Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gesamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XIX, Jahrg. 



22. Dezember 1904. 



Nr. 51. 



Die Bedeutung der Verbrennungskraft- 



maschinen für die Erzeugung motorischer 



Kraft. 



Von Prof. Dr. Engen Meyer (Berlin). 



[Vortrag 1 ), gehalten in der 2. allgemeinen Sitzung der 76. Ver- 

 sammlung deutscher Naturforscher und Ärzte zu Breslau am 

 23. September 1904.] 



(Fortsetzung.) 



In neuerer Zeit hat das sogenannte Zweitakt- 

 verfahren wieder Bedeutung erlangt, bei welchem das 

 Herbeischaffen der Ladung und das Hinausschieben 

 der Verbrennungsgase durch die Vermittelung be- 

 sonderer Ladepumpen geschieht. Im Motorenzylinder 

 selbst spielen sich infolgedessen nur der Verdich- 

 tungshub und der Arbeitshub ab. Doch ist dabei in 

 thermodynamischer Beziehung gegenüber dem Vier- 

 takt grundsätzlich nichts geändert. 



Nunmehr kennen wir genug von der Arbeitsweise, 

 um die Frage nach der Wärmeausnutzung in der 

 Gasmaschine zu verstehen. Wir nennen in Fig. 2 

 die am Ende der Verpuffung erreichte Verbrennungs- 

 temperatur Z\ und die am Ende der arbeitsverrich- 

 tenden Ausdehnung erreichte Temperatur T 2 . Dann 

 können wir das Verhältnis T x : T 2 als das für die 

 Gasmaschine verfügbare Temperaturgefälle ansehen, 

 durch dessen Vergrößerung die Wärmeausnutzung 

 vergrößert wird. Dieses Temperaturgefälle wird aber 

 offenbar um so größer, je höher vor der Verpuffung 

 die Verdichtung der Ladung getrieben wird, denn um 

 so stärker können sich dann nach erfolgter Ver- 

 brennung die Verbrennungsgase wieder auedehnen. 

 Ist z. B. bei einer Gasmaschine der Verdichtungs- 

 grad 8, d. h. wird die Ladung vor der Verbrennung 

 auf 1 / s ihres Anfangsvolumens zusammengedrückt, so 

 heißt dies ja gleichzeitig, daß sich die Verbrennungs- 

 gase auf das 8 fache desjenigen Volumens, das sie 

 bei der Verbrennung besitzen, unter Arbeitsverrich- 

 tung wieder ausdehnen können. Und daß dabei der 

 Temperaturfall durch arbeitsverrichtende Ausdehnung 

 größer als in der Göttinger Maschine, wo nur auf 

 1/3,8 die Ladung verdichtet wird, also auch nur um 

 das 3,8 fache die Verbrennungsgase sich ausdehnen 

 können, dürfte einleuchten. 



So ist also das wichtigste Mittel zur Erzielung 

 einer möglichst guten Wärmeausnutzung in der Gas- 

 maschine (beim Viertakt und beim Zweitakt) ein 

 möglichst hoher Verdichtungsgrad. Das technische 

 Mittel, ihn zu erreichen, erscheint dabei recht einfach 



zu sein. Man darf nur den Verbrennungsraum der 

 Maschine möglichst klein machen. Betrüge dieser 

 Raum z. B. 1 / M des Gesamtvolumens, der Verdich- 

 tungsgrad also 50, so würde man nach den Rech- 

 nungen der Theorie bei Vermeidung sonstiger Ver- 

 luste ungefähr 75 % Wärmeausnutzung erhalten. 

 Allein hier kommt nun zum erstenmal der Gesichts- 

 punkt der technischen Ausführbarkeit und der wirt- 

 schaftlichen Zweckmäßigkeit; wir würden bei einem 

 so hohen Verdichtungsgrad mehrere 100 Atm. Druck 

 in der Maschine erhalten, infolgedessen aber müßte 

 die Maschine so schwer gebaut werden und hätte so 

 viel Maschinenreibung, daß sie wohl vielleicht als 

 sehr teures theoretisches Spielzeug, nicht aber als 

 wirtschaftliche und betriebssichere Kraftquelle der 

 Industrie ausführbar erscheint. Wir dürfen in 

 unseren Wärmekraftmaschinen mit Rücksicht auf 

 ihre Festigkeit und die Reibungsverhältnisse in den 

 Zapfen und am Kolben höchstens 35 bis 40 Atm. 

 Maximaldruck zulassen. 



Ja aus einem anderen Grunde muß man zunächst 

 noch unter dieser Grenze bleiben: wegen der Gefahr 

 von Vorzündungen. Bei der Verdichtung eines Gases 

 oder Gasgemenges verwandelt sich nämlich die Ver- 

 dichtungsarbeit in Wärme , und so steigt mit zuneh- 

 mender Verdichtung stetig die Temperatur der La- 

 dung. Sie kennen die Wirkung dieser Erscheinung 

 beim pneumatischen Feuerzeug, wo ein Stück Zunder 

 dadurch zur Entzündung gebracht werden kann. In 

 der Gasmaschine entzündet sich aber infolge dieser 

 Temperaturzunahme schließlich die explosible La- 

 dung selbst unter heftigen Stößen, wenn die Ver- 

 dichtung zu weit getrieben wird. In einer möglichst 

 gut gekühlten Gasmaschine kann man heutzutage 

 bei wasserstoffreicher, also leicht entzündlicher La- 

 dung den Verdichtungsgrad 6 bis 7, bei wasserstoff- 

 armer schwerer entzündlicher Ladung den Verdich- 

 tungsgrad 8 bis 9 verwenden, ohne bei normalen 

 Verhältnissen Vorzündungen befürchten zu müssen. 



Durch den Verdichtungsgrad ist nach dem Ge- 

 sagten die Wärmeausnutzung festgelegt, die wir bei 

 Vermeidung aller sonstigen Verluste nach den Ge- 

 setzen der Thermodynamik in einer Gasmaschine im 

 günstigsten Falle erreichen können. Diese Wärme- 

 ausnutzung ist als der thermodynamische Arbeits- 

 wert des Brennstoffes für eine gegebene Gasmaschine 

 zu bezeichnen: Für die Göttinger Maschine mit dem 

 Verdichtungsgrad 3,8 beträgt er rund 33 %, für 



