Verbrennungsmotoren: Band 1 Überblick. Motor-Brennstoffe. Verbrennung im Motor allgemein, im Otto- und Diesel-Motor 9783111622606, 9783111245393

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S A M M L U N G G Ö S C H E N B A N D 1076/1076a

VERBRENNUNGSMOTOREN DR.-ING. WILHELM

ENDRES

o. P r o f . a n d e r T e c h n . H o c h s c h u l e

München

I

ÜBERBLICK. MOTOR-BRENNSTOFFE. VERBRENNUNG IM MOTOR ALLGEMEIN, IM OTTO- UND DIESEL-MOTOR

Mit 57 A b b i l d u n g e n

WALTER DE GRUYTER & CO. • o r m a l s G. J . G ö s c h e n ' s c h e V e r l a g s h a n d l u n g * J . G u l t e n t a g , V e r l a g s b u c h h a n d l u n g • G e o r g R e i m e r • K a r l J . T r ü b n e r * Veit & C o m p

BERLIN

1958

©

Copyright 1958 by Walter de Gruyter & Co., Berlin W 35. — Alle Redite, einschl. der Rechte der Herstellung von Photokopien und Mikrofilmen, v o n der Verlagshandlung vorbehalten. — Archiv-Nr. 11 10 76. — Satz und Drude: Deutsche Zentraldruckerei, Berlin SWG1, Dessauer Straße 6/7. — Printed in Germany.

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Inhaltsverzeichnis A. Der Verbrennungsmotor. Ein erster Überblick

1. Gewinnung von Kraft und mechanischer Arbeit durch die Verbrennung 2. Ottomotor und Dieselmotor 3. Viertakt- und Zweitaktmotor. Der Ladungswedisel 4. Mischungsverhältnis von Luft und Brennstoff. Luftverhältnis X. Regelung 5. Leistung N, Drehmoment M4, Drehzahl n eines Motors . . . . 6. Druckindikatoren.. Das p-V-Diagramm 7. Berechnung von N und M ^ aus p, und p e . Begriffe pr und r}m 8. Das mit dem Druckindikator gewonnene p—t oder p-yDiagramm 9. Der Motorenzylinder und seine technischen W e t t b e w e r b e r . Größere Leistung durch große Zylinder oder Mehrzylinderanordnung 10. Die Anwendungsgebiete des Verbrennungsmotors 11. Zwei Beispiele ausgeführter Motoren

B. Die Motorbrennstoffe

1. Feste Brennstoffe 2. Gasförmige Brennstoffe 3. Flüssige Brennstoffe Allgemeines — Benzin — Benzol — Alkohole — Dieselkraftstoff — Gefahrenklassen — Zahlen über Erzeugung und V e r brauch

C. Die Verbrennung im Motor allgemein

1. Die Eigenart motorischer Verbrennung 2. 'Folgerungen, die aus der Thermodynamik der Kreisprozesse für die Vorbereitung und die Lenkung der Verbrennung im Motor hervorgehen Kreisprozeß — Die einfachen schematischen Diagramme nach Bild 17, 18 und 19 und die aus ihnen gezogeneil Schlüsse. Aus verfeinerten Diagrammen hervorgehende Folgerungen: thermischer Wirkungsgrad bei verschiedener Motorbelastung. Das Brenngesetz 3. Die (Kolben-)Verdichtung als Vorbereitung der Verbrennung. Das Verdichtungsverhältnis e. Wirkungen der Verdichtung

D. Die Verbrennung im Ottomotor

1. Allgemeines 2. Zündung durch den elektrischen Funken 3. Ausbreitung der Flamme über den Verbrennungsraum im Ottomotor 4. Steigerung der Wärmeleitung und der Geschwindigkeit der Flammenfront durch Wirbelung. Frühzündung bei hoher Drehzähl 5. Die Verbrennung im zuerst noch unverbrannten Gemischteil. Die Verdrängung. Verschiebung und zusätzliche Verdichtung der Ladung als Folge davon r

Seit(

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Inhaltsverzeichnis

Seite 6. D a s K l o p f e n ( D e t o n a t i o n ) b e i m O t t o m o t o r 93 7. V e r w e n d u n g v o n f l ü s s i g e n K r a f t s t o f f e n h o h e r K l o p f f e s t i g k e i t . Die „ O k t a n z a h l " 98 8. B e k ä m p f u n g d e s K l o p f e n s durch k o n s t r u k t i v e M a ß n a h m e n . Formen von Verbrennungsräumen 101 9. E i n s t e l l u n g d e s Z ü n d z e i t p u n k t s n a c h L e i s t u n g , D r e h z a h l u n d nach O Z d e s K r a f t s t o f f s 106 10. D a s g ü n s t i g s t e M i s c h u n g s v e r h ä l t n i s v o n L u f t u n d K r a f t s t o f f beim Ottomotor; Leistung, Kraftstoffverbrauch, Klopfgefahr. Einstellung beim Auto-Ottomotor 108

E. Die Verbrennung im Dieselmotor 1. A l l g e m e i n e s Rußgrenze, Luftverhältnis; Zünddruck, Zündgeräusch. Die schwierige Gemischbildung. — Erforderlicher Verlauf der T e m p e r a t u r - u n d L u f t - E i n w i r k u n g auf d e n B r e n n s t o f f — M e h r Gleidiraum- oder Gleichdruck-Verbrennung? 2. D e r K r a f t s t o f f s t r a h l 3. Das L u f t e i n b l a s e v e r f a h r e n 4. Das S t r a h l z e r s t ä u b u n g s v e r f a h r e n ( o h n e L e n k u n g d e r Luftbewegung) 5. Das S t r a h l z e r s t ä u b u n g s v e r f a h r e n mit g e l e n k t e r B e w e g u n g d e r V e r b r e n n u n g s l u f t . — W i r b e l v e n t i l , b l a s e n d e S p a l t e n zwischen Deckel u n d K o l b e n , K u g e l b r e n n r a u m im K o l b e n 6. D a s W i r b e l k a m m e r v e r f a h r e n 7. D a s V o r k a m m e r v e r f a h r e n 8. D a s L u f t s p e i c h e r v e r f a h r e n

Schrifttum Sachregister Ungefährer Inhalt des Bandes II und III II: G a s w e c h s e l v o r g a n g b e i m nicht a u f g e l a d e n e n 4- u n d 2 - T a k t Motor; insbesondere die 2-Takt-Spülung K r a f t s t o f f e i n b r i n g u n g ( V e r g a s e r , E i n s p r i t z - P u m p e n u. - D ü s e n ) R e g e l u n g (Mengen-R., Güte-R.) Leistung und Kraftstoffverbrauch; Berechnung, Möglichkeiten d e r S t e i g e r u n g ( d a b e i auch R e i b u n g m i t b e h a n ä e l t ) Überblick über selten a n g e w a n d t e M o t o r e n a r t e n (Glühkopf, Texaco usw.) III: D i e K o n s t r u k t i o n d e r E i n z e l t e i l e v o n M o t o r e n v e r s c h i e d e n e r B a u a r t ( s o w e i t d i e s e nicht schon in II b e s c h r i e b e n w u r d e n ) Der aufgeladene Motor.

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120 127 129 130 133 136 141

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A. Der Verbrennungsmotor. Ein erster Überblick Dieser Abschnitt soll den Leser, dem der Stoff neu ist, in großen Zügen über die wichtigsten Begriffe unterrichten und so das Verständnis der späteren Abschnitte erleichtern. 1. Gewinnung von Kraft und medianischer Arbeit durch die Verbrennung Bei der Kolbenmaschine nach Bild 1 drehe sich die Kurbel 3 im Sinne des Pfeiles. Dabei wandert der Kolben 1 im Zylinder 2 vom Durchmesser D zwischen einer oberen und unteren Grenzlage hin und her, die oberer und unterer Totpunkt genannt werden; Abkürzung o. T. und u. T. Die Stellung des Kolbens in o. T. und u. T. ist gestrichelt gezeichnet. Der gesamte Weg des Kolbens zwischen o. T. und u. T. ist der Kolbenhub s. Der Zylinderraum, der vom Kolben dabei überstrichen wird, ist der Hubraum oder das Hubvolumen V/,. Es ist \h = s • D 2 • TI/4; Vh wird oft in Liter ausgedrückt, was voraussetzt, daß man in der Formel s und D in dm einsetzt. Über dem im o. T. stehenden Kolben befindet sich noch ein irgendwie geformter Hohlraum, der Kompressionsraum oder das Kompressionsvolumen Vk. Das Zylindervolumen V setzt sich bei jeder Kurbelstellung aus Vk und dem vom Kolben jeweils freigelegten Teil des Hubvolumens Vh zusammen. Entscheidend für die Arbeitsweise der Maschine ist die Tatsache, daß V seine Größe verändert, wenn die Kurbel sich dreht. Verdichtungs- oder Kompressionshub: Wir betrachten die Bewegung vom u. T. zum o. T. Das Volumen V des Zylinders wird dabei verkleinert, also sein gasförmiger Inhalt verdichtet. Wie bei einer Luftpumpe nimmt Druck und Temperatur des Zylinder-

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A. Verbrennungsmotor. Erster Überblick

inhalts dabei zu. Bei einer beliebigen Stellung des Kolbens (siehe Bild 1), der die Stellung I der Kurbel entspricht, möge im Zylinderraum ein Druck von z. B. 3 ata (kg/cm 2 absolut) oder von rund 2 atü (kg/cm 2 Überdruck) herrschen. Um den Kolben gegen diesen Druck weiter nach oben bewegen zu können, bedarf es einer Kraft; die Kurbel, die ihn bewegt, muß also von außen her angetrieben werden, z. B. vom Schwungrad oder von einem Nachbarzylinder, der vorher gezündet hat. — Das Verdichtungsverhältnis e ist ein Maß dafür, wie weit man im o. T. die Verdichtung treibt; e = ( V h + Vk) : Vk. J e kleiner das Endvolumen Vk der Verdichtung gemacht wird, um so größer wird e (Abschnitt C 3).

Bild 1. Verbrennungsmotor. — Von den beiden an ihn angebauten Driidcindikatoren (s. A 6 und A 8) sdireibt der rechte ein Drude-Volumen-, der linke ein DruckZeit-Diagramm.

Verbrennung:

uT

Am Ende des Verdichtungshubs, nahe dem o. T., beginnt die Verbrennung des Zylinderinhalts, die in der Hauptsache etwa 30°—40° nach o. T. abgeschlossen ist.

1. Kraft und mech. Arbeit durch Verbrennung

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Der Brennstoff (Hauptbestandteile Kohlenstoff, Wasserstoff und ihre Verbindungen) geht dabei mit dem Sauerstoff der verdichteten Luft eine chemische Reaktion ein. Der Zylinderinhalt nimmt dadurch eine hohe Temperatur und einen hohen Druck an. Dehnungs- oder Expansionshub: Beim Abwärtsgang des Kolbens wird der Rauminhalt V des Zylinders größer; Drude und Temperatur seines Inhalts nehmen wieder ab (Dehnungshub oder Expansionshub). Wenn der Kolben die im Bild eingezeichnete Stellung wieder erreicht hat — die Kurbel steht jetzt bei II —, ist aber Druck und Temperatur infolge der vorhergegangenen Verbrennung höher, als sie es bei derselben Kolbenstellung beim Verdichtungshub gewesen waren. Die vom Gasdruck auf den Kolben ausgeübte Kraft ist also ebenfalls größer. Die Kurbel in Stellung II bekommt also einen Antrieb, der stärker ist als der, den sie bei I zur Bewegung des Kolbens hatte aufbringen müssen. Die vorhandene Differenz können wir daher für einen nutzbaren Zweck, z. B. zum Antrieb eines Fahrzeugs, verwenden. Diese Kolbenmaschine ist also eine Kraftmaschine, ein Motor. Der Verbrennungsmotor ist eine Wärmekraftmaschine, welcher Klasse auch die Dampfmaschinen und die Verbrennungsturbinen angehören; die in ihm erzeugte mechanische Energie hat ihren Ursprung in der chemischen Energie des Brennstoffs, die bei der Verbrennung frei wurde. Von der im Brennstoff enthaltenen Energie verwandelt sich allerdings nur ein Teil, etwa ein Drittel, in mechanische; der Rest wandert teils in die Wände des Motors (die daher, damit sie nicht zu hohe Temperaturen annehmen, gekühlt werden müssen), teils in die Auspuffgase. 2. Ottomotor und Dieselmotor Beim Ottomotor (genannt nach Nikolaus August Otto, 1832—1891; frühere Bezeichnung auch Zündermotor) ist der Zylinder schon zu Beginn des Verdichtungshubs mit

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A. Verbrennungsmotor. Erster Überblick

einem brennbaren Gemisch aus Luft und Brennstoff gefüllt. Die Verdichtung darf, damit das Gemisch sich nicht infolge der Verdichtungstemperatur von selbst entzündet, nicht zu weit getrieben werden. Kurz vor Erreichen des o. T. springt zwischen den Elektroden der beim Ottomotor vorhandenen Zündkerze (Bild 28) ein elektrischer Funke über; das Gemisch wird dadurch entzündet und verbrennt (Abschnitt D). Beim Dieselmotor (genannt nach seinem Erfinder Rudolf Diesel, 1857—1913) ist der Zylinder vom Beginn des Verdichtungshubs an nur mit Luft gefüllt. Diese wird hoch verdichtet; sie nimmt dabei eine so hohe Temperatur an, daß der kurz vor o. T. in sie eingespritzte Brennstoff sich entzündet und verbrennt (Abschnitt E). Andere Motoren, die weder als Otto- noch als Dieselmotoren bezeichnet werden können, sind selten (siehe Band II). Verbreitungsgebiete: Ottomotoren sind die Moped-, Motorrad-, Rollermotoren und weitaus die meisten Personenwagenmotoren. Häufig die Motoren leichter Lastwagen und Omnibusse; im Ausland vielfach die Motoren schwerer solcher Fahrzeuge. Fast alle Flugmotoren. Viele kleinere Motoren für stationäre Zwecke und für kleinere Schiffe und (Ausland) Schlepper. Großgasmaschinen (in Deutschland kaum mehr gebaut). Dieselmotoren sind einige wenige Typen von Personenwagtenmotoren; viele (in Deutschland bei schwereren Fahrzeugen alle) Motoren von Lastwagen und Omnibussen und landwirtschaftlichen Schleppern. Manche kleineren und alle mittleren sowie großen Motoren für stationäre Zwecke und Schiffe. Brennstoffe (s. Abschnitt B): Für Ottomotoren verschiedene Gase, hauptsächlich aber das leichtflüchtige Benzin. Für Dieselmotoren schwerer verdampfbare flüssige Kraftstoffe, z. T. als Gasöl bezeichnet. — Dieselmotoren, die sehr verschiedenartige Kraftstoffe (u. U. auch Benzin) verarbeiten können, s. Abschnitt E.

2. Ottomotor und Dieselmotor

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Zuführung der flüssigen Kraftstoffe (Näheres Band II): Beim Ottomotor „Vergaser", s. Bild 4. Die bei 1 angesaugte Luft nimmt in einer Verengung (Lufttrichter 2) eine hohe Geschwindigkeit an; durch die Saugwirkung veranlaßt sie das Benzin, das durch das Schwimmerventil 3 auf einem Spiegel (Niveau) 5 gehalten wird, aus den Löchern 6 auszuspritzen, so daß ein Gemisch von Luft und Benzin entsteht. Die Drosselklappe 8 (ausgezogen in geöffneter, gestrichelt in fast geschlossener Stellung; im Auto mit dem „Gaspedal" bedient) regelt (Band II) die Menge des dem Motor zugeführten Gemisches. D e r wirkliche Vergaser (Band II) hat außer der im Schema-Bild 4 eingezeichneten Hauptdüse 7 noch zahlreiche Organe, welche bei allen Betriebszuständen des Wagens das richtige zündfähige Mischungsverhältnis zwischen Luft und Benzin herstellen. Beim Dieselmotor drückt die Brennstoffpumpe (äußeres Aussehen Bild 14 Teil 18) den Kraftstoff durch eine Rohrleitung (23) der in jedem Zylinderdeckel sitzenden Düse zu (auch Brennstoffventil genannt; Teil 24 des Bildes 14; vergleiche Bild 4 8 und manche der folgenden); die Düse erzeugt einen in den Verbrennungsraum einspritzenden Kraftstoffstrahl (E 2) oder mehrere Strahlen. Es bildet sich im Verbrennungsraum (der unterteilt sein kann) das Brennstoff-Luft-Gemisch, das sich entzündet und verbrennt. Näheres über die Pumpe und Düse s. Band II. Kraftstoffkosten: Weil die Verdichtung beim Dieselmotor höher ist als beim Ottomotor, hat er nach den Regeln der Thermodynamik einen höheren „thermischen Wirkungsgrad", d. h. aus einer eine bestimmte Wärmemenge enthaltenden Brennstoffmenge vermag er mehr mechanische Arbeit zu erzeugen; anders ausgedrückt verbraucht er zur Erzeugung von 1 PS-Stunde weniger Kraftstoff als der Ottomotor. Außerdem ist der Dieselkraftstoff meist billiger als die ihm an Heizwert gleiche Menge Ottokraftstoff, wobei allerdings das Preisverhältnis zwischen beiden in

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A. Verbrennungsmotor. Erster Überblick

verschiedenen Ländern und Zeiten großen Schwankungen unterworfen ist. Aus diesen Gründen sind alles in allem die Kraftstoffkosten bei einem Dieselmotor kleiner als bei einem Ottomotor. Herstellungskosten: Beim Dieselmotor ist der Verdichtungs- und der auf ihn aufgebaute Zünddrude höher als beim Ottomotor, weshalb er stärker gebaut sein m u ß als dieser. Deshalb und aus anderen Gründen (E 1) ist er im allgemeinen nur mit höherem Aufwand und zu höherem Preis herstellbar als der Ottomotor. 3. Viertakt- und Zweitaktmotor. Der Ladungswechsel Bei A 1 und 2 hatten wir vorausgesetzt, daß der Zylinder bei Beginn des Verdichtungshubs mit brennbarem Gemisch (Ottomotor) bzw. L u f t (Dieselmotor) gefüllt ist, und hatten festgestellt, daß er am Ende des Dehnungshubs statt deren nun die Verbrennungsprodukte enthält. Offenbar m u ß anschließend etwas geschehen, um die Verbrennungsgase zu entfernen und für den nächsten Verdichtungshub frische Ladung zuzuführen: „Ladungswechsel" oder „Gaswechsel". Beim Viertaktmotor sind meist 2 Ventile, ein Einlaßund ein Auslaßventil, vorhanden, die durch Nocken geöffnet und geschlossen werden (Bild 2). Beim Verdichtungs- und Dehnungshub V und D sind beide geschlossen. Kurz bevor der Kolben am Ende des Dehnungshubs im u. T. angekommen ist, wird das Auslaßventil 2 geöffnet; die Verbrennungsgase werden vom aufwärtsgehenden Kolben aus dem Zylinder in die Auslaßleitung ausgestoßen; Auslaßhub A. Im o. T. zwischen A und E („Ladungswechsel-o. T.") schließt das Auslaß- und öffnet sich das Einlaßventil 1. Der abwärtsgehende Kolben saugt die Frischladung an; Einlaßhub E. Wenn der Kolben im u. T. angekommen ist, folgt wieder der Verdichtungshub; es beginnt ein neues Arbeitsspiel. Ein Arbeitsspiel umfaßt also 4 Hübe (daher 4-Takt) oder 2 Umdrehungen oder

3. Viertakt- und Zweitaktmotor

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720° Drehwinkel der Kurbelwelle. Bei 2 Umdrehungen zündet der Zylinder nur lmal. Für den Ladungswechsel hat man eigens 2 von 4 Hüben aufgewendet; er gelingt dafür aber ziemlich vollkommen. (Genaueres Band II.)

Bild 2. Die vier Hübe des Viertaktmotors.

Zündung

Beim Zweitaktmotor wendet man für den Ladungswechsel, für die „Spülung" des Zylinders, gewissermaßen nur etwa das letzte Viertel des Dehnungshubs und das erste Viertel des Verdichtungshubs auf. Bei der häufig verwendeten Anordnung nach Bild 3 legt der abwärtsgehende Kolben zuerst den Auslaßschlitz 2 frei, durch den ein Teil der Verbrennungsgase entweicht, und bald danach den Spülschlitz 1. In der Spülleitung 3 ist bereits Spülmittel (Gemisch beim Ottomotor und Luft beim Dieselmotor) unter Druck bereitgestellt; das Spülgebläse 4 hat es verdichtet; nach Öffnen des Spülschlitzes strömt es in den Zylinder, verdrängt einigermaßen den Rest der Verbrennungsgase und füllt den Zylinder mit Frischladung; diese Strömung dauert so lange, bis einige Zeit nach u. T. der aufwärtsgehende Kolben den Spülschlitz wieder überdeckt. Wenn der Kolben danach auch den Außenschlitz überdeckt hat, beginnt der Verdichtungshub. Ein Arbeitsspiel umfaßt also nur

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A. Verbrennungsmotor. Erster Überblick

2 Hübe (daher 2-Takt) oder 1 Umdrehung oder 360° Drehwinkel der Kurbelwelle. Bei jeder Umdrehung zündet der Zylinder lmal. Meist ist aber der Ladungswechsel nicht ganz so vollkommen wie beim 4-Takt. (Genaueres Band II). Bei der Konstruktion eines Viertakters muß man Ventile und deren Antriebsmechanismus vorsehen, beim Zweitakter Schlitze und eine Spülpumpe. Die Vor- und Nachteile beider Bauarten hinsichtlich konstruktivem Aufwand, Leistung und Betriebsverhalten wiegen sich, im großen gesehen, gegenseitig ziemlich auf. Im einzelnen, d. h. bei Motorenarten bestimmter Größe und bestimmten Verwendungszwecks, kann allerdings das Übergewicht der

Bild 3. Zweitaktmotor.

Bild 4. Viertaktmotor mit Vergaser und Drosselklappe.

Vorteile des einen oder anderen Systems so deutlich werden, daß dann eines der beiden Systeme vorherrscht; so sind z. B. Kleinstmotoren (z. B. für Moped und Roller) überwiegend Zweitakter, Personenwagenmotoren Vier-

4. Mischungsverhältnis Luft und Brennstoff.

X. Regelung 13

takter, Flugmotoren Viertakter, große Schiffsmotoren Zweitakter. Sowohl Otto- als auch Dieselmotoren werden als 4- und als 2-Takt-Maschinen gebaut. 4. Mischungsverhältnis von Luft und Brennstoff. Luftverhältnis X. Regelung Die Elementaranalyse der motorischen Brennstoffe zeigt, daß sie überwiegend aus Kohlenstoff (C) und Wasserstoff (H 2 ) aufgebaut sind. Der Verbrennungsvorgang ist kompliziert und durchläuft meist mehrere Zwischenstufen; die Endprodukte der Verbrennung sind Kohlensäure C 0 2 und Wasser HgO. C + 0 2 = C 0 2 und 2H 2 + 0 2 = 2H a O Wenn ein Atom des Brennstoffs, z. B. C, mit dem Sauerstoffmolekül 0 2 die Verbindung zu C 0 2 eingeht, so bedeutet das, da jedes Element ein bestimmtes Atom- bzw. Molekulargewicht hat, eine Verbindung in einem bestimmten Gewichtsverhältnis; es liefern 12 kg C und 32 kg 0 2 zusammen 44 kg C 0 2 . Ein Gemisch, bei dem die Reaktionspartner in einem solchen Verhältnis stehen, daß nach der Verbrennung weder C noch 0 2 übrigbleibt, also im technischen Sinn alle vorhandenen Reaktionspartner ausgenützt werden, wird stöchiometrisches Gemisch genannt. Ein bestimmtes Benzin (als Beispiel eines technischen Brennstoffs) z. B. enthält einen bestimmten Prozentsatz von C und H 2 (s. Tabelle S. 51); die Luft ist ein Gasgemisch, das 21 °/o (Volumen) 0 2 enthält. Wenn aus Benzin und Luft ein stöchiometrisches Gemisch gebildet werden soll, muß also auch bei diesem technischen Brennstoff und der Luft, als den beiden Ausgangsstoffen der Verbrennung, ein bestimmtes Mischungsverhältnis vorhanden sein; z. B. ergibt 1 kg Benzin mit rund 14 kg Luft (nach Tabelle z. B. 13,8 kg/kg) ein stöchiometrisches Gemisch, also eine vollkommene Verbrennung des Kraftstoffs bei vollkommener Ausnutzung der Luft.

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A. Verbrennungsmotor. Erster Überblick

Über die Verbrennungsgleichungen, vollkommene und unvollkommene Verbrennung usw., ein umfangreiches Wissensgebiet, wird in diesem kleinen Buch nicht viel gebracht; Schrifttum siehe z. B. in der Göschensammlung Band 1151 von Nusselt, Technische Thermodynamik II [6]; ferner siehe in Schrifttumsverzeichnis unter [1]—[4] sowie [7] und [8], Verbrennungsmotoren werden meist mit einem anderen Mischungsverhältnis als dem stöchiometrischen betrieben. So entsteht bei ihnen (wie auch bei anderen technischen Verbrennungseinrichtungen) das Bedürfnis nach einer Zahl, die angibt, wie weit man in einem bestimmten Fall von der stöchiometrischen Mischung von Luft und Brennstoff entfernt ist. Dies ist die Luftüberschußzahl oder das Luftverhältnis X. Wenn im Vergleich zum stöchiometrischen Verhältnis, dem die Zahl X = 1 zugeteilt wurde, zu wenig Brennstoff, also zu viel Luft im Gemisch vorhanden ist, spricht man von einem armen oder mageren Gemisch; X ist größer als 1, z. B. 1,2 oder 2,8. Ist zuviel Brennstoff, also zuwenig Luft vorhanden, nennt man das Gemisch reich oder fett; X ist kleiner als 1, z. B. 0,85. Bei Vollast, d. h. bei großem Md bzw. pe, hat ein Ottomotor (wobei hier det Benzinmotor als der verbreitetste Ottomotor als Beispiel dient) ein X von etwa 0,8 bis 1,0, ein Dieselmotor von etwa 1,4; s. D 10 und E 1. Da ein solches Luftverhältnis eingehalten werden muß, wenn der Motor eine befriedigende Leistung abgeben soll, ergibt sich für den Bau eines Verbrennungsmotors folgende Notwendigkeit: Es nützt nichts, wenn man ihm allein — was namentlich bei flüssigen Kraftstoffen einfach ist — eine große Menge Brennstoff zuführt; zwecks Einhaltung des Mischungsverhältnisses muß vielmehr auch eine entsprechend große Menge Luft zugeführt werden, was viel schwieriger und die Aufgabe des Ladungswechsels ist. Deshalb lohnt es sich, den Ladungswechsel

4. Mischungsverhältnis Luft und Brennstoff. X. Regelung 15 in jeder Weise zu vervollkommnen. Siehe Band II. •—• Ein über die gewöhnlichen Maßnahmen hinausgehendes wirksames Mittel zur Vergrößerung der Luftladung ist das „Aufladen", d. h. die Vorverdiditung der dem Motor zugeführten Luft in einem Gebläse („Lader"), s. Band III; angewandt besonders bei höhenflugfähigen Flugmotoren (Ottomotoren) und bei vielen mittleren und großen Dieselmotoren. Will man Teillast fahren (d. h. mit kleinem Md bzw. kleinem pe), so wird beim Dieselmotor nur die von der Pumpe eingespritzte Kraftstoffmenge verkleinert. Fast immer läßt man ihn wie bei Vollast unbehindert Luft ansaugen. Es bildet sich infolgedessen im Zylinder ein armes Gemisch, X wird groß. Die Verbrennung wird dadurch nicht beeinträchtigt. Diese so einfache Art der Regelung heißt „Güte-" oder „Qualitäts-Regelung", weil die Güte, die Beschaffenheit des Gemisches, dabei verändert wird. Näheres Bd. II. Der Ottomotor (Benzinmotor als Beispiel) verträgt keine starke Abweichung von A = 1, namentlich nicht eine Verarmung des Gemischs, die z. B. über 1,2 oder 1,3 hinausgeht, weil dann die Verbrennung schlechter wird und aussetzt. Näheres s. D 1 0 . Da man ihn also durch Verarmung nicht auf Teillast herunterregeln kann, muß man zu einem anderen Regelverfahren greifen. Man läßt im Vergaser bei allen Laststufen ein Mischungsverhältnis in der Nähe von 2 = 1 entstehen und drosselt das entstandene Gemisch hinter dem Vergaser mit einer Drosselklappe (s. Bild 4, Teil 8). Zwischen dieser und dem ansaugenden Motor hat das Gemisch dann einen kleineren Drude; seine Dichte, seine vom Motor aufgenommene Menge ist geringer: „Mengen-" oder „QuantitätsRegelung". 5. Leistung N, Drehmoment Md, Drehzahl n eines Motors Wenn ein Verbrennungsmotor von der herstellenden Firma für eine bestimmte Nennleistung N, z. B. 160 PS

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A. Verbrennungsmotor. Erster Überblick

(1 PS = 75 mkg/s), angeboten wird, so bedeutet das im allgemeinen —• also abgesehen von im Handelsverkehr namentlich bei Spezialmotoren üblichen Besonderheiten —, daß er diese Leistung dauernd abzugeben vermag. Die im Betrieb von ihm tatsächlich abgegebene Leistung N wird schwanken, weil sie sich dem augenblicklichen Leistungsbedarf der Arbeitsmaschine anpassen muß, also z. B. dem eines elektrischen Generators, einer Pumpe, eines Autos. Kleinere Leistungen N als die Nennleistung, z. B. 100 oder 30 PS, werden als Teilleistungen (auch Teillast), größere, dann meist nur vorübergehend zulässige, z. B. 180 PS, als Überleistung (auch Überlast) bezeichnet. Der Begriff Volleistung (auch Vollast) ist umstritten, wird aber für eine der Nennlast gleiche oder ähnliche Leistung viel gebraucht. Die Leistung N in PS hängt bei jeder Maschine mit dem Drehmoment Md (in kgm) und der Drehzahl n (in Umläufen je Minute) durch folgende Formel zusammen: N =

1 716

Md • n;

z. B. 160 = — • 57,3 • 2000. 716

Wird — im Maschinenbau selten — N in Kilowatt ausgedrückt, so tritt die Zahl 975 an die Stelle der Zahl 716.

Bild 5. Motor eine Winde M„ : a • G.

antreibend.

Wem als Anfänger der Begriff des Drehmoments Md bei einer Kraftmaschine nicht klar ist, betrachte in Bild 5 den

5. Leistung N, Drehmoment M^, Drehzahl n

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eine Lastwinde antreibenden Motor; dort ist G die Last, und damit auch die Kraft, die der Motor zu ihrem Anheben aufbringen muß, a der Hebel und Md = G • a. Beim Auto: Wenn man bei gleichbleibender Motordrehzahl viel bzw. wenig Gas gibt, bedeutet das, daß der Motor ein großes bzw. kleines Drehmoment entwickelt.

B i l d 6.

Motorprüfstand

mit

Reibungsbremsen.

Verbrennungsmotoren, die in Maschinenhäusern aufgestellt z. B. einen elektrischen Generator oder eine Pumpe oder Mühle antreiben (oft stationäre Motoren genannt), haben einen Drehzahlregler, der sie zwingt, immer mit einer bestimmten Drehzahl n (mit kleinen Abweichungen) zu laufen; bei Teilleistung wird bei ihnen nur das Drehmoment vermindert. Bei Motoren in Fahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen ändert sich im Betrieb sowohl n als auch Md. Die Drehzahl wird bei ihnen nicht von einem Drehzahlregler, sondern vom Führer des Fahrzeugs eingestellt, wobei allerdings der Fahrwiderstand und die Masse des Fahrzeugs, Schiffs oder Flugzeugs mitwirken. Manchmal ist auch bei ihnen ein Drehzahlregler vorhanden, der namentlich bei Gefahr der Überschreitung der zulässigen Höchst-Drehzahl eingreift. 2

Bndres, Verbrennungsmotoren I

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A. Verbrennungsmotor. Erster Überblick

Messung der Größen N, Md und n auf dem Motorenprüfstand: Man kann mittels einer Prüfstandsbremse nach Bild 6 links dem Motor ein bestimmtes Moment aufzwingen und dieses messen; die Schrauben 2 werden so lange angezogen, bis, durch die gesteigerte Reibung an der Scheibe 1 mitgenommen, die Bremsbalken 3 das Gewicht G freischwebend tragen; dann ist Md = G • a, ähnlich wie in Bild 5. Bild 6 rechts zeigt eine einfacher zu handhabende Bauart einer Bremse, weil man nicht verschiedene Gewichte anhängen, sondern nur die Anzeige der Waage ablesen muß, auf welche die Bremse mit dem Druckstab 4 drückt. Im Prinzip gleichartig sind die häufig verwendeten Wasserbremsen und die elektrischen Pendeldynamos; bei ihnen wird das Drehmoment vom laufenden an den nichtlaufenden und wiegenden Teil durch Flüssigkeitsreibung bzw. magnetische Kräfte übertragen. Die Drehzahl n läßt sich mit einem „Tachometer" oder Drehzahlmesser messen. — Die Leistung N ist dagegen mit einfachen mechanischen Mitteln auf dem Prüfstand nicht direkt meßbar; man berechnet sie daher nach obiger Formel aus den gemessenen Werten von Md und n. Bei der praktischen Anwendung des Motors benutzte Werte: Da N, Mj, n durch die Gleichung miteinander verbunden sind, genügt es, davon zwei anzugeben. Dabei wird immer n genannt werden; von N und M rf diejenige Größe, welche für den jeweiligen Zweck bequemer und aufschlußreicher ist. Wenn man z. B. mit dem Motor eine Wasserpumpe oder einen elektrischen Generator kuppelt, wird man mit N rechnen, weil die Hersteller dieseT Maschinenarten üblicherweise die für ihren Antrieb erforderliche Wellenleistung N angeben. In anderen Fällen wird man lieber M d benutzen; Beispiele: In Bild 5 muß der Motor mindestens ein bestimmtes M j abgeben können, weil sonst — gleichgültig bei welcher Drehzahl —• die Last nicht gehoben wird; bei der Festigkeitsberechnung von Wellen und anderen umlaufenden Teilen der mit Motoren gekuppelten Maschinen kommt es auf das Md, nicht auf das N des Motors an. 6. Drudeindikatoren. Das p-V-Diagramm Der in Bild 1 rechts oben dargestellte (Druck-)Indikator schreibt den im Zylinder in jedem Augenblick herrschen-

6. Drudeindikatoren. Das p-V-Diagramm

19

den Druck p als Ordinate über dem dazugehörigen jeweiligen Hub s' oder Hubvolumen als Abszisse auf. Beispiele von an Motoren aufgenommenen Diagrammen s. Bild 7, 8 und 9, von schematischen Bild 17, 18 und 19. Bei den letzteren bedeutet 1—2 den Verdichtungshub, 2—3 die Verbrennung, 3 — 4 den Dehnungshub. Den Druck am Ende der Verdichtung bei 2 bezeichnet man als Kompressionsdruck oder Verdichtungsdruck pk, den größten während der Verbrennung vorkommenden Druck bei 3 als Zünddruck p2. Die gesamte Länge des Diagramms ist, s. Bild 7 unten, dem Hub s des Motorkolbens oder auch dem Hubvolumen Vh gleich. Beschreibung des in Bild 1 vereinfacht dargestellten Indikators. Je höher der Druck p ist, um so mehr wird der durch die Indikatorfeder 5 abgestützte Indikatorkolben 6 nach

Bild 7. p-V-Diagramm eines 4-Takt-Dieselmotors. D = 520, s = 740 mm, Ne = 198 PS/Zyl., n = 200 Umdr/min, Pi = 6,96 P e = 5,65 pr = 1,31 kg/cm 2 . £ = 13

rechts bewegt. Der vom Indikatorkolben mitgenommene Schreibstift 7 zeigt also durch seine Bewegung nach rechts (Ordinate) den Druck p an. Diesen Stift lassen wir auf ein Papier schreiben, das vom Motorkolben nach oben und unten verschoben wird. Damit das Diagramm in dieser Richtung (Abszisse) nicht unhandlich lang wird, wird das Papier vom Kolben nicht direkt verschoben, sondern über einen verkleinernden, aber den Kolbenweg geometrisch ähnlich nachbildenden Mechanismus 8. Ins Bild ist ausgezogen eingezeichnet, wo Kolben 6 und Schreibstift 7 bei der gerade angegebenen Stellung des Motorkolbens im Verdichtungshub stehen; 2*

20

A. Verbrennungsmotor. Erster Überblick

gestrichelt und der Unterscheidbarkeit halber darüber ist eingezeichnet, wo sie bei gleicher Stellung des Motorkolbens, aber im Dehnungshub, stehen würden (Kurbel bei II). Auch den während des Ladungswechsels im Zylinder herrschenden kleinen Über- oder Unterdruck kann man mit einem dafür eigens eingerichteten Indikator aufzeichnen, als p-V oder nach A 8 als p-v-Diagramm. Solche Diagramme siehe Band II. Das in die Diagramme Bild 7, 9, 17, 18 und 19 eingetragene Verdichtungsvolumen Vk ist nicht vom Indikator eingezeichnet, sondern ist aus E errechnet. Das p-V-Diagramm steht nun mit dem Drehmoment Md und, unter Beiziehung der Drehzahl n, mit der Leistung N in enger Beziehung; sein Flächeninhalt ist nämlich der Arbeit L,- gleich, die bei einem Arbeitsspiel vom gasförmigen Zylinderinhalt an den Kolben abgegeben wird. Begründung: siehe Nusselt, Göschenband 1151 [6] oder weitere Bücher über Thermodynamik [1—8], Man erhält, wenn man das Integral über den ganzen Kreisprozeß hinweg bildet: Lj = F = fP • dVchm

oder

L, = F = 10 • f p • dV.

Dabei bedeutet L, die obengenannte Arbeit in mkg P den Druck in kg/m2, p in kg/cm2 oder at Vcbm das Hubvolumen in m:i, V in Liter oder dm3. P und V c b m sind die in der Thermodynamik, p und V in der Technik meist üblichen Größen. Die rechte Formel ergibt sich aus der linken, wenn man P = p • 10 4 und Vcbm = V- 10' 3 setzt. Wenn man einen Motor nacheinander mit verschiedenem Drehmoment (häufige Ausdrucksweise: Mit voller Last oder Teillast; Auto: Mit mehr oder weniger Gas bei gleicher Drehzahl) betreibt und p-V-Diagramme herstellt, haben diese verschiedene Fläche (siehe Bild 8 [aus 34]). Es besteht das Bedürfnis, diese Fläche und ihre Verschiedenheit auf eine möglichst einfache Weise auszudrük-

6. Druckindikatoren. Das p-V-Diagramm

21

ken: Man verwandelt das Diagramm in ein flächengleiches Rechteck, das wie dieses die Länge s bzw. Vh hat (siehe Bild 7 u. 8 unten). Die Höhe des Rechtecks p, (mittlerer indizierter Druck; Schreibweise auch pmi) ist dann offenbar ein Maßstab für die Fläche. Es gilt wegen der Flächengleichheit L . = F = io -PrVh, wobei pj in kg/cm 2 oder at und Vh in Litern ausgedrückt ist.

Bild 8. p-V-Diagramme eines 4-Takt-Ottomotors (Großgasmaschine mit Mengenregelung) bei verschiedenen Belastungen. p; = 4,7, 5,7 und 6,7 kg/cm 2 .

In Bild 7 hat z. B. das Original-Diagramm des Dieselmotors eine durch Planimetrieren festgestellte Fläche von 1,97 cm2 und eine Länge von 7,07 cm. Daraus errechnet sich eine Höhe des flächengleichen Rechtecks von 1,97 : 7,07 = 0,279 cm. Im Indikator waren eine Feder und ein Kolben eingebaut derart, daß 0,04 cm Diagrammhöhe 1 at bedeuteten; also p,- = 0,279 : 0,04 = 6,69 at. Im gedruckten Diagramm 7 sind zwar die Maßstäbe, nicht aber das Ergebnis von pf gegenüber dem Original verschieden. —• In Bild 8 wird nach Planimetrieren der Diagramme 1, 2 und 3 ein p; von 4,7, 5,7 und 6,7 errechnet. Wenn man auf dem Prüfstand durch Anziehen der Bremse von einem Motor bei konstantem n ein immer größeres N bzw. M d verlangt, wenn also die Diagrammfläche F und ebenso das p ; immer größer werden, kommt eine Grenze, über die hinaus F und p ; sich im Dauerbetrieb nicht steigern läßt; dies in der Hauptsache des-

22

A. Verbrennungsmotor. Erster Überblick

halb, weil bei weiterer Erhöhung die Ladungsluft nicht mehr zu ordnungsmäßiger Verbrennung ausreichen würde. Der Motor fährt dann mit „Volleistung" oder „Vollast", welcher Begriff allerdings nicht genau festgelegt ist. In der Nähe davon liegt die Leistung, welche die Herstellerfirmen als „Nennleistung" oder „Nennlast" bezeichnen, s. A 5. Wenn man ohne weitere Erklärung vom Pj (und ebenfalls vom pe nach A 7) eines Motors spricht, meint man damit meist speziell den zur Nennleistung gehörigen Wert, z. B. p{ = 8 kg/cm 2 . — Viele Motoren, namentlich alle Dieselmotoren, geben vorübergehend ein noch größeres, der „Überleistung" oder „Überlast" entsprechendes p, und pe ab, allerdings dann mit mehr oder minder rußender Verbrennung. 7. Berechnung von N und M^ aus pt und Begriffe pr und rjm

pe

D a die Leistung N die in 1 Sekunde aufgebrachte Arbeit ist, kann man sie aus L(. leicht errechnen, indem man feststellt, wieviele solche L { vom Motor in 1 s hervorgebracht werden. Offenbar hängt dies von der Drehzahl und der Zahl der Zylinder und davon ab, ob 4- oder 2-Takt vorliegt. Recheneinzelheiten s. Band II. Für den praktischen Gebrauch hat aber dabei L. (und damit auch das eine Redlteckseite davon bildende p,) den Fehler, daß Li die vom Gas an den Kolben abgegebene Arbeit I ; bedeutet. Was aber den Motorenbenutzer interessiert, ist die vom Flansch der Kurbelwelle nach außen abgegebene Arbeit Le bzw. Leistung Ne; der Zeiger e bedeutet das effektive, d. h. das praktisch wirksame L bzw. N. Diese sind kleiner als L ; und N p weil auf dem Weg vom gasberührten Kolbenboden bis zum Wellenflansch Energie durch Reibung an der Zylinderwand und in den Lagern verlorengeht. Man zieht, um zu den effektiven Werten zu kommen, von p ; entweder einen gewissen, der Reibung entsprechenden Betrag, den Reibungs-

7. Berechnung von N und Md • pi. pt, pr, r)m

23

druck pr. ab und erhält einen kleineren Wert pe = pi — pr, z.B. 8,0—• 1,6 = 6,4kg/cm 2 , oder man findet dasselbe pe dadurch, daß man pi mit einem Bruch multipliziert, der den auf dem Weg vom Kolbenboden bis zum Wellenflansch erhalten bleibenden Energieanteil bedeutet und mechanischer Wirkungsgrad rjm heißt; pe = p ; • r/m ; z. B. 8 • 0,80 = 6,4 kg/cm 2 . (Siehe Bild 7 unten.) Die Reibung spielt bei vollbelastetem Motor anteilmäßig eine mäßige, bei teilbelastetem eine große Rolle, d. h. bei Teillast wird rj m klein. (Siehe Band II.) In Band II wird sich folgendes als Ergebnis errechnen: Ne = N„c = Md=

J

450

• pe • n -i-Vf,

beim Viertaktmotor

• Pp-n-i-Vu

beim Zweitaktmotor

Ne n

- 716 — 0,796 • pe • i-Vh

M i = - - -716 = 1,592 • p e • t • Vj, n

beim Viertaktmotor

beim Zweitaktmotor.

Dabei bedeutet: die Leistung des Motors am Flansch der Kurbelwelle in PS, M j das Drehmoment des Motors am Flansch der Kurbelwelle in kg • m, i die Zahl der Zylinder, Vh das Hubvolumen von 1 Zylinder in Liter, pe der mittlere Effektivdruck in kg/cm 2 . Nach A 6, letzter Absatz, versteht man unter pe meist speziell den zur Nennlast gehörigen Wert; Zahlen werte für die einzelnen Motortypen und auch für aufgeladene Motoren s. Band II; als vorläufiger Anhalt: Bei den meisten Viertakt-Otto- und -Dieselmotoren liegt pe zwischen 5,5 und 7 kg/cm 2 , bei Zweitaktmotoren mit SpülNe

24

A. Verbrennungsmotor. Erster Uberblick

pumpe meist bei 5, mit Kurbelkastenpumpe oft bei 4 kg/cm 2 . Allgemein gesprochen verändert sich aber im Betrieb pe von Null (bei Leerlauf) über alle Zwischenwerte bei Teillast bis zu den obigen Nennleistungswerten und oft darüber bis zum Überleistungswert. Dieses allgemeine pe ist eine Meßzahl für das jeweils erzeugte Drehmoment (s. die beiden letzten Gleichungen) und für das, was man im täglichen Sprachgebrauch die Belastung des Motors (Begriffe wie Viertellast, Halblast) nennt; für das, was man im Kraftwagen ändert, wenn man bei gleichbleibender Drehzahl viel oder wenig Gas gibt. S. Das mit dem Druckindikator gewonnene p -1 - oder p - q) - Diagramm Von einem schreibenden Instrument verlangt man im allgemeinen, daß das beschriebene Papier mit gleichmäßiger Geschwindigkeit weiterbewegt wird; Zeit als Abszisse. Nur dann bekommt man ein übersichtliches Bild vom Ablauf der Größe, die der Schreibstift als Ordinate aufzeichnet. Dieser Forderung entspricht der in Bild 1 rechts oben zu sehende Indikator nicht; das Papier läuft, die Kolbenbewegung nachahmend, in Hubmitte schnell, gegen Hubende immer langsamer und bleibt im Totpunkt einen Augenblick stehen. Gerade die Vorgänge der Verbrennung nahe dem o T. werden deshalb zusammengeschoben, also schlecht aufgezeichnet. Deshalb benutzt man im Motorenbau häufig den in Bild 1 links oben eingezeichneten Indikator. Bei ihm wird das Papier in der Richtung der Pfeile mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt, z. B. durch einen kleinen Elektromotor. Auch in diesem Diagramm des Bildes 1 ist ausgezogen angegeben, was der Schreibstift bei Kurbelstellung I, und gestrichelt (und deutlichkeitshalber nach oben verschoben), was er in Stellung II aufzeichnet. — Diese Indikatoren haben außerdem eine Einrichtung,

8. Das p-t- oder p-q:-Diagramm

25

welche eine Marke in dem Augenblick aufzeichnet, in dem die Kurbel den Totpunkt durchläuft. Als Abszisse kann man entweder die Zeit t oder den Kurbelwinkel

100; s. D 7. In USA wird das Erdgas vielfach zum Antrieb stationärer Motoren verwendet; in kleinerem Umfang gibt es auch in Deutschland mit Methan getriebene Verbrennungsmotoren. Zu a) und c): Diese Gase können unter 200 at Drude in Gasflaschen, die dann entsprechend dickwandig sein müssen, auf Fahrzeugen mitgeführt werden. d) Treibgas (= Flüssiggas) Hierunter versteht man eine Mischung hauptsächlich aus Propan C 3 H 8 und Butan C 4 H 1 0 ; diese Kohlenwasserstoffe werden bei der Erdölverarbeitung in Cracfc( = Spalt-) und Hydrieranlagen gewonnen, sind aber auch in gewissen Fällen im Erdgas vorhanden. Das Treibgas ist bei einem Druck von 5 bis 15 atü (je nach Temperatur) flüssig und kann in diesem Zustand (Wichte 0,56 kg/Liter) in Stahlflaschen aufbewahrt werden, deren Raumbedarf sowie Wandstärke (und damit Gewicht) mäßig ist. Wenn es auf atmosphärischen Drude entspannt wird, wozu Vorwärmer und Druckregler notwendig sind, wird es ein Gas, das einen ausgezeichneten Motorenkraftstoff darstellt; Oktanzahl OZ > 100. — Tanken durch Auswechseln der leeren Flasche gegen eine volle. e) Generatorgas s. B 1 b 3. Flüssige Brennstoffe (im Kraftfahr- und Flugwesen Kraftstoffe genannt)

Diese übertreffen in ihrer Bedeutung als Motortreibstoff alle festen und gasförmigen Brennstoffe bei weitem. In Fahrzeugen und Flugzeugen benötigt man für den Motor einen auf kleinem Raum zusammengedrängten Kraftstoffvorrat; dieser Forderung entsprechen flüssige

3. Flüssige Brennstoffe

47

Mitführen von 500 )00 kcal ir Gefäßen G e w i c h t

Volumen des Brennstoffs

des Brennstoffs

Liter

kg

Benzin

68

50

12

62

Dieselkraftstoff

59

50

10

60

20 000

46

53 5 )

99

58

400 5 )

458

60

1 100 5 )

1 160

Brennstoff

Treibgas (Propan, Butan) Methan

von Brennstoff des und Gefäßes Gefäß kg

kg

82 ) 2

59 0 0 0 3 ) 256 4 )

Stadt- oder

130 0 0 0 3 )

Koksofen-Gas ') als Gas

700 ) 4

2

) als Flüssigkeit

3

) als Gas von 1 ata

4

) als Gas von 200 ata

5

) Aus [12]

1

Befolgt das Gesetz PV constans nicht genau

=

48

B. Die Motorbrennstoffe

Kraftstoffe am besten. Die Moleküle sind in Flüssigkeiten dicht gepackt, und da sie durch innere Kräfte sich selbst in diesem Zustand zusammenhalten, braucht die Behälterwand die Aufgabe der Zusammenpressung nicht zu übernehmen; ein Tank aus dünnem Blech genügt. Will man 500 000 kcal speichern, so braucht man dazu die in runden Zahlen in der Tabelle angegebenen Volumina und Gewichte. Man erkennt die Überlegenheit flüssiger Brennstoffe über die gasförmigen. a) Benzin Dieser Kraftstoff des Ottomotors (auch Vergaser-Kraftstoff oder Ottökraftstoff genannt) ist ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen (zum Beispiel Pentan. Hexan, Heptan, Oktan) und wird mit wenigen Ausnahmen aus dem Erdöl gewonnen. Wenn man dieses erhitzt, destillieren bei Temperaturen zwischen etwa 40° und knapp 200° C die Bestandteile über, die wir als Benzin bezeichnen; bei höheren Temperaturen folgen das Petroleum und das Gasöl, s. Bild 15; aus dem verbleibenden Rest wird u. a. Schmieröl gewonnen. Bei dem gewaltigen Bedarf an Benzin hat man Verarbeitungsverfahren entwickelt, um aus dem Erdöl einen hohen, über die einfache Destillationsausbeute weit hinausgehenden Anteil an Vergaserkraftstoff zu gewinnen [20], Hier seien aus der großen Zahl der Verfahren nur zwei Namen erwähnt: Cracken ( = Spalten der Moleküle) und Hydrieren. Die so gewonnenen Produkte sind als Motorenkraftstoffe aber nur brauchbar, wenn man ihnen die notwendige Klopffestigkeit (s. D 7), also eine genügend hohe Oktanzahl, verleihen kann. Auch dürfen sich, was jetzt besonders aktuell ist, aus dem Kraftstoff keine Niederschläge an den Wänden des Verbrennungsraums bilden, die Glühzündungen hervorrufen oder Korrosion bewirken. Einige für den Motorbetrieb wichtige Eigenschaften s. Tabelle. Hinzuzufügen ist, daß Markenbenzine so hergestellt werden, daß die Motore leicht anspringen

3. Flüssige Brennstoffe

49

(genügend flüchtige Bestandteile; im Sommer und Winter etwas verschieden zusammengesetzt), im übrigen aber in der warmen Jahreszeit die Gefahr einer Versperrung der Leitung durch Dampfblasen nicht zu groß wird. Benzin läßt sich im „Vergaser" (s. Kap. A 2 und Band II) leicht teils in kleine Tröpfdien zerstäuben, teils in Benzindampf verwandeln; daß es sich mit so einfachen Mitteln für den Gebrauch in einem praktisch so brauchbaren Motor, wie es der Ottomotor ist, aufbereiten läßt, bedeutet eine Grundlage und Vorbedingung der Motorisierung im heutigen Umfang. — Benzineinspritzung in den Motor selten (s. Band II). 366 3W 320 300 290 260 1 240

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Oben: Reihe brennbarer Teilchen. Unten: Temperaturen dazu.

bei Nusselt [6 Bild 4], Offenbar steigt nun die Temperatur des der heißen Zone benachbarten Teilchens 5 an. Eine der Ursachen dafür ist die Wärmeleitung. Diese hat Nusselt [6] berechnet. Noch auf einem zweiten Weg kommt es zu einem Wärmeaustausch zwischen den verbrannten und unverbrannten Teilchen; es dringen infolge der (Brownschen) Molekularbewegung Moleküle, welche

3. Ausbreitung der Flamme

83

die Verbrennungsreaktion schon hinter sich haben, in den Bereich der noch unverbraimten Moleküle ein und umgekehrt: Diffusion. Ein dritter Weg des Wärmeaustauschs ist die Wirbelung (Turbulenz); Gruppen von Gasteilchen des verbrannten Bereichs dringen in den unverbrannten ein und umgekehrt, wobei sie ihre Wärme und ihren Impuls mitnehmen und dadurch einen starken Wärmeaustausch bewirken. Während es sich bei der Diffusion um sehr kleine Wege handelt, betragen diese bei der Turbulenz Millimeter. Die Wirbelung und ihre verschiedene Stärke im Raum ist einer der Gründe, warum die Flammenfront im Motor nicht genau eine Kugelschale ist, sondern ziemlich von dieser Form abweichen kann. Wenn infolge der Wärmeübertragung die Temperatur des Teilchens 5 um einen gewissen Betrag gestiegen ist, wird, sehr vereinfacht ausgedrückt, die Zündtemperatur tz erreicht; Teilchen 5 beginnt zu brennen, seine Verbrennungswärme hebt seine Temperatur auf tv (gestrichelt). Danach folgt zwischen 5 und 6 dasselbe Spiel wie vorher zwischen 4 und 5; die Flammenfront ist in dem sie umgebenden Gas um einen Teilchenabstand vorgerückt; dividiert man letzteren durch die benötigte Zeit, erhält man die Geschwindigkeit der Flammenfront relativ zum Gemisch. Die Vorstellung, daß bei Teilchen 5 vor Erreichen von tz nichts geschieht und nach Erreichen der „Zündtemperatur" seine chemische Energie durch Verbrennung schlagartig frei wird, bedarf aber folgender Berichtigung: Die chemische Reaktion verläuft zunächst, also im Anfangszustand (S. 73), langsam („Vorreaktionen"); erst danach folgt die rasche Reaktion, nämlich die Verbrennung im technischen Sinn, das Freiwerden des Hauptteils der chemischen Energie. Bei den Vorreaktionen wirken Zeit und Gemischtemperatur zusammen in diesem Sinn, daß sie bei hoher Temperatur in relativ kurzer Zeit, bei niederen erst in längerer Zeit, ablaufen. 6*

84

D- Die Verbrennung im Ottomotor

Wenn man z. B. nach F . A. F . Schmidt in einem dafür gebauten Apparat [58, Bild 12 b] Benzin-Luft-Gemisch sehr rasch, also fast adiabat, auf eine Endtemperatur von 7 2 1 ° - 2 7 3 ° = 4 4 8 ° C verdichtet hat und es dann sich selbst überläßt, steigt der Druck, der den Ablauf der Verbrennung anzeigt, zunächst nur langsam (Vorreaktion), dann aber schnell an (eigentliche Verbrennung); erst 7,6 • 10' 3 s nach Verdichtungsende ist die Vorreaktion durchlaufen. Bei einer höheren Verdichtungstemperatur, nämlich 750° - 2 7 5 ° = 477° C, dauert die langsame Verbrennung nur 4,8 • 10' 3 s, worauf dann die stürmische Verbrennung einsetzt. — W e n n man nach E . Schmidt und E . Mühlner [88] ein Benzin-Luft-Gemisch von einem nicht mit Zündkerze ausgerüsteten, von außen angetriebenen Viertaktmotor ansaugen, verdichten, entspannen und, ohne daß es zu einer eigentlichen Verbrennung kommt, ausstoßen läßt, treten unter dem Einfluß der Verdichtung Vorreaktionen auf, deren Ausmaß man nach der gesteigerten Temperatur des Gemischs im Auspuff beurteilen kann. Auch dieser Versuch zeigte, daß die Höhe der Temperatur und dazu die Länge der Einwirkungszeit für den Ablauf dieser Vorreaktionen maßgebend sind. — Weitere Beispiele s. Nusselt [6, S. 13 u. 2 5 ] ; ferner [ 5 8 , 6 4 , 7 9 , 86, 93], Es gibt also für ein bestimmtes brennbares Gemisch keine bestimmte Zündtemperatur, sondern mehrere an sich mögliche. Deshalb ist in der vereinfachten Darstellung des Bildes 30 die Zündtemperatur tz im unverbrannten Gemischteil nicht als eine Gerade, sondern als eine Zone eingetragen. Wenn man ein unverbranntes Teilchen auf eine Temperatur innerhalb der Zone anhebt, wird es verbrennen; die Darstellung als Zone soll aber daran erinnern, daß dann, wenn man seine Temperatur in den oberen Teil der Zone hineinsteigert, die Vorreaktionen rascher ablaufen werden, die eigentliche Verbrennung also nach kürzerer Zeit einsetzen wird, als wenn

4. Steigerung der Wärmeleitung durch Wirbelung

85

man die Temperatur nur in den unteren Zonenteil hinein anhebt. Wenn man als Ingenieur vor der Wahl steht, ob man die Ausbreitung der Verbrennung von links nach rechts in Bild 30 verhältnismäßig schnell oder langsam vor sich gehen lassen will, wird die Entscheidung zugunsten der rasdien Verbrennung fallen müssen. Beim schnellaufenden Ottoautomotor brauchen wir z. B. eine mittlere Geschwindigkeit der Flammenfront von etwa 30 m/s, um die Verbrennung rechtzeitig zu vollenden. Die Mittel zur Erzielung rascher Verbrennung sind bei gegebenem Kraftstoff folgende: Durch Wirbelung kann man die Wärmeübertragung von Teilchen 4 auf 5 beschleunigen; s, D 4; durch hohe Verdichtung kann man bewirken, daß Teilchen 5 von vornherein auf ein hohes Niveau von Temperatur und Druck gebracht wird (oberer Teil der Zündzone), so daß, wenn es nun bei Herannahen der Flammenfront angewärmt wird, ein rascher Ablauf der Verbrennung zu erwarten ist; s. D 5. 4. Steigerung der Wärmeleitung und der Geschwindigkeit der Flammenfront durch Wirbelung. — Frühzündung bei hoher Drehzahl Wirbelung oder Turbulenz, also eine ungeordnete Bewegung von großen Molekülgruppen, steigert in Gasen die Wärmeleitung und die Geschwindigkeit der Flammenfront. Theoretische Überlegungen (zusammengestellt in [64]) führen ebenso zu diesem Ergebnis wie zahlreiche Versuche (Beispiele: [6, Abb. 7 und 87, S. 15—17]). Im Motor sind die Ursachen der während der Verbrennung vorhandenen Wirbelung folgende: Beim Viertaktmotor gerät die Ladung während des Einsaugens in den Zylinder in Wirbelung, die sich, wenn auch schwächer werdend, über die Verdichtung hinaus bis zur Verbrennung hält. H. Wenger [94] hat die Wirbelgeschwindigkeit mit einem Hitzdraht an einem fremdangetriebenen Ottomotor (D = 160, s = 190 mm) gemessen, s. Bild 31

86

D. Die Verbrennung im Ottomotor

und 32. Beim Zweitaktmotor stammt die Wirbelung von der Spülung her. — Bei Formen des Verbrennungsraums wie der in Bild 40 e bis k wird ferner die Ladung aus dem sich vor dem oberen Totpunkt verengenden Spalt zwi-

farfei'Hfnßre/

Bild 31. Wirbelgeschwindigkeit im obersten Teil des Zylinders über dem Kurbelwinkel, n = 1800 U/min, Drossel zu 3 /s, 2 /s und Va geöffnet. (G = 75, 50 und 25.)

sehen Kolben und Zylinderdeckel herausgedrängt und bläst wirbelerzeugend in den danebenliegenden Verbrennungsraum hinein. — Turbulenz wird auch noch durch die Verdrängung (D 5) hervorgerufen. Die Wirbelung unterstützt den Ingenieur beim Bau schneilaufender Motoren: Wenn bei einem Ottomotor von D = 80 mm mit Zündkerze an der Seite (Bild 28) bei n = 1500 U/min die Flammenfront den ganzen Raum in 30° Kurbelwinkel durchlaufen hat, hat sie dazu eine Zeit (Formel s. A 8) t = , also bis 0,6 herunter und 1,05 hinauf), der Motor jedenfalls nicht stehenbleibt, so daß in vielen Fällen der Motorbenutzer von der Abweichung überhaupt nichts zu spüren bekommt. Wer mit reichem Gemisch fährt, hat noch den Vorteil, daß der Motor durch die große zugeführte Kraftstoffmenge (VerdampfungsAbkühlung) innerlich gekühlt wird; viele Motoren, deren äußere Kühlung zu wünschen übrig läßt (z. B. Motorradmotoren. und Rennmotoren, s. B 3 c), bedienen sich dieses Mittels. Wenn man einen guten Kraftstoffverbrauch verlangt und mit einer mäßigen Leistung zufrieden ist, wird man den Vergaser auf mageres Gemisch einstellen, z. B. auf X = 1,1. Flugmotoren z. B. müssen für Reiseflug auf sparsamen Verbrauch eingestellt sein. Da man bei einem Gemisch der Zündgrenze nahe ist, muß der Vergaser so in Ordnung sein, daß er nicht ungewollt noch ärmer dosiert. Da bei Mehrzylindermotoren die Saugrohre (s. Band II) den Kraftstoff oft ziemlich ungleichmäßig auf die einzelnen Zylinder verteilen, darf der gemeinsame Vergaser bei Mehrzylindermotoren nicht zu arm eingestellt werden, damit auch der Zylinder mit dem ärmsten Gemisch noch sicher zündet. Die Auspufftemperatur ist bei armen

112

D. Die Verbrennung im Ottomotor

Gemischen höher als bei reichen; Größtwert meist bei etwa X = 1,1. Im Bereich des X zwischen dem Bestwert (Optimum) für pe und dem für be zu bleiben, bedeutet unter diesen Umständen einen zweckmäßigen Kompromiß; oft werden Vergaser für diese Werte des X eingestellt. Man erkennt aus Bild 42 auch, daß beim benzinbetriebenen Ottomotor eine Änderung des Mischungsverhältnisses Luft/Kraftstoff, also des X, kaum geeignet ist, um etwa das pe (und damit die Leistung) zu regeln: X hat einen nur beschränkten Einfluß auf pe und man gerät zu leicht in das Gebiet jenseits X = 1,2 hinein. Daher bei Ottomotor nicht Güte-, sondern Mengenregelung; s. A 4 und Band II. Einfluß des Mischungsverhältnisses auf das Klopfen: Die meisten Benzine klopfen bei mageren und fetten Gemischen weniger als in der Nähe des stöchiometrischen (X = 1 ) . Wenn man z. B. von X = 0,95, wo in einem bestimmten Fall die Klopfneigung am größten ist, durch entsprechende Vergasereinstellung nach der armen Seite bis 1,07 und der reichen bis 0,83 ausweicht, nimmt die Klopfneigung so ab, daß man £ um 0,5 steigern könnte, z. B. von 6,1 auf 6,6. Aber mit diesem Ausweichen geht man auch an die Grenzen des X, das nach dem oben Gesagten aus guten Gründen bevorzugt wird. Bei Mehrzylindermotoren muß man oft noch weiter ausweichen, als nach den Zahlen des Beispiels notwendig erscheint; denn die ungleichmäßige Verteilung des Kraftstoffs durch das Saugrohr [81] (II) läßt Unterschiede des X zwischen den einzelnen Zylindern entstehen, und wenn der schlechteste Zylinder klopft, bedeutet das einen klopfenden Motor. Alles in allem ist das Verstellen des X am Vergaser nur ein mäßig brauchbares Mittel, um das Klopfen zu vermeiden.

Bei Automobilmotoren (Bild 43) wird der Vergaser meist so eingestellt, daß das Gemisch in dem auf ebener Straße am meisten benutzten Betriebsbereich (d. h. Motordrehzahl entspricht einer Fahrgeschwindigkeit im direkten Gang von etwa 50—100 km/h; Drehmoment etwa in

10. Günstiges Mischungsverhältnis von Luft u. Kraftstoff 113 30—80 °/o des Höchstdrehmoments) ziemlich arm ist, also der Motor sparsam arbeitet. In der Nähe der Höchstleistung und des. höchsten pe macht der Vergaser das Gemisch reich, so daß Höchstgeschwindigkeit und Bergsteige-

_

nfüftmn/ Cm {mtsecj

2 * 6 6 tO Bild 43. Vergasereinstellung eines Personenwagenmotors. Im Kennfeld die Kurven gleichen Luftverhältnisses A, a, b und B siehe Text.

pe-n-

fähigkeit befriedigen, wenn auch dann bei diesen seltener vorkommenden Betriebszuständen der Kraftstoffverbrauch be etwas höher wird. Auch bei kleinen Drehmomenten und Drehzahlen, wo der absolute Verbrauch klein ist und deshalb eine Verschlechterung keine große Rolle spielt, kann man im Interesse gleichmäßigen und ruhigen Laufs des Motors ein niederes l zulassen. Die Darstellung von Motoreigenschaften, hier z. B. des Luftverhältnisses I, im pe-n-Kennfeld wie in Bild 43 ist bei Fahrzeugmotoren zweckmäßig, da bei ihnen bei der Fahrt sowohl pe (und damit Md s. A 7) als auch n sich ändert. Sie wird in Band II häufig angewandt werden. Kurze Erläuterungen für den Leser dieses Bandes: a ist die Kurve des größten möglichen, vom Motor bei voll geöffneter Drosselklappe abgegebenen p c . Alle Punkte unterEndres, V e r b r e n n u n g s m o t o r e n I

114

E. Die Verbrennung im Dieselmotor

halb von a sind bei gedrosseltem Motor gefahrene Teillastpunkte. Vom Motor eines Personenwagens, der im direkten Gang auf ebener Straße mit gleichförmiger Geschwindigkeit fährt, wird ein pe verlangt, das etwa auf Kurve b liegt; b steigt wegen des Luftwiderstandes mit der Geschwindigkeit und damit mit n an; z. B. beträgt pe bei n = 2000 (etwa 60 km/h) 1,8 kg/cm2, bei n = 4000 (etwa 120 km/h) 4 kg/cm2. Bei voll geöffneter Drossel erreicht der Wagen bei Punkt B die Höchstgeschwindigkeit. Man sieht, daß der Vergaser im meistbenutzten Bereich sparsam dosiert; A beträgt 1,05 und mehr im Beireich der Kurve b von n = 1700 bis 3650, d. h. etwa 50 bis 105 km/h; bei den höchsten und niedersten Geschwindigkeiten wird das Gemisch reicher, wobei dies bei hohem n die Wirkung hat, daß die Kurve a, also das größte erzeugte Drehmoment, etwas angehoben wird. E . Die Verbrennung im Dieselmotor 1. Allgemeines über die Verbrennung im Dieselmotor Rußgrenze, Luftverhältnis, Zünddruck, Zündgeräusch Der Dieselmotor mit seiner hohen Verdichtung hat aus thermodynamischen Gründen (C 2, 3) grundsätzlich einen besseren Wirkungsgrad als der Ottomotor. Infolgedessen verbraucht er pro PSh weniger Kraftstoff. Noch dazu ist sein Kraftstoff (s. A 2) in den meisten Ländern billiger als der flüssige Ottokraftstoff. E r ist also hinsichtlich der Kraftstoffkosten eine sehr sparsame Maschine. Das setzt allerdings voraus, daß dabei die Verbrennung des Kraftstoffs in hohem Maße vollkommen und vollständig ist. Das zu erreichen ist beim Dieselmotor aber schwieriger und gleichzeitig notwendiger als beim Ottomotor. Schwieriger wegen der Eigenart der Gemischbildung und der zu fordernden bestimmten Zeitfolge der Temperatur- und Lufteinwirkung auf den Brennstoff, s. die folgenden Abschnitte. Notwendiger aus folgendem Grund: Eine Unzahl von Ottomotoren lief und läuft mit mehr oder minder großen Unvollkommenheiten der Verbrennung; abgesehen von etwas höherem

1. Allgemeines (Rußgrenze, Luftverhältnis, Zünddruck, Zündgeräusch)

115

Kraftstoffverbrauch und etwas geringerer Leistung merkt man aber im praktischen Betrieb davon nichts, der Motor läuft trotzdem befriedigend. Ein Dieselmotor neigt aber bei schlechter Verbrennung zum Rußen; die Verbrennung durchläuft beim Dieselmotor mehrere chemische Zwischenstufen, und wenn sie nicht in Ordnung ist (selbst wenn auch nur in einzelnen Teilen des Verbrennungsraums), verbrennen verschiedene Kohlwasserstoffverbindungen vorweg und hinterlassen einen Rest von Kohlenstoff, der schwer verbrennlich ist, als feinverteilter Ruß im Verbrennungsraum zunächst übrig bleibt und teils einen auf die Dauer schädlichen Niederschlag an den inneren Wänden des Motors bildet, teils ins Freie ausgeworfen wird; im Freien belästigt er die Umgebung und gefährdet u. U. beim Auto durch Behinderung der Sicht den Verkehr. Die Gefahr des Rußens besteht insbesondere bei hoher Belastung (pe), weil dann die Schwierigkeit der Gemischbildung (s. unten) am größten, d. h. die Wahrscheinlichkeit am kleinsten ist, daß jedes Kraftstoffteilchen rechtzeitig ein 0 2 -Teildien als Reaktionspartner antrifft. „Rußgrenze" des peIn die so lebenswichtige Erzielung guter Verbrennung hat man beim Dieselmotor viel Mühe und Arbeit gesteckt, von den Tagen Rudolf Diesels an bis heute; bestimmte Verbrennungsverfahren — s. E 3 bis 8 — sind so entstanden; sie haben den Dieselmotor zu der vollkommenen Kraftmaschine gemacht, die er heute ist. Trotz des befriedigenden Ergebnisses der genannten Verbrennungsverfahren hat man beim Dieselmotor im Gegensatz zum Ottomotor aber nicht erreicht, daß man dem Dieselmotor soviel Brennstoff zuführen darf, wie es nach den theoretischen Verbrennungsgesetzen [A 4] bei gegebener Luftmenge zulässig wäre; man darf nur weniger zuführen oder, was dasselbe bedeutet, die Luftverhältniszahl X läßt sich nicht bis auf 1 senken, sondern bleibt bei größter dauernd zulässiger Leistung (Rußgrenze) größer, etwa 1,2 bis 1,6. 8'

116

E. Die Verbrennung im Dieselmotor

Dies heißt, daß man bei gleicher pro Zündung zugeführter Brennstoffmenge dem Dieselmotor einen größeren (und teureren) Zylinder geben muß als dem Ottomotor, oder daß man bei gleicher Zylindergröße dem Dieselmotor nur weniger Kraftstoff zuführen darf. Allerdings wegen des besseren Wirkungsgrads des Dieselmotors ist das praktische Ergebnis — unter Mitwirkung mancher Nebeneinflüsse — meist das, daß der Dieselmotor bei gleichgroßem Zylinder pro Umdrehung ebensoviel oder fast ebensoviel Arbeit abgibt wie der mit flüssigem Kraftstoff betriebene Ottomotor, das p e also dasselbe oder fast dasselbe ist. Unvermeidlich ist, daß beim Dieselmotor der Zünddruck höher ist als beim Ottomotor. Gründe s. C 2 (Schluß) und C 3. Was in C 2 bei Bild 23 über das Brenngesetz bei Dieselmotoren und die damit zusammenhängende Tendenz zur Gleichraumverbrennung gesagt wurde, stimmt mit der praktischen Erfahrung überein, daß bei vielen Verbrennungsverfahren eine gute Verbrennung leichter zu erzielen ist, wenn man sie rasch ablaufen läßt. Dies ist gleichbedeutend mit gutem Wirkungsgrad, aber auch hohem Zünddruck. Der Zünddruck liegt bei größeren vollbelasteten Dieselmotoren (nicht aufgeladenen) häufig zwischen 45 und 55 atü, bei kleineren bei 60 bis 70 atü und vereinzelt noch höher; bei Ottomotoren (benzinbetriebenen Viertaktmotoren) erreicht er meist 30 bis 40 atü. Der Dieselmotor muß also kräftiger gebaut werden, was größeres Gewicht und, zusammen mit einigen anderen Ursachen, höhere Herstellungskosten bedeutet. Das Zündgeräusch ist infolge des steileren Druckanstiegs (Bild 16) im allgemeinen härter als das des Ottomotors. In dieser Hinsicht verhalten sich die verschiedenen Verbrennungsverfahren unterschiedlich; das einfädle Strahlzerstäubungsverfahren neigt bei kleinen Motoren zu stärkeren Geräuschen; bei den mit Kolbenhohlräumen und Kammern im Zylinderdeckel arbeiten-

1. Allgemeines. Schwierige Gemischbildung

117

den Verfahren gibt es manche, die geräuschärmer arbeiten; vgl. E 7 und das für besonders geringe Geräuschbildung bekannt gewordene Verfahren nach Bild 51. — Das frühere Lufteinblaseverfahren E 3 war hinsichtlich Zünddruck und Zündgeräusch recht befriedigend; S. 68. Die schwierige Gemischbildung Während beim Ottomotor der Beginn der Verbrennung durch den Zeitpunkt der Funkenbildung an der Zündkerze geregelt wird, geschieht das beim Dieselmotor durch früheres oder späteres Einspritzen des Brennstoffs. Man spritzt den Kraftstoff ziemlich spät ein (Beginn 30 bis 10° Kurbelwinkel vor o. T.), weil er in der hochverdichteten Luft (C 3) schon nach kurzer Zeit zu brennen beginnt und man nicht will, daß er zu früh verbrennt; Anfang des Brennens erwünscht kurz vor o. T. Infolgedessen bleibt für die Mischung zwischen Luft und Kraftstoff nur wenig Zeit. Da eine gute Mischung aber für den Reaktionsablauf unentbehrlich ist, wird bei Dieselmotoren entweder der Brennstoffstrahl in die Verbrennungsluft gespritzt und dabei in kleine Tröpfchen zerlegt, die zusammen dann eine entsprechend große Oberfläche haben und dem Luftsauerstoff eine große Angriffsfläche bieten; dies ist insbesondere beim Strahlzerstäubungsverfahren der Fall, s. E 4. Oder man spritzt auf eine Wand und bildet dort einen dünnen Flüssigkeitsfilm, über den dann die bewegte Luft hinwegstreicht; dies ist bei vielen Motoren mit kleineren Zylindern mehr oder minder der Fall, s. z. B. Bild 51 und E 7. In sehr vielen Fällen geschieht beides, z. B. E 6. Wenn man z. B. 1 ccm Kraftstoff (Einspritzmenge eines Diesel-Zylinders von etwa 20 Liter Hubvolumen; z. B. D = 280, s = 330 mm) in entsprechend zahlreiche kugelförmige Tropfen von einem Durchmesser d oder in einem an der Wand anliegenden Film von der Dicke d verwandelt, ergeben sich folgende Oberflächen des Kugelhaufens und F 2 (der einen Seite) dés Films:

118

E. Die Verbrennung im Dieselmotor

d = 1,000 0,100 0,010 0,001 mm F1 = 0,6 6 60 600 dm 2 F2 = 0,1 1 10 100 dm 2 Bei den Strahlzerstäubungsmotoren und ähnlichen erreicht man das Ziel einer gleichmäßigen Mischung kleiner und kleinster Tröpfchen mit Luft erträglich gut, solange man den Brennstoffstrahlen die richtige (auszuprobierende) Zahl, Geschwindigkeit und Durchschlagskraft gibt (E 2, 4); vor allem müssen die Strahlen eine ausreichende Länge erreichen können, bevor sie an die Wand anstoßen; d. h. der Zylinder muß groß sein. Durch Wirbelung der Verbrennungsluft kann man die Verteilung noch verbessern; auch mag eine Verdrängungswirkung der an verschiedenen Stellen zuerst brennenden und dort eine Luftexpansion bewirkenden Teilchen auf die noch nicht verbrauchten Teilchen mithelfen. Wenn der Zylinder kleiner ist, werden die Verhältnisse bei diesen auf der Verbrennung freischwebender Teilchen beruhenden Verfahren schlechter; einmal weil die Strahlen nicht mehr genügend lang werden können, um sich zu entfalten, und dann, weil kleinere Motoren schneller laufen. Nach der Formel t = Sanskrit-Grammatik v o n M. Mayrhofen 89 S. 1953 (Bd. 11581 Russische Grammatik von E. Berneker. 6., u n v e r ä n d . A u f l . v o n M. Vasmer. 155 S. 1947 (Bd. 66)

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Land- und

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Landwirtschaftliche Tierzucht. Die Z ü c h t u n g u n d H a l t u n g der landw i r t s c h a f t l i c h e n N u t z t i e r e von H. Vogel. 139 S., 11 Abb. 1952 (Bd. 228) Kulturtechnische Bodenverbesserungen von O. Fauser. 2. Bde. 4-, n e u b e a r b . Aufl. I : Allgemeines, E n t w ä s s e r u n g . 122 S „ 47 Abb. 1947 (Bd. 691) I I : Bewässerung, Ödlandkultur, Umlegung. 150 S., 67 A b b . 1949 (Bd. 692)

Agrikulturchemie von K. Scharrer. 2 Bde. I : P f l a n z e n e r n ä h r u n g . 143 S. 1953 (Bd. 329) I I : F u t t e r m i t t e l k u n d e . 192 S. 1956. (Bd. 3301330a)

Geologie, Mineralogie Kristallographie Geologie von F. Lotze. 176 S., 8 0 Abb. 1955 (Bd. 13) Mineral- und Erzlagerstättenkunde von H. Huttenlocher-f. 2 Bde. I : 128 S., 34 Abb. 1954 (Bd. 1014} I I : 156 S.. 48 A b b . 1954 (Bd. 101511015a) Allgemeine Mineralogie. 9., erw. Aufl. der „Mineralogie" von R. Brauns f u n d K. F. Chudoba. 104 S., 107 Fig., 1 Taf., 2 T a b . 1955 (Bd. 29) Spezielle Mineralogie. 9., erw. Aufl. der „Mineralogie" von R. Braunst und K. F. Chudoba. 133 S., 105 Fig. 1955 (Bd. 31) Petrographie (Gesteinskunde) v o n W. Bruhnsf u n d P. Ramdohr. 4., durchges. Aufl. 104 S., 10 Fig. 1955 (Bd. 173) Kristallographie von W. Bruhns t und P . Ramdohr. 4. Aufl. 106 S „ 163 Abb. 1954 (Bd. 210) Einführung in die Kristalloptik von E. BucRwald. 4 , verb. Aufl. 138 S. t 121 Fig. 195? (Bd. 619) Lötrohrprobierkunde. Mineraldiagnose mit Lötrohr- u n d T ü p f e l r e a k t i o n . Von M. Henglein. 3., v e r b . Aufl. 91 S., 11 Fig. 1949 (Bd. 483)

Technik Graphische Darstellung In Wissen- p h y s . G r u n d e r s c h e i n u n g e n . 95 S., schaft und Technik v o n M. Pirani. 36 Abb., 7 T a f . 1950. (Bd. 197) 3., verb. Aufl. bearb. von J. Fischer. I I I : Schaltvorgänge, W i d e r s t a n d s f o r m e n , Meßtechnik. 91 S., 59 A b b . , 101 A b b . 1957. In V o r b . 1 T a f . 1956. (Bd. 198) (Bd. 7281728a) Die Gleichstrommaschine v o n K. Humburg. 2 Bde. 2., d u r c h g e s . Elektrotechnik Aufl. Grundlagen der allgemeinen Elek- I : 102 S., 59 A b b . 1956. (Bd. 257) trotechnik v o n O. Mohr. 3 Bde. I I : 101 S., 38 A b b . 1956. (Bd. 881) I : Die drei F e l d f o r m e n . 96 S., Die synchrone Maschine v o n K . 41 Abb., 6 T a f . 1956. (Bd. 196) Humburg. N e u d r . 109 S., 78 A b b . I I : Die wichtigsten clektr. u n d 1951 (Bd. 1146) 9

Induktionsmaschinen v o n F. Unger. 2., erw. Aufl. 142 S., 49 A b b . 1954 (Bd. 1140) Die komplexe Berechnung von Wechselstromschaltungen v o n H. H. Meinke. 2 Aufl. 1957. In Vorb. (Bd. 115611156a) Theoretische Grundlagen zur Berechnung der Schaltger&te v o n F. Kesselring. 3. Aufl. 144 S., 92 A b b . 1950 (Bd. 711) ' Einführung In die Technik selbsttätiger Regelungen von W. zur Megede. 174 S., 86 A b b . 1956 (Bd. 7141 714a) Elektromotorische Antriebe ( G r u n d lagen f ü r die Berechnung) von A. Schwaiger. 3., n e u b e a r b . Aufl. 96 S., 34 Abb. 1952 (Bd. 827) Technische Tabellen und Formeln von W. Müller. 4., v e r b u n d erw. Aufl. von E. Schulze. 152 S., 105 Fig. 1951 (Bd. 579) Überspannungen und Überspannungsschutz von G. Frühauf. Durchges. N e u d r . 122 S., 98 A b b . 1950 (Bd. 1132)

Maschinenbau Metallkunde von H. Borchers. 2 Bde. 3. Aufl. I : A u f b a u der Metalle u n d Legierungen. 120 S., 90 Abb., 2 T a b . 1956. (Bd. 432) I I : Eigenschaften, Grundzüge der F o r m und Z u s t a n d s g e b u n g . 154 S., 100 Abb., 8 T a b . 1957 (Bd. 433) Die Werkstoffe des Maschinenbaues von H. Thum u n d C. M. von Meysenbug. 2 Bde. I : E i n f ü h r u n g in die W e r k s t o f f p r ü f u n g . 2., n e u b e a r b . Aufl. 100 S., 7 T a b . , 56 A b b . 1956. (Bd. 476) Dynamik von W. Müller. 2 Bde. 2., verb. Aufl. I : D y n a m i k des Einzelkörpers. 128 S„ 48 Fig. 1952 (Bd. 902) I I : S y s t e m e von s t a r r e n . K ö r p e r n . 102 S„ 41 Fig. 1952 (Bd. 903) Technische Schwingungslehre von L. Zipperer. 2 Bde. 2., n e u b e a r b . Aufl. I: Allgemeine Schwingungsgleichungen, einfache Schwinger. 120 S., 101 A b b . 1953 (Bd. 953) I I : Torsionsschwingungen in Maschinenanlagen. 102 S., 59 Abb. 1955 (Bd. 9611961a) 10

Werkzeugmaschinen für Metallbearbeitung von K. P. Matthes. 4 Bde. I : 100 S „ 27 Abb., 11 Z a h l e n t a f . , 1 T a f e l a n h . 1954 (Bd. 561) I I : Fertigungstechnische G r u n d lagen d e r neuzeitlichen Metallbea r b e i t u n g . 101 S., 30 Abb., 5 T a f . 1955 (Bd. 562) T r a n s f o r m a t o r e n von W. Schäfer. 3., Überarb. u. erg. A u f l . ' 130 S., 73 A b b . 1957 (Bd. 952) Das Maschinenzeichnen mit E i n f ü h r u n g In das Konstruieren v o n W. Tochtermann. 2 Bde. 4 . Aufl. I : Das Maschinenzeichnen. 156 S., 77 T a f . 1950 (Bd. 589) I I : Ausgeführte Konstruktionsbeispiele. 130 S., 58 T a f . 1950 ( Bd. 590) Die Maschinenelemente von E. A. vom Ende. 3., v e r b . Aufl., 166 S., 175 Fig., 9 T a f . 1956: (Bd. 3/3a) Maschinen der E i s e n h ü t t e n w e r k e von L. Engel. 1957. In V o r b . (Bd. 5831583a) W a l z w e r k e von H. Sedlaczek. 2 B d e . I : Allgem. Verformungslehre, G r u n d e l e m e n t e u n d Hilfseinricht u n g e n der W a l z w e r k e . 90 A b b . 1957. In Vorb. (Bd. 580) I I : Die W a l z w e r k e in A u f b a u u n d Betrieb. 67 A b b . 1957. In V o r b . (Bd. 5811 Getriebelehre v o n P. Grodzinski. 2 Bde. 2., n e u b e a r b . Aufl. I : Geometrische G r u n d l a g e n . 159 S., 142 Fig. 1953 (Bd. 1061) Gießereitechnik von H. Jungblulh. 2 Bde. I : Eisengießerei. 126 S., 44 A b b . 1951 (Bd. 1159) Die Dampfkessel und F e u e r u n g e n einschließlich Hilfseinrichtungen in Theorie, K o n s t r u k t i o n und Ber e c h n u n g von W. Marcardf. 2 Bde. 2. Aufl. N e u b e a r b . von K. Beck. I : Die theoretischen Grundlagen, Wärme, Verbrennung, Wärmeübert r a g u n g . 150 S., 42 Abb., 16 T a b . 1951 (Bd. 9) I I : D a m p f k e s s e l . 147 S., 43 A b b . 1952 (Bd. 521) Dampfturbinen, ihre Wirkungsweise, B e r e c h n u n g u n d K o n s t r u k tion von C. Zietemann. 3 Bde. 3., verb. A u f l . I : Theorie der D a m p f t u r b i n e n . 139 S., 48 A b b . 1955 (Bd. 274)

I I : Die B e r e c h n u n g d e r D a m p f t u r binen u n d die K o n s t r u k t i o n d e r Einzelteile. 132 S., I I I A b b . 1956 (Bd. 715) I I I : Die Regelung der D a m p f t u r binen, die B a u a r t e n , T u r b i n e n f ü r Sonderzwecke, Kondensationsanlagen. 126 S., 90 Abb. 1956 ( Bd. 716) Technische T h e r m o d y n a m i k von »V. Nußelt. 3 Bde. I : G r u n d l a g e n . 4., v e r b . Aufl. 144 S., 71 A b b . 1956. (Bd. 1084) I I : Theorie d e r W ä r m e k r a f t m a schinen. N e u d r . 144 S., 87 Abb., 32 Z a h l e n t a f . 1951 (Bd. 1151) Autogenes Schweißen und Schneiden von H. Niese. 5. Aufl. N e u b e a r b . von A. Küchler. 136 S., 71 Fig. 1954 (Bd. 499) Die elektrischen SchwelBverfahren von H. Niese. 2. Aufl. N e u b e a r b . von H. Dienst. 136 S., 58 Abb. 1955 (Bd. 1020) Hebezeuge. E n t w u r f von W i n d e n u n d K r a n e n von G. Tafel. 2., verb. Aufl. 176 S., 230 Fig. 1954 (Bd. 4141414a)

Wasserbau W a s s e r k r a f t a n l a g e n von A. Ludin u. Mitarb. v. W. Borkenstein. 2 Bde. I: Planung, Grundlagen und Grundzüge. 124 S„ 60 Abb. 1955 (Bd. 665) Verkehrswasserbau von H. Dehnert. 3 Bde. I : E n t w u r f s g r u n d l a g e n , Flußregelungen. 103 S., 52 Abb. 1950 (Bd. 585) I I : Flußkanalisierung u n d Schifff a h r t s k a n ä l e . 94 S., 60 A b b . 1950 (Bd. 597) I I I : Schleusen u n d Hebewerke. 98 S., 70 A b b . 1950 (Bd. 1152) W e h r - und Stauanlagen von H. Dehnert. 134 S., 90 A b b . 1952 (Bd. 965) Talsperren von F. Tölke. 122 S., 70 Abb. 1953 (Bd. 1044)

Hoch- und Tiefbau Die wichtigsten Baustoffe des H o c h u n d Tiefbaus von O. Graf. 4., v e r b . Aufl. 131 S., 63 A b b . 1953 (Bd. 984) Baustoffverarbeitung und Baustellenpriifung des Betons von A. Kleinlogel. 2., n e u b e a r b . u n d erw. A u f l . 126 S., 35 A b b . 1951 (Bd. 978) Festigkeitslehre. 2 Bde. I : Elastizität, P l a s t i z i t ä t u n d Festigkeit der Baustoffe und Bauteile von W. Gehler f u n d W. Herberg. Durchges. u n d erw. N e u d r . 159 S., 118 A b b . 1952 (Bd. 1144) I I : Formänderung, Platten, Stabilität und B r u c h h y p o t h e s e n von IV. Herberg und N. Dimitrov. 187 S., 94 Abb. 1955 (Bd. 114511145a) Grundlagen des Stahlbetonbaus v o n A. Troche. 2., n e u b e a r b . u n d erw. Aufl. 208 S., 75 Abb., 17 Bemessungstaf., 20 Rechenbeisp. 1953 (Bd. 1078) Statik der Baukonstruktionen von A. Teichmann. 4 Bde. I : G r u n d l a g e n . 100 S., 51 A b b . , 8 Formeltaf. 1956 (Bd. 119) I I : Statisch b e s t i m m t e S t a b w e r k e . 107 S . , 5 2 A b b . , 7 Taf. 1957 (Bd.120) Fenster, Türen, Tore aus Holz u n d Metall. Eine Anleitung zu ihrer guten G e s t a l t u n g , w i r t s c h a f t l i c h e n Bemessung u n d h a n d w e r k s g e r e c h ten K o n s t r u k t i o n von W. Wickop. 4., Überarb. u n d erg. Aufl. 155 S., 95 Abb. 1955 (Bd. 1092) Heizung und L ü f t u n g von J . Körtingi u n d W. Körting. 2 Bde. 8., n e u b e a r b . Aufl. I : Das Wesen u n d die B e r e c h n u n g der Heizungs- u n d L ü f t u n g s a n l a gen. 140 S., 29 Abb., 18 Z a h l e n t a f . 1951 (Bd. 342) I I : Die A u s f ü h r u n g der Heizungsu n d L ü f t u n g a n l a g e n . 152 S., 165 Abb., 7 Z a h l e n t a f . 1954 (Bd. 343) Industrielle K r a f t - u n d W ä r m e wirtschaft von F. A. F. Schmidt u . A.Beckers. >67 S., 69 A b b . 1957 (Bd. 3181318a)

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SAMMLUNG GÖSCHEN/BANDNUMMERNFOLGE 1 Langosch, Der Nibelunge Not 3/3a v. E n d e , Die Maschinenelemente 9 M a r c a r d - B e c k , Dampfkessel I 10 Jiriczek-Wisniewski, K u d r u n - und Dietrichepen 13 Lotze, Geologie 19 Altheim, R o m . Geschichte I 2 0 Hofstaetter-Spree, D t . S p r a c h lehre 2 9 Brauns-Chudoba, Allg. Mineralogie 3 0 Eckert-Greifendorff-Kleffner, Kartenkunde 31 Brauns-Chudoba, Spez. Mineralogie 3 5 Treue, D t . Geschichte von 1648 bis 1740 37 K l e m m , Anorganische Chemie 38/38a Schlenk, Organ. Chemie 3 9 Treue. D t . Geschichte von 1 7 1 3 bis 1806 4 2 B e h n , Vorgeschichte E u r o p a s 51/51 a R i n g l e b - B ü r k l e n , Mathematische F o r m e l s a m m l u n g 5 9 Krähe, Indogerm. Sprachwiss. 6 0 Biehle, S t i m m k u n d e 61 Biehle, Redetechnik 6 6 B e r n e k e r - V a s m e r , Russische Grammatik 7 0 Nestle, Grlech. L i t e r a t u r g e s c h . I 71 Schulze, Allg. u. phys. Chemie 1 7 6 Döring, Einf. i. d. theoret. Physik I 77 Döring, II 7 8 Döring, - I I I 79 Hempel, Gotisches E l e m e n t a r b . 8 0 W e i g e r t , Stilkunde I 9 6 H a r t m a n n , E i n f . i. d. allgem. Biologie 101 v. Wiese, Soziologie 103 Dahrendorf, Industrie- und Betriebssoziologie 104/104a Hofstätter, Sozialpsychologie 111 H o f f m a n n - D e b r u n n e r , Gesch. d. griechischen Sprache I 114 Debrunnßr, — II 117 B r a n d e n s t e i n , Griechische Sprachwissenschaft I 119 T e i c h m a n n , S t a t i k der B a u konstruktiönen I 120 T e i c h m a n n , - II 12

125 Vossler, Italienische L i t e r a t u r geschichte 128/128a Lausberg, R o m a n i s c h e Sprachwissenschaft I 136 Mahler, Physikalische F o r m e l sammlung 141 Geitler, Morphol. der P f l a n z e n 142 H a a c k , D a r s t . Geometrie I 143 H a a c k , — I I 144 H a a c k , — I I I 145 W e i m e r , Gesch. der Pädagogik 146 W i t t i n g , R e p e t i t o r i u m und A u f g a b e n s a m m l u n g zur Differentialrechnung 147 W i t t i n g , R e p e t i t o r i u m und A u f g a b e n s a m m l u n g zur Integralrechnung 156/156a L a n d m a n n , Philosophische Anthropologie 170 Oehlmann, Musik des 19. J a h r hunderts 171 Oehlmann, Musik des 2 0 . J a h r hunderts I 173 B r u h n s - R a m d o h r , Petrographie 180 B ö h m , V e r s i c h e r u n g s m a t h . I 184 B l ü m c k e , Spinnerei und Zwirnerei 196 Mohr, Grundlagen d. E l e k t r o technik 1 197 Mohr, II 198 Mohr, - I I I 200/200a G o t t s c h a l d , D t . R e c h t schreibungswörterbuch Kristallo210 Bruhns-Ramdohr, graphie 220/220a Moser, Allg. Musiklehre 221 '221a J a n d e r - J a h r , M a ß a n a l y s e 222 Hassak-Beutel, Warenkunde I 223 Hassak-Beutel, II 226 H o f m a n n , Geschichte der M a thematik I 2 2 8 Vogel, Làndw. T i e r z u c h t 231 Ehrlich, G e s c h i c h t e Israels 2 3 8 K r ä h e , G e r m a n . Sprachwiss. I 2 4 3 Mahler, P h y s i k a l . A u f g a b e n sammlung 247 Hoppe, A n a l y t i s c h e Chemie I 2 4 8 Hoppe, - II 2 5 0 Lausberg, R o m a n . S p r a c h wissenschaft II 2 5 2 Dassler, E l e k t r o c h e m i e I 2 5 3 Dassler, - II

2 5 6 Haussner, A u f g a b e n s a r p m l . zur a n a l y t . G e o m e t r i e der E b e n e 2 5 7 H u m b u r g , Die G l e i c h s t r o m maschine I 2 6 4 L o c k e m a n n , Geschichte der Chemie I 265/265a L o c k e m a n n , II 2 7 0 K i r n , E i n f ü h r u n g in die G e schichtswissenschaft 274 Zietemann, Dampfturbinen I 279 J a c o b , Quellenkunde der d e u t schen Geschichte I 280 Jacob, II 281 Leisegang, E i n f ü h r u n g in die Philosophie 2 8 4 J a c o b - W e d e n , Quellenkunde der deutschen Geschichte I I I 318/318a S c h m i d t , Industrielle K r a f t - und W ä r m e w i r t s c h a f t 3 1 9 K r u g , Australien und Ozeanien 3 2 9 Scharrer, A g r i k u l t u r c h e m i e I 330/330a Scharrer, II 335 B r a u n - K l u g , F e t t e und ö l e 336 B r a u n - K l u g , S e i f e n f a b r i k a t i o n 3 4 2 K ö r t i n g , H e i z u n g und L ü f t u n g 1 343 K ö r t i n g , II 3 4 4 Moser, Musikästhetik 354/354a V a l e n t i n e r , V e k t o r e n 355 N e g e r - M ü n c h , N a d e l h ö l z e r 3 5 6 L ü d e m a n n , Fische 3 7 4 D ö r i n g , E i n f . in die t h e o r e t . Physik I V 375 Preller, Geschichte E n g l a n d s I 394/394a Schilling, V o n der Renaissance bis K a n t 414/414a T a f e l , H e b e z e u g e I 422 Gottschald, Dt Personennamen 423 A d l e r , Fünfstell. L o g a r i t h m e n 4 3 2 Borchers, M e t a l l k u n d e I 433 Borchers, — I I 439 Jaeckel, W ü r m e r 4 4 0 Jaeckel, W e i c h t i e r e 441 Jaeckel, Stachelhäuter 442 H a n n e m a n n , S c h w ä m m e und Hohltiere 443 G r u n e r - D e c k e r t , K r e b s e 444 R e i c h e n o w , E i n z e l l e r 445 Asmus, Physika!.-chemische Rechenaufgaben 4 5 2 Bahrdt-Scheer, S t ö c h i o m e t r i sche A u f g a b e n s a m m l u n g 469 W e r k m e i s t e r , Vermessungskunde I I 476 T h u m - M e y s e n b u g , D i e W e r k s t o f f e des Maschinenbaus I 483 H e n g l e i n , L ö t r o h r p r o b i e r k u n d e

492 S t o l z - D e b r u n n e r , Geschichte der lateinischen Sprache 499 Niese, A u t o g e n . Schweißen 500 S i m m e l , H a u p t p r o b l e m e d e r Philosophie 521 M a r c a r d - B e c k , D a m p f k e s s e l I I 536 L e h m a n n , K a n t , 538 R u m p f , A r c h ä o l o g i e I 539 R u m p f , II 557 N e s t l e , Griechische L i t e r a t u r geschichte I I 561 M a t t h e s , W e r k z e u g m a s c h i n e n ! II 562 Matthes, 564 Behn, K u l t u r der U r z e i t I 565 Behn, II 566 Behn, III 571 L e h m a n n , Philosophie des 19. Jahrhunderts I 576/576a Moser, Gesangskunst 579 M ü l l e r - S c h u l z e , T e c h n . T a b e l l e n 580 Sedlaczek, W a l z w e r k e I 581 S e d l a c z e k . — I I 583/583a Engel, Maschinen der Eisenhüttenwerke 585 D e h n e r t , Verkehrswasserbau I 589 T o c h t e r m a n n , Maschinenzeichnen I 590 T o c h t e r m a n n , II 594 L e n g e r k e n , Insekten 597 D e h n e r t , Verkehrswasserbau I I 601 M u t s c h m a n n , E n g l . P h o n e t i k 619 B u c h w a l d , K r i s t a l l o p t i k 665 L u d i n , W a s s e r k r a f t a n l a g e n I 668 K n o p p , F u n k t i o n e n t h e o r i e I 677 A l t h e i m , R o m . Geschichte I I 691 Fauser, K u l t u r t e c h n . B o d e n verbesserungen I 692 Fauser, II 698/698a Schulze, A l l g e m e i n e und physikalische Chemie I I 703 K n o p p , F u n k t i o n e n t h e o r i e I I 709 L e h m a n n , Philosophie des 19. Jahrhunderts I I 711 Kesselring, Berechnung d e r Schaltgeräte 714/714a zur Megede, E i n f . in die T e c h n i k selbsttät. R e g e l u n g e n 715 Z i e t e m a n n , D a m p f t u r b i n e n I I 716 Z i e t e m a n n , III 718 N e g e r - M ü n c h , L a u b h ö l z e r 728,'728a Pirani, G r a p h . D a r s t e l l u n g 735 E k w a l l , Historische neuengl. L a u t und F o r m e n l e h r e 763/763a B e e r - M e y e r , H e b r ä i s c h e Grammatik 4 764/764a B e e r - M e y e r , II 13

768/768a Bieberbach, E i n f ü h r u n g |I 972 H e r t e r , Tierphysiologie I in die k o n f o r m e A b b i l d u n g 973 H e r t e r , - II 978 Kleinlogel, B a u s t o f f v e r a r b . 7 8 0 K r ä h e , G e r m . Sprachwiss. II u. B a u s t e l l e n p r ü f . des B e t o n s 781 Weigert, S t i l k u n d e II 984 Graf, Die wichtigsten B a u 786 Schulze, Allgem. u n d stoffe des H o c h - u. T i e f b a u s physikalische Chemie I I I 999/999a K a m k e , Mengenlehre 807 K r o p p , . E r k e n n t n i s t h e o r i e I 1000 J a s p e r s , Geistige S i t u a t i o n 809 Moser, Harmonielehre I 1003 Hoheisel, Partielle Diffe826 Koch, Philosophie des Mittelrentialgleichungen alters 827 Schwaiger, E l e k t r o m o t o r i s c h e 1008 Mellerowicz, Allgemeine BeAntriebe triebswirtschaftslehre I 831 E r i s m a n n , Allg. Psychologie 1009 B e c h e r t - G e r t h s e n , A t o m 845 L e h m a n n , Philosophie Im physik I ersten Drittel des 20. J a h r 1014 H u t t e n l o c h e r , Mineral- u n d hunderts Erzlagerstättenkunde I 847 H e r t e r , Lurche 1015/1015a H u t t e n l o c h e r , - II 851 Moede, Psychologie des Be1017 Döring, Einf. I. d . t h e o r e t . rufs- u n d W i r t s c h a f t s l e b e n s Physik V 1020 Nlese-Dienst, E l e k t r . 856 Quelle, I b e r o a m e r i k a Schweißverfahren 857 Capelle, Grlech. Philosophie I 1031/1031 a Apel, Philosophisches 858 Capelle, II Wörterbuch 859 Capelle, - I I I 1033 B e c h e r t - G e r t h s e n , A t o m 862 W e r k m e i s t e r , Vermessungsp h y s i k II kunde III 863 Capelle,Grlech.Philosophie IV 1034 K r a n e f e l d t , T h e r a p e u t i s c h e Psychologie 875 H o f m a n n , Gesch. d. M a t h . II 877 K n o p p , A u f g a b e n s a m m l u n g 1035 Altheim, R o m . Religionszur F u n k t i o n s t h e o r i e I geschichte I 878 K n o p p , — II 1039 Dovlfat, Z e l t u n g s l e h r e I 1040 Dovifat, - II 881 H u m b u r g , Gleichstrommaschlne II 1044 Tölke, Talsperren 882 Hof m a n n ; Gesch. d. M a t h . I I I 1045 S c h u b e r t , T e c h n i k des Klavierspiels 902 Müller, D y n a m i k I 1051/1051a Stolberg-Wernigerode, 9 0 3 Müller, - II Gesch. der Verein. S t a a t e n 910 Jaeger, Afrika I von A m e r i k a 911 J a e g e r , — II 915 Sperber-Fleischhauer, Gesch. 1052 Altheim, R o m . Rellgionsgeschichte II der d e u t s c h e n S p r a c h e 1057 R o t h , T h e r m o c h e m i e 9 I 7 / 9 I 7 a Böhm, Versicherungs1059 Hoheisel, A u f g a b e n s a m m m a t h e m a t i k II lung zu den gewöhnl. u n d 9 2 0 Hoheisel, Gewöhnliche Diffepartiellen Differentialgleirentialgleichungen chungen 921 J a n t z e n - K o l b , W . v . Eschenbach. Parzival 1061 Grodzinski, Getriebelehre I 1065 Haller, Von a e n Karolingern 929 Schirmer, D t . W o r t k u n d e zu den S t a u f e r n 930 Krull, E l e m e n t a r e u n d klassi1070 S a u t e r , Differentialgleichunsche Algebra I gen der P h y s i k 931 Hasse, Höhere Algebra I 1078 Troche, S t a h l b e t o n b a u 932 Hasse, - II 1082 Hasse-KIobe, A u f g a b e n 952 Schäfer, T r a n s f o r m a t o r e n s a m m l . zur H ö h e r e n Algebra 9 5 3 Zlpperer, T e c h n . Schwingungslehre I 1084 N u ß e l t , T e c h n i s c h e T h e r m o dynamik 1 961/961 a Zipperer, — II 965 D e h n e r t , W e h r - u n d S t a u a n l . 1085 L i e t z m a n n , Z e i t r e c h n u n g 9 7 0 Baldus-Löbell, Nichteuklid. 1086 Müller, D t . D i c h t e n u. DenGeometrie ken 14

1088 Preller, Geschichte E n g lands I I 1092 W i c k o p , Fenster, T ü r e n , T o r e 1094 H e r n r i e d , S y s t e m . M o d u l a t i o n 1099 Hoheisel, I n t e g r a l g l e i c h u n g e n 1105 H ä r t u n g , D t . Geschichte im Z e i t a l t e r der R e f o r m a t i o n 1108 de B o o r - W i s n i e w s k i , M i t t e l hochdeutsche G r a m m a t i k 1109 K n o p p , E l e m e n t e der F u n k tionentheorie 1111 N a u m a n n - B e t z , A l t h o c h deutsches E l e m e n t a r b u c h 1113/1113a Strubecker, D i f f e rentialgeometrie I 1114 Schubel, Englische L i t e r a t u r geschichte 1 1115 R a n k e , A l t n e r d . E l e m e n t a r buch 1116 Schubel, Englische L i t e r a t u r geschichte I I 1117 H a l l e r , E i n t r i t t der G e r m a n e n in die Geschichte 1121 N a u m a n n , D t . D i c h t e n und Denken 1122 Feist, Sprechen u. Sprachpflege 1123/1123a Bechert-Gerthsen, Atomphysik I I I 1124 Meissner, Englische L i t e raturgeschichte I I I 1125 L e h n e r t , A l t e n g l . E l e m e n t a r buch 1127 H a r t m a n n , Geschlecht und Geschlechtsbestimmung im T i e r - und P f l a n z e n r e i c h 1128 Buchner, S y m b i o s e der T i e r e mit pflanzt. Mikroorganismen 1130 Dibelius, Jesus 1131 Scholz-Schoeneberg, E i n f ü h rung in die Z a h l e n t h e o r i e 1132 Frühauf, Überspannungen und Überspannungsschutz 1134 K u c k u c k , P f l a n z e n z ü c h t u n g 1 1135 L e h n e r t , B e o w u l f 1136 Meissner, Englische L i t e raturgeschichte I V 1137 Heil, E n t w i c k l u n g s g e s c h i c h t e des Pflanzenreichs

1138 H ä m m e r l i n g , Fortpflanzung im T i e r - und P f l a n z e n r e i c h 1140 U n g e r , I n d u k t i o n s m a s c h i n e n 1141 K o l l e r , H o r m o n e 1142 Meissner-Lehnert, Shakespeare 1144 G e h l e r - H e r b e r g , Festigkeitslehre I 1145/1145a H e r b e r g - D i m i t r o v , - I I 1146 H u m b u r g , S y n c h r o n e M a schine 1147 v . W a l t e r s h a u s e n , K u n s t des Dirigierens 1148 P e p p i n g , D e r p o l y p h o n e Satz I 1151 N u ß e l t , Technische T h e r m o dynamik II 1152 D e h n e r t , Verkehrswasserbau I I I 1153 M e l l e r o w i c z , A l l g e m . B e triebswirtschaftslehre 11 1154 M e l l e r o w i c z , III 1155 S c h w a r t z , M i k r o b i o l o g i e I 1156/1156a M e i n k e , K o m p l e x e B e rechn. der W e c h s e l s t r o m schaltungen 1157 S c h w a r t z , M i k r o b i o l o g i e I I 1158 M a y r h o f e r , S a n s k r i t - G r a m matik 1159 J u n g b l u t h , Gießereitechnik I 1160 D i b e l i u s - K ü m m e l , Paulus 1161 K a e s t n e r , Spinnentiere 1162 Seidel, E n t w i c k l u n g s p h y s i o l o g . der T i e r e I 1163 Seidel, — I I 1164/1164a Pepping, Der polyphone Satz I I 1165/1165a Bechert-Gerthsen, Atomphysik IV 1169 Paulsen, A l l g e m e i n e ! V o l k s wirtschaftslehre I 1170 Paulsen, — II 1178/1178a Kuckuck, Pflanzenzüchtung II 1179/1*179a Strubecker, D i f f . G e o m e t r i e 11 1180/1180a Strubecker, — I I I

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AUTORENREGISTER Adler 6 A l t h e i m 2, 4 Apel 2 Asmus 8 Bahrdt-Scheer 8 Baldus-Löbell 7 BechertGerthsen 7 Beer-Meyer 5 Behn 3 BernekerVasmer 5 Betz 5 Biebe rb a c h 7 Biehle 4 Blümcke 8 Böhm 7 d e BoorWisniewski 5 Borchers 10 Brandenstein 5 Braun-Klug 8 BraunsChudoba 9 BruhnsRamdohr 9 Büchner 8 Buchwald 9 Capelle 2 Dahrendorf 2 Dannenbauer 3 Dassler 8 Debrunner 5 D e h n e r t 11 Dibelius 2 DibeliusKümmel 2 Döring 7 Dovifat 5 EckertGreifendorffKleffner 5 Ehrlich 2 Ekwall 4 E n d e , v o m 10 Engel 10 Erismann 2 Fauser 9 Feist 4 Fleischhauer 4 F r ü h a u f 10

Quelle 5 Kolb 4 GehlerRanke 4 H e r b e r g 11 Koller 8 Reichenow 9 Geitler 8 König 7 RinglebGottschald 4 K ö r t i n g 11 Graf 11 Bürklen 6 Krähe 4 Grodzlnski 10 Roth 8 Kranefeldt 2 Gruner-Deckert 9 Kropp 2 Rumpf 3 Haack 6 Sauter 7 Krug 5 Haller 3 Schäfer 10 Kr u l l 6 Hämmerling 8 Scharrer 9 Kuckuck 8 Hannemann 9 Schilling 2 Landmann 2 Hartmann 8 Schirmer 4 Langosch 4 Härtung 3 Schlenk 7 Lausberg 5 Hassak-BeutelS c h m i d t 11 Lehmann 2 Kutzelnigg 8 ScholzL e h n e r t 4,5 Hasse 6 Schoeneberg 6 Leisegang 2 Hasse-Klobe 6 Lengerken.von 8 Schubel 5 Haussner 6 S c hubert 3 Lletzmann 3 Heil 8 Schulze 7 Lockemann 7 Hempel 4 Schwaiger 10 Lotze 9 Henglcln 9 Schwartz 8 LudinHerbergSedlaczek 10 Borkenstein 11 Seidel 8 Dimltrov l i Lüdemann 8 Simmel 2 Hernried 3 Ludz 3 Sperber 4 Herter 8 Mahler 7 Stolberg-WernlHof f m a n nMarcard-Beck 10 gerode, zu 4 Dtbrunner 5 M a t t h e s 10 Stolz-Debrunner5 Hofmann 6 Mayrhofer 5 Strubecker 7 Hofstätter 2 Megede. zur 10 Tafel 11 HofstaetterMeinke 10 T e i c h m a n n 11 Spree 4 Meissner 5 ThumHoheisel 6 Mellerowicz 5 M e y s e n b u g 10 Hoppe 7 Moede 2 T o c h t e r m a n n 10 Humburg 9 Mohr 9 T ö l k e 11 Huttenlocher 9 Moser 3 Treue 3 Jacob 3 T r o c h e 11 J a c o b - W e d e n 4 Müller G. 4 Müller W . 10 Unger 10 Jaeckel 9 Müller-Schulze 10 Valentiner 7 Jaeger 5 Mutschmann 4 Vogel 9 Jander-Jahr 7 Naumann 4 Vossler 5 Jantzen 4 Naumann-Betz 5 Waltershausen, Jiriczek 4 Neger-Münch 8 Jaspers 2 von 3 Nestle 5 J u n g b l u t H 10 Weigert 3 Nlese-Dienst 11 W e i m e r 2 Kaestner 8 Kamke 6 Niese-Küchler 11 W e r k m e i s t e r 7 Kesselring 10 Nußelt II W i c k o p II Kirn 3 Oehlmann 3 Wiese, von 2 Kleinlogel 11 Paulsen 5 Wisniewski 4 Klemm 7 Pepping 3 Witting 6 .Knopp 6 Z i e t e m a n n 10 Pirani 9 Koch 2 Zipperer 10 Preller 4