—•••v-iäö-r

L = Kt • D2 • s • n • • fj r • Vt • h 5.) Der Gesamtwiderstand, der vom Motor zu überwinden ist, setzt sich zusammen aus a) Rollwiderstand wx b) Steigungswiderstand w2 c) Luftwiderstand w3 d) Reibungsverluste im Motorwagen. Auf Grund von Versuchsergebnissen ist Wj = f • Q 6.) w 2 = 0,01 • h • Q .7.) w 3 = 0,0052 u • F • v 2 8.) worin Q = Gewicht des Motorwagens, f = Koeffizient der rollenden Reibung, h = Steigung in Prozenten, F = Fläche die zur Windrichtung senkrecht steht und v = Geschwindigkeit des Motorwagens ist. Gr h i 11 i 9, Grundlagen des Automobilbans.

1

Bezeichnet ferner rf den mechanischen Wirkungsgrad des Getriebes (vom Motor bis zu den Treibrädern) und m das Übersetzungsverhältnis zwischen Motor zu den Rädern, so ist ^ Q • f • v -f 0,01 h • Q • v + 0,0052 • u • F • v 3 m • rf und folglich w

K a - D » . g •n-Vm-fjY-r)t'h=

g

10.)

Die Gleichung 10 stellt die Bewegungsgleichung des Motorwagens dar. Ändert sich der. Widerstand, so werden die beiden Teile der Gleichung nicht mehr übereinstimmen. Die Richtigkeit der Gleichung kann nur durch entsprechende Änderung der W e r t e h, rj, und m wieder erreicht werden.

II. Untersuchung der Widerstandskräfte. Der Rollwiderstand eines rollenden Motorwagenrades, ist von dem auf dem Rade lastenden Druck und von der Beschaffenheit der Fahrbahn abhängig. Wx =

Q' • f

11.)

worin f einen Erfahrungskoeffizient bedeutet. Bezeichnet man mit Q', Q", Q", Q"" die Radbelastungen, so wird der Rollwiderstand 12.) W , = Q' • f + Q" • f" + Q'" • {"' + Q"." • f"" . . . . oder mit genügender Genauigkeit, wenn f' = f" = f'" === f"" = f und Q' + Q" + Q"' + Q"" = Q W, =

Q . f.

13.)

' In Tabelle I sind die Rollwiderstandskoeffizienten für verschiedene ken angegeben. Tabelle I. Straßendecke

16

20

22

0,018 0,022 0,021 0,0235 0,025

0,0195 0,0225 0,023 0,027 0,028

0,0203 0,0235 0,025 0,0299 0,0295

v km/st

Asphalt Holzpflaster . Makadam . Granitpflaster Schlackenbelag

Nach amerikanischen Versuchen aus dem J a h r e 1917 kann die Größe des Rollwiderstandes angenommen werden: a) f ü r g r o ß e

bei

Lastwagen

v >12 = 13 -

21

f = 20,3

v = 21 — 36

f = 25,1

kg/t kg/t

—

4

—

b) f ü r l e i c h t e v =

16 — 24

=

14,5 -(- "T" kg/t 4

v = 1 6 — 23

=

18 + ~ kg/t

y =

14 — 23

=

v =

12 — 21

24 — - Y + 3 a

=

3 6

'

5

- 4

V

"Wagen für Asphalt „

Holzpflaster und gute Straßendecken

— 30 V2

„

Chaussee

+ 3Ö

„

Landstraße

V „ Granitpflaster = 1 7 ' 5 + 40 Liegt der Fall vor, daß ein nicht elastisches Rad auf einer elastischen Lauffläche (lockerer Boden) abrollt (Traktor mit eisernen Rädern), so können die elastischen Formänderungen der Räder und der Lauffläche

v =

15 — 23

2

¡4 Abb. 1.

außer acht gelassen werden und sind nur die bleibenden Formänderungen des Bodens in Rechnung zu stellen. Um die Rechnung zu vereinfachen, setzen wir voraus, daß der Rollwiderstand nur von der Arbeit, die für das Zusammendrücken des Bodens notwendig ist, abhängt. Dann wird nach Abb. 1, wenn x die Tiefe und a die Fläche des eingesunkenen Rades bedeutet = f•x • a . ' . . 14.) Ist b die Radbreite und Gr das auf dem Rad lastende Gewicht, so erhält man das Volumen, das von dem Rade verdrängt worden ist, wenn durch E eine Parabel y 2 = 2 r x gezogen wurde, mit V = 2 / 3 b • h • y. Da x = h und das auf das Rad entfallende Gewicht G = y 8 b . h . y f 15.) so wird G = 2 / 3 f • b • j/2r • h3 16.) Bewegt sich das Rad um die Strecke s weiter, so wird die Widerstandsarbeit w f . s • b • h Wj s = h

— da

W1

t

=

-

f

b

2

und

f = — 2b/irP

ferner

h=

o

—

h 2

(17.)

/

18.)

so wird W , = 0,54 Bedeutet

Fx n' b'j ht K

so ist

= = = = =

19-)

Zugkraft Anzahl der Pflugschare Breite „ „ Furchentiefe Bodenwiderstandskoeffizient (Tabelle II)

F1 = n' • b\ hx • K Bezeichnet ferner G t = statische Belastung des Vorderrades G2 = „ „ „ Hinterrades L = Radstand 1 = Entfernung vom Hacken bis zur Bodenoberfläche, so wird die auftretende Belastung während der Bewegung der Treibund Steuerräder Qi

^-F

20.)

Q2= G + [-F

21.)

und der Gesamtwiderstand (Steigung und Luftwiderstand werden vernachlässigt)

worin rx und r2 den Radius der Räder und p den Gleitkoeffizienten bedeutet.

Tabelle II. Sandboden Abgemähtes Feld Trockenes Feld Herbstacker Frischgeackerter Boden

.

.

.

K K K K K

= = = = =

0,03 0,10 0,14 0,15 0,30

—

6

—

Für den in Fahrt befindlichen Raupenschlepper ist Wx = 2 f - b ' . l'-h' . . . , 23.) worin b' die Breite und 1' die Länge der Raupe bedeutet. Der Einfluß der Steigung ergibt sich aus folgender-Betrachtung. Ist a der Neigungswinkel' der Fahrbahn .(Abb. 2), so ist W2 = Q - s i n a . . . . . . . . . . . • . . 24.) xind 25) h = 1 • tg a Da der Winkel a klein ist, wird annähernd sin a = tg a und daher W=y.Q=0,01.h.Q

.

26.)

Abb. 2.

In Wirklichkeit befindet sich der Angriffspunkt der Zugkraft höher als im Radmittel, so daß das "Widerstandsmoment Q(a-fr).sina 27.) wird. Aus der Gleichung 27 läßt sich der Einfluß der Strecke a (Angriffspunkt der Zugkraft) auf den Fahrwiderstand erkennen. Bewegt sich ein Körper, dessen Stirnfläche F sei, mit der Geschwindigkeit Y, so wird das von ihm verdrängte Luftvolumen v • F m3/sek. Gleichzeitig wird dasselbe Luftvolumen hinter dem Körper frei, so daß der Luftdruck an verschiedenen Stellen des Körpers verschieden groß sein wird; den so entstehenden Luftwiderstand bezeichnen wir mit W 3 . Ist nun v — Geschwindigkeit des Körpers, vx = „ der Luftteilchen, M = Luftmasse, y — spezifisches Gewicht der Luft, so ist i M V = W3 V da so wird

1

F-vv2 R '

28 }

-

I

—

Ist ferner V =

and

.)

. . . . .

67.)

'

so ist ; a ß = ( j , a) 0,U8, ¿0,860

. . . .

68.)

oder bei gegebenen Saugrohrdimensionen (1 und d)

A

P = k GL

•

• •" •

• • •

• • • 69.)

Die Quantität der frischen Ladung beträgt ^

-

IST

y

*

•

'

•••TO.)

* Die Geschwindigkeit des angesaugten Gemisches in den Ventilen geht biß 100 m/s.

—

15

—

und die Quantität der Abgase n G8 V4 X 120 p, T n worin x die Kontraktion bei der Verbrennung bedeutet.

71.)

Aus den Versuchen von L e b e d e f f geht hervor, daß die Änderung der Drehzahl keinen großen Einfluß auf das Verhältnis hat; im Mittel beträgt-^- 675 (Tabelle VIII, I X und X ) . Ii Auf Grund der Gleichung 69—71 wird A P = k' (r T • n)2 .

~

72.)

Tabelle I X (Versuche von Lebedeff). n

=

Ps Pi P3 Pi

= __

138,7 0,798 1,056

184 0,704 1,072.

225,4 0,654 1,159

262,6 0,600 1,209.

0,76

0,66

0,56

0,50-

Tabelle X . E i n f l u ß der D r e h z a h l (Versuche von Lebedeff). n.. P*? T,

150

169

189

710

22»

237

695

660

680

725

705

675

184

225

263 1

530

575

550

523 J

=

239,5 388 0,92

228 381 0,986

218 387 1,013

211 376 1,026

193 369 1,02

=

390

387

380

370

360

=

262 406 0,897

225 392 0,908

184 394 0,979

138,7 377 1,013

=

455

432

404

365

8e

n

=

Pi Tx

=

n

=

T* P4 ü* Pi

- —

n T* P4 ii Vi

-

-

Da der Koeffizient der Gleichung 69 größer ist als der der Gleichung 72, so wird voraussichtlich der Unterdrück beim Ansaugen

—

J6

—

größer sein als der Überdruck beim Ausschub, was auch durch Untersuchungen bestätigt ist. A Paus. = 0 , 3 - 0 , 2 kg/cm 2 A P Ausschub = 0,15—0,2 Aus der Gleichung 72 folgt, daß das Druckgefälle proportional einer Zahl ist, die kleiner als die quadratische Potenz der Drehzahl ist. Die Untersuchungen von R i c a r d o zeigen den Einfluß der Saugrohrlänge auf den Saugdruck (Tabelle XI).

Tabelle XI (Versuche von Ricardo). 1

.

psaug.

. engl. Zoll

| | l | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8

• Pfd/Qu.Z. || 14,4 114,8 115,1 | 15,5 | 15,4 | 15 j 14,3 | 13,9

Die Gleichung 65 sowie die Untersuchungen von W a t s o n und J o u d g e (Tabelle XII) zeigen, daß der Unterdruck beim Ansaugen mit zunehmender Drehzahl wächst.

Tabelle XII (Versuche von Joudge). n

II 400

p4

.

.

. Pfd/Qu.Z. ||

0,5

I

800

|

1

I 1200 | 1600

I 2000

|

j

1,6

|

2,4

3,25

Auf den Ausschubdruck hat die Änderung der Drehzahl den entgegengesetzten Einfluß und demzufolge wird bei zunehmender Drehzahl P[ größer und p 4 kleiner werden. Beim Ansaugen des frischen Gemisches wird sich letzteres mit den im Zylinder befindlichen Verbrennungsrückständen mischen, wobei gleichzeitig ein Wärmeaustausch mit den Zylinderwandungen stattfindet. Ist der Wärmezustand stationär, so ist Cp m 'G m (T 4: —T I1 )==Cp g -G g (T 1 —T n ) + Qwände . daraus folgt m _ r p I Q gm+,Qw -L4 ^ Cp • G m

.

.

.73.)

'

74N

'

Die Vergrößerung des Unterdruckes mit der zunehmenden Drehzahl vermindert G m , was durch die Versuche von J o u d g e (Tabelle XIII)

Tabelle XIII. E i n f l u ß des Wärmezustand'es n Einsaugmenge kalt) . . Einsaugmenge wijxm) .

(Motor Pfd. engl. (Motor Pfd. engl.

(Versuche von Joudge).

400

600

800

1000 ' 1200

3,3

3,25

3,1

2,9

2,9

2,85

2,79

2,6

1400

1500

2j7

2,5

2,3

2,45

2,3

—

—

17 , —

bestätigt wird. Die Steigerung der Drehzahl vergrößert auch Tj was auch den Versuchen von L e b e d e f f und denen des Verfassers entspricht (Tabelle XIV und XV). Die letzteren Versuche zeigen,

Tabelle XIV. E i n f l u ß d e r D r e h z a h l (Versuche von ns . %

.

• .

"-gas

23,9

217

193

167

•

0,842

0,819

0,913

0,929

.

552

313,7

332

474,5 r j v = 0,86 +

141 0,909 • 197

-103,4 0,900 146

0,001 (240 — n )

Tabelle XV (Versuche von Lebedeff). . .

n

Qwand • Qoas

n Qwand • Qßas

289,5 0,084 0,142 262,5 0,350 0,130

228,5 0,089 0,123

218,3 0,113

211,3 0,092

193,2 0,074

0,117

0,116

0,115

225,4 0,308 0,146

184,0 0,380 0,129

138,7 0,342 0,129

Deutz 8 PS.

1 '

> Deutz

)

Q w immer positiv ist, d. h., daß die Zylinderwandung imitier Wärme aa ^ e frische Ladung abgeben wird und daß die Erwärmung der frisciim Ladung durch die Zylinderwände größer , ist, als durch die der Abgase. Der Einfluß der Wasserkühlung ist hierbei, wie die Versuche von L e b e d e f f (Tabelle XVII) zeigen, gering, aber die Versuche des Verfassers, ferner von J o u d g e (Tabelle XIII) und B e n e c k e (Tabelle XVI) ergaben eine erhebliche Gewichtsverminderung der frischen Ladung bei Erhöhung der Kühlwassertemperatur. Tabelle XVI (Versuche von Benecke). 0

twaeser Ne .

0

25 4,77

55 4,47

100 3,97 P S .

Tabelle XVII. Einfluß der K ü h l w a s s e r t e m p e r a t u r Körting 8 PS. twasser r)v .

• .

^Wasser • ry . .

• .

0

C

13,4 ' 21,3 0,73 _ 0,71

0

c

15,5 0,65

38,0 .0,7-2

(Versuche von Lebedeff). 38,3 0,70

Deutz 20 PS. 19,4 21,6 25,0 0,67 0,70 0,65

G - h i t t i s , Grundlagen des Automobilbaus.

25,8 0,67

30,4 0,65

34,5 0,68 2

—

18

—

Die Versuche von Neumann und des Verfassers (Tabelle XVIII) zeigen eine bedeutende Verkleinerung von t]a bei Erwärmung der Frischluft.

Tabelle XYHL

E i n f l u ß der L u f t t e m p e r a t u r * (Versuche von Neumann). tLuft j ?T .

. .

. .

. 0 G . , . .

20 0,57

'

40 0,565

60 0,560

80 0,545

Nach Vorstehendem kann man darauf schließen, daß mit der Erhöhung der Drehzahl a) der Unterdruck beim Ansaugen sich gemäß Gleichung p 4 = k n k vergrößert (1< k < 2) (siehe auch Tabelle X I X ) , b) die Temperatur Tx bedeutend steigt, c) „ „ T 4 nur unbedeutend erhöht wird, d) daB Verhältnis e)

„

„

-H

bedeutend kleiner wird, fast unverändert bleibt.

Tabelle X I X (Versuche von Watson). n = 650 1800 PAn,aug. =

-0,3

-1,8

Der volumetrische Wirkungsgrad muß folglich mit zunehmender Drehzahl kleiner werden (Tabelle X X I — X X X ) ; er kann durch die Gleichung rjy a + b • n m ausgedrückt werden (1 < m