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Практикум по переводу для студентов инженерного факультета тверь Сахарово

Вид материалаПрактикум
16. Technik bei den arbeiten für die tierhaltung
1. Tränkanlagen und Weidepumpen
2. Vorrichtungen zum Beschicken des Futtertroges
3. Melkmaschinen und –anlagen
6. Auch Benzin kann eingespritzt werden
Die Wirkungsweise ist folgende
Wirkungsweise der Korrekfureinrichtung beim
Wirkungsweise der Korrektureinrichtung beim
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16. TECHNIK BEI DEN ARBEITEN FÜR DIE TIERHALTUNG


Allgemeines


Maschinen und Geräte für die Tierhaltung verringern den Arbeitsaufwand und erleichtern die Arbeit. So können arbeitsspa-rende Einrichtungen den Zeitaufwand für die Wartung und Pflege des Viehs von täglich 40 bis 60 Mi­nuten je Großvieheinheit im schlecht eingerichteten Stall, auf 20 bis 30 Minuten im gut eingerichteten Stall abkür­zen.

Das Aufstallen im Stand mit verschließbarem Freßgitter begünstigt die saubere Haltung des Rindviehs.

Stallentlüftungsanlagen versorgen den Stall mit frischer trocke-ner Luft und schaffen ein gesünderes Stallklima durch Verminde-rung des Gehaltes der Stalluft an Kohlensäure, Ammoniak, Wa-sserdampf und durch Regelung der Lufttem­peratur. Die täglich ein- oder zweimal erforderliche Arbeit des Stallausmistens ist zeit-raubend, schwer und unange­nehm. Einige Arbeitsgänge können teilweise oder ganz mechanisiert werden. Eine Erleichterung der Mechanisie­rung wird durch die Verwendung von gehäckselter Einstreu geschaffen. Es stehen folgende Geräte und Verfahren zur Verfügung: die Handschubkarre, die Stallhängbahn, der Heckla-der, die Kotrinnenschaufel, der Kotbrettförderer, die Schwemm-entmistung usw.

1. Tränkanlagen und Weidepumpen

Der tägliche Wasserbedarf je Stück GVE (Großviehein­heit) beträgt 30 bis 50 l. Eine selbsttätige Tränkanlage im Stall und auf der Weide erspart viel Arbeit. Sie sollte nicht nur für Rindvieh und Pferde vorgesehen werden, sondern auch für Schweine und Geflügel. Ist im Hof bereits eine Wasserleitung vorhanden, dann erfordert die Tränkanlage keinen besonders hohen Kostenauf-wand.

Das Selbsttränkbecken wird an eine Druck­wasserleitung, die an der Vorderseite des Futtertroges ent­langläuft, angeschlossen. Das Wasser fließt selbsttätig nach, sobald das Tier die Druckplatte betätigt und diese eine Verschlußkappe anhebt. Um ein Überlaufen zu verhin­dern, ist eine dem Wasserdruck angepaßte Düse einzuset­zen. Für zwei Kühe genügt jeweils ein Tränkbecken. Neuere Beckenformen sind sowohl für Kühe als auch für Pferde, Schweine und Schafe geeignet. Die Tiere gewöhnen sich schnell an dieses Tränkverfahren.

Ist auf der Weide keine offene Wasserstelle vorhanden, dann muß mit Hilfe einer Pumpe oder aus angefahrenen Behältern ge-tränkt werden. Selbsttätige Weidepumpen, die vom Wind ange-trieben oder vom Tier betätigt werden, vermögen größere Vieh-herden mit Wasser zu versorgen. Pumpen mit Selbstbedienung arbeiten durch Druck mit dem Maul oder mit Körpergewicht. Je nach Bauart fördern sie 1 bis 10 l je Kolbenhub und übernehmen die Wasser­versorgung für etwa 30 Tiere.


2. Vorrichtungen zum Beschicken des Futtertroges

Das Ziel ist, die Fütterung als einen zeitraubenden Teil der Stallarbeiten zu mechanisieren oder sogar zu automa­tisieren. Alle geschaffenen Einrichtungen erfordern eine bestimmte räumliche Zuordnung der Futterkammer und der Futtervorratsbehälter zum Stall. Für den Kuhstall sind vier Systeme, der fahrbare Futter-tisch, der Bandförderer, der Schubstangenförderer und der pneumatische Futtervertei­ler bekannt geworden.

Der fahrbare Futtertisch ist ein Wagen von der Länge der Aufstellung. Er ersetzt den Futtertrog. Zur Beschickung wird er zunächst aus dem Stall zu den Futterbehältern ge­fahren und nach dem Füllen von Hand oder mit Hilfe eines Kraftantriebs zum Füttern wieder zurückgebracht. Beim Bandförderer erfolgt das Fü-llen des Troges durch ein end­loses Förderband, das von den Fu-tterbehältern bis zum Stallende reicht. Wird das Futter aus mehr als einem Be­hälter entnommen, dann sind für eine gleichmäßige Beschickung entsprechend mehr Bedienungspersonen erforder-lich. Eine individuelle Leistungsfütterung ist dabei nicht mög­lich. Das gleiche gilt auch für den Schubstangenförderer, der ähnlich wie die gleichnamige Stallentmistungsanlage arbeitet. Diese Bau-arten befinden sich bisher nur im Sta­dium des Versuches. Der pneumatische Futterverteiler för­dert das vorher gemischte Futter mit einem Gebläse durch eine Rohrleitung in den Futtertrog. Aus der Rohrleitung entleert sich das Futter automatisch fortlaufend über die Länge des darunter befindlichen Troges.

Futterautomaten für Trocken- und Kraftfutter haben sich nur für die Geflügel- und Schweinehaltung eingeführt. Sie bestehen aus einem rechteckigen oder runden Behälter. Das Futter gelangt in den Trog, sobald das Tier mit dem Maul beim rechteckigen Behälter eine Druckklappe betätigt, oder den runden Behälter um seine senkrechte Drehachse bewegt.


3. Melkmaschinen und –anlagen


Wir unterscheiden verschiedene Arten von Melkanlagen: für den Gebrauch im Stall – die festmontierte, die auf einem Wagen oder auf einer Schiene bewegliche Anlage und den eingebauten Melkstand; für den Hof oder die Weide – den fahrbaren Melk-stand, den Melkwagen und den Melkschup­pen. Alle Anlagen wei-sen die gleichen Hauptbestandteile auf: Melkzeug, Melkeimer, Pulsator, Schlauch und Rohrleitungen. Dazu kommt die Saugluft-pumpe meist mit einem Unterdruckkessel verbunden, oder der Anschluß an die Saugleitung eines vorhandenen Verbrennungsmo­tors.

Die motorisch betriebene Luftpumpe erzeugt den Melkunter-druck. Bei den Pumpen unterscheiden wir schnell lau­fende Rotations-, Ölring- und Wälzkolbenpumpen und lang­sam laufende Kolbenpumpen in verschiedener Ausführung. Anstelle einer Pumpe kann der Unterdruck auch durch An­schluß des Unterdruck-kessels an die Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors, bei-spielsweise vom Schlepper, er­zeugt werden. Diese Einrichtung kommt für Weidemelkan­lagen in Betracht.

Der Melkstand unterscheidet sich von der fest installier­ten Melkanlage dadurch, daß der Melkeimer nicht zum Tier getragen wird, sondern, daß das Tier zur Melkeinrich­tung geht, die in einem besonderen Teil des Stalles aufge­stellt ist. Der Stand ist betoniert und mit Gefälle versehen, so daß er laufend mit flie-ßendem Wasser gereinigt werden kann. Neuerdings wird der Stand erhöht angelegt, damit das Bedienungspersonal in beque-merer Haltung arbeiten kann. Die Milch fließt in gläserne Kontrollbehälter oder unmittelbar in einen größeren gekühlten Milchtank. Maschinelles Melken erfordert eine sorgfältige und sau­bere Arbeit.

Anschließend an das Melken ist die kuhwarme Milch in einem Raum außerhalb des Stalles zu filtern, zu entlüften und zu kühlen. Soll eine übermäßige Vermehrung der Bak­terienflora in der Milch vermieden werden, dann muß eine Kühlung auf +12° C, bei längeren Transportwegen auf +8° C erfolgen. Hierzu eignet sich am besten die Kühlung in der geschlossenen Kanne, da sie eine zusätzliche Infek­tion durch Berührung mit der Luft praktisch ausschließt. Ist genügend kühles Brunnen- oder Leitungswasser vorhanden, dann genügt es, die Kannen in ein fließendes Wasser­bad zu stellen. Für eine Berieselungskühlung haben sich Rohr-ringe mit einem Lochkranz bewährt, die über den obe­ren Teil der Kanne gestülpt werden. Eine bessere Wirkung haben Kannenküh-ler, die eine Vorrichtung zum Umrühren der Milch innerhalb der Kanne besitzen. Die Rührwelle er­hält ihren Antrieb von einem Schaufelrad, das ähnlich wie ein Wasserrad vom Wasser aus der Druckleitung betrieben wird. Nach der Kühlung bleiben die Kannen im Kühlbecken bis zum Abtransport stehen. Das Kühlen durch Abstellen im Kühlbecken dauert im allgemeinen 1,5 bis 2 Stunden. Bei der Kannenkühlung mit Rührwerk kann es auf 30 bis 45 Mi­nuten abgekürzt werden.


4. Melkmaschine


Die Melkmaschine arbeitet mittels Pulsatorsteuerung nach dem Zweitaktverfahren. Die Pulse bilden sich demzufolge wechselsei-tig in zwei Bechern aus und zwar kreuzweise, so daß jeweils die zwei diagonal gegenüberliegenden Preßtakt bzw. Saugtakt haben.

Die Vakuumpumpe arbeitet als Zylinderkolbenpumpe. Im ab-nehmbaren Zylinderkopf sitzen je ein als Plattenventil ausgebil-detes Saug- und Druckventil. Die Kurbelwelle läuft in Kugel-lagern. Die Ölung ist eine selbständige Schleuderölung, wobei das mit dem Auspuff mitgerissene Öl in einem an der Pumpe fest angebauten Ölabscheider niedergeschlagen wird. Ölstand und Öl-ablaßschraube sind seitlich am Gehäuse angebracht und gut zu-gänglich. Pumpe und Motor sind auf einer gemeinsamen Grund-platte montiert. Der Antrieb erfolgt mittels Keilriemen, die mit den vorhandenen Motorspannschienen leicht nachgespannt werden können. Zwecks Reinigung des Vakuum-Vorratsgefäßes ist bei Stillstand das angesammelte Kondensat an dem dafür bestimmten Ablaßhahn abzulassen. Vakuummeter (Zeigerinstru-ment) und Sicherheitsventil für das Vakuum lassen sich zusätzlich in die Vakuumleitung einbauen. Für die Entwässerung der Rohr-leitung sind Ablaßhähne vorgesehen.

Der Kolbenpulsator mit Gehäuse aus Leichtmetall arbeitet im Zweitaktsystem. Der Kolben hat abdichtende Ledermanschetten, Umsteuerung erfolgt über den Schieber unter Eingriff des Ha-mmers. Eine Schutzkappe verhindert gröbere Verunreinigungen an den Umschaltorganen. Der Pulsator wird indirekt an die Dünn-luftschlauchleitung angeschlossen, sein Gang ist über eine Re-gulierschraube in einem ziemlich weiten Verhältnis regelbar. Der Pulsator läßt sich ölen und in den wesentlichsten Teilen zerlegen, damit auch eine Reinigung erfolgen kann.

Der Deckel zum Melkeimer aus Aluminiumlegierung AI Mg 5 weist auf der unteren Seite eine polierte Fläche auf. Außer dem geraden Anschluß für den langen Milchschlauch befindet sich in der Deckelmitte der Gewindezapfen zur Befestigung des Pulsa-tors. Außerdem befindet sich am Eimerdeckel ein Kükenhahn mit eingefräster Nut am Küken als Mllchabsperrhahn.

Der Melkeimer aus Aluminiumlegierung AI Mg 5 weist die übliche Form auf und hat eine Öffnung von 170 mm. Der stabile Tragbügel ist an aufgenieteten Ösen befestigt. Dicht über dem Fußreifen ist ein Handgriff zum leichteren Entleeren angebracht.

Das Sammelstück (Kollektor) des Melkzeuges ist ein zylindri-sches Formstück, dessen Inneres ebenfalls zylindrisch und oben abgerundet ist. In diesem Milchsammelraum münden die kurzen Milchstutzen ein. An der Verschlußmutter befindet sich eine Öse zum Aufhängen des Melkzeuges an den Tragbügel.

Die Dünnluftzuführung erfolgt durch einen kleinen Rohran-schluß am unteren Ende des dreiteiligen Melkbechers. Der Melk-strumpf (Zitzengummi) wird durch Einklemmen des Milchschau-glases in Spannung gehalten. Zum Einziehen wird ein Montage-stock mitgeliefert. Das Milchschauglas, ein Preßformglas, ermög-licht die Kontrolle des Milchflusses. Am unteren verjüngten Teil wird der kurze Milchschlauch angesetzt.

Einfacher Aufbau, glatte Flächen und gerade Durchgänge erlauben vom technischen Standpunkt aus eine gute Reinigung der Maschine unter dem üblichen Zeitaufwand.


5. Elektroweidegeräte

Der bewegliche elektrische Weidezaun ersetzt nicht nur die feste Einzäunung, sondern erlaubt darüber hinaus die Anwendung einer anderen Weidetechnik mit besser geregel­ter Futterausnut-zung. Die Größe der Weidefläche wird dem Tierbesatz angepaßt. Die beim Stacheldraht unvermeid­lichen Schäden an der Tierhaut und am Euter fallen beim Elektro-Weidzaun weg.

Die Wirkung des Elektrozaunes beruht auf dem Schreck, den das Tier durch den elektrischen Schlag beim Berühren des von einem elektrischen Strom durchflossenen Drahtes erhält. Das geschieht, wenn das Tier durch die Berührung mit seinem Körper, der als Stromleiter wirkt, den vorher offenen Stromkreis schließt. Nach Wiederholung dieser Erfahrung schreckt das Tier davor zurück, den Draht noch einmal zu berühren. Der Elektrozaun kann leicht gehalten werden. In der Regel genügen zwei l bis 2 mm starke, verzinkte Eisendrähte bei einem Pfahlabstand von 10 bis 20 m mit 5 bis 10 cm starken Zaunpfählen aus Holz oder dünneren aus Stahl.

Die elektrische Einrichtung besteht aus der Stromquelle, dem Umspann- und Unterbrechergerät und der Zaunleitung mit den dazugehörigen Isolatoren. Als Stromquelle eignen sich die Trok-kenbatterie, der Akkumulator mit einer Span­nung von 4,5 bis 12 V oder ein an das Lichtnetz ange­schlossener Spannungsumformer. Kombinierte Geräte für Batterie- und Netzanschluß sichern den Gebrauch des Zaunes auch bei ausfallendem Netzstrom. Gute Trockenbat­terien reichen für eine Weideperiode von 5000 Be-triebsstun­den aus. Sie erfordern keine Wartung wie Akkumulato-ren, die in Abständen von 2 bis 4 Wochen aufgeladen und von Zeit zu Zeit mit destilliertem Wasser oder Säure nachge­füllt werden müssen. Bei vernachlässigter Pflege ist die Ersatzbescha-ffung für Akkumulatoren sehr teuer. Ist ein elektrisches Leitungs-netz in der Nähe, dann wird diesem wegen seiner Zuverlässigkeit der Vorzug gegeben, obwohl das Netzgerät in der Regel teurer ist.

Die elektrische Einrichtung zum Umspannen und Un­terbrechen des Stromes ist wettergeschützt in einem kasten­förmigen Behälter untergebracht. Der Umspanner erzeugt einen Strom, dessen Spannung höher ist, als die vom Strom unserer Hauslichtleitung, dessen Stromstärke jedoch so niedrig liegt, daß keine Gefahr für Mensch und Tier ent­steht. Nach den Vorschriften sind als Höchstwerte für die Spannung 500 V, für die Stromstärke 300 mA und für die Strommenge je Stromstoß 2,5 mAs zulässig. Um jede Ge­fahr beim Elektroweidegerät auszuschließen, wird die Span­nung laufend unterbrochen, so daß sie nichr dauernd wirkt und das betroffene Tier sich vom Zaun lösen kann. Das besorgt die Unter-brechereinrichtung, die in Abständen von etwa einer Sekunde ei-nen Stromstoß von 1/10 Sekunde Dau­er abgibt, so daß während der Zeit von 9/10 Sekunden keine Spannung im Draht auftritt. Als Unterbrecher dienen ver­schiedene Arten von Pendeln, die elektromagnetisch in schwingende Bewegung gesetzt werden.

Das Verlegen des Zaunes muß sorgfältig erfolgen, damit keine Stromverluste auftreten. Das erfordert zuverlässige Isolatoren. Am Weidetor darf beim Öffnen keine Unter­brechung der Leitung und damit der Zaunwirkung eintre­ten. Zum Aufstellen von 100 m lau-fendem Zaun benötigt eine Arbeitskraft 15 bis 30 Arbeitsminu-ten. Zwei Personen kommen mit weniger als der halben Arbeits-zeit aus, da vie­le unnötige Wege erspart werden. Der Elektrowei-dezaun spart im Vergleich zum sonstigen Zaun etwa 70 bis 90% der Kosten. Der Stromverbrauch ist sehr gering.


17.VERBRENNUNGSMOTOREN

Allgemeines

Die modernen Kraftwagen und Motorräder werden durch Ver-brennungsmotoren angetrieben. Zu den Verbrennungsmotoren rechnen wir alle Motoren, in denen durch Verbrennung eines Gemisches aus Luft und vernebeltem Benzin oder Gasöl Arbeit geleistet wird, wobei es gleich ist, ob es sich dabei um Viertakt oder Zweitaktmotoren, um Otto- oder Dieselmotoren handelt. Früher sprach man – und man hört es mitunter auch heute noch – von Explosionsmotoren, weil man das, was bei der Entzündung des Gemisches im Verbrennungsraum vor sich geht, für eine Explosion hält. In Wirklichkeit handelt es sich aber doch um eine, wenn auch sehr schnell vor sich gehende Verbrennung oder Entflammung des brennbaren Gemisches. Bei der schnellen Ver-brennung ergibt sich eine hohe Drucksteigerung, durch die der Kolben in Richtung zum unteren Totpunkt getrieben wird. Fach-technisch ausgedrückt heißt das: die im Kraftstoff enthaltene che-mische Energie wird bei der Verbrennung durch die Ausdehnung der Gase über Kolben, Pleuelstangen und Kurbelwelle (Kurbel-trieb) in mechanische Arbeit umgewandelt.


1. Viertakt-Ottomotoren


Bei fast allen Viertakt-Ottomotoren wird der Arbeitsrhythmus, der die vier Takte – Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Aus-stoßen – umschließt, durch Ventile gesteuert, und zwar entweder durch stehende, oder durch hängende, Motoren mit höherer Drehzahl und Leistung haben immer hängende Ventile, weil diese eine günstige, der Halbkugelform angenäherte Gestaltung des Ver-brennungsraumes gestatten. Auch arbeiten Motoren mit hängen-den oder, wie man auch sagt, kopfgesteuerten Ventilen in bezug auf den Kraftstoffverbrauch wirtschaftlicher.

Die gemischte Bauweise, ein stehendes und ein hängendes Ventil je Zylinder, ist heute nur noch selten anzutreffen. Auch der Motor mit stehenden Ventilen ist durch seine Nachteile – un-günstigere Form des Verbrennungs-Taumes, höherer Verbrauch, geringere Leistung – etwas ins Hintertreffen geraten.

In geringem Umfange wurden auch Motoren mit Schieber-steuerung gebaut, bei denen an Stelle von Ventilen zylindrige Schieber den Gaswechsel steuerten. Diese Bauart ist doch kost-spielig in der Herstellung und erschwert die Schmierung, weshalb sie heute nicht mehr gebräuchlich ist. Dagegen werden Flach- und Kegelschieber heute manchmal verwendet. Stehende Ventile wer-den über eine untenliegende Nockenwelle gesteuert, hängende Ventile entweder über eine untenliegende Nockenwelle (in den Zylinderkopf führende Stoßstangen und im Zylinderkopf angeord-nete Kipphebel) oder über eine obenliegende Nockenwelle. Der Antrieb im Zylinderkopf untergebrachter Nockenwelle erfolgt entweder über Zahnräder, seltener durch Kette, häufig über einen Kegeltrieb (Königswelle).

2. Zweitakt-Ottomotoren


Der Gedanke des Zweitaktmotors reicht auch schon weit zu-rück. Eine Konstruktion stammt von dem Franzosen Barnett aus dem Jahre 1838. Sie arbeitete mit einer Art Ladepumpe. Ihr Wir-kungsgrad war aber sehr gering, da die Verdichtung des brenn-baren Gemisches fehlte. Zur Steuerung wurden Ventile verwendet. Auch der Zweitaktmotor von Carl Benz war noch sehr kompli-ziert, Ende der siebziger Jahre wurde von dem Engländer Clerk erstmalig an Stelle des Auslaßventils ein Schlitz in der Zylinder-wand vorgesehen.

Eine wesentliche Verbesserung erfuhr der Zweitaktmotor dann durch den deutschen Söhnlein, der auf die bis dahin übliche Ladepumpe verzichtete und für Einlaß und Auslaß Schlitze in der Zylinderwand benutzte. Er schloß das Kurbelgehäuse druckdicht ab und entwickelte die Kurbelgehäusespülung.

Die Vereinfachung des Zweitaktmotors entsprang dem Bestre-ben, die Steuerungsteile wegfallen zu lassen. Der Zweitaktmotor hat ja an sich schon den großen Vorteil gegenüber dem Viertakt-motor, daß jeder Weg des Kolbens zum unteren Totpunkt ein Arbeitshub ist. Mit der Schaffung des sogenannten Dreikanal-Zweitaktmotors durch Söhnlein war eine weitestgehende Verein-fachung gelungen, denn es blieben nur noch drei bewegliche Teile übrig: Kolben, Pleuel und Kurbel.

Der Dreikanal-Zweitaktmotor arbeitet in folgender Weise: wenn sich der Kolben zum oberen Totpunkt bewegt, entsteht im druck-dichten Kurbelgehäuse ein Unterdrück. Die Kolbenunterkannte gibt dabei einen Schlitz frei, durch den das Kraftstoff-Luft-Ge-misch in den Kurbelraum gesaugt wird. Das vom vorhergehenden Takt über dem Kolben befindliche Gemisch wird verdichtet und kurz vor Erreichen des oberen Totpunktes durch den Funken an der Zündkerze entzündet. Die Drucksteigerung bei der schnellen Verbrennung treibt den Kolben wieder in Richtung zum unteren Totpunkt, wobei er den Einlaßschlitz zum Kurbelraum wieder verschließt und das dort befindliche Gemisch verdichtet. Kurz vor dem unteren Totpunkt gibt die obere Kolbenkante den in der Zylinderwand befindlichen Schlitz des Überströmkanals frei, durch den das vorverdichtete Gemisch aus dem Kurbelraum in den Verbrennungsraum strömt. Eine “Nase” auf dem Kolbenboden (daher die Bezeichnung Nasenkolben) lenkt den Gasstrom nach oben, damit er nicht durch den gleichfalls inzwischen von der Kolbenoberkante auf der gegenüberliegenden Seite freigegebenen Auslaßschlitz entweicht. So treibt der Frischgasstrom das ver-brannte Restgas vor sich her und durch den Auslaßschlitz hinaus. Darauf geht der Kolben wieder in Richtung zum oberen Totpunkt, verdichtet das Gemisch, und das Spiel beginnt von neuem in der gleichen Weise.

In der weiteren Entwicklung kam man von Nasenkolben ab und verwendete Flachkolben. Dabei ließ man das Kraftstof’f-Luft-Gemisch durch zwei oder mehr Kanäle überströmen und erreichte durch eine entsprechende Anordnung der Schlitze eine Aufrich-tung der Gasströme und dadurch eine günstige Spülung des Zy-linderraumes. So entstanden die Spülsysteme “Umkehr-, Drei-strom-, Steilstrom- und Kreuzstromspülung”.


3. Fahrzeug-Dieselmotoren


Der erste betriebsfähige Dieselmotor aus dem Jahre 1897 leistete nur 20 PS bei 172 U/min. Es war ein stationärer Motor, groß, wuchtig und in ein Fundament eingebaut. Dann aber erlebte der Fahrzeug-Dieselmotor eine stürmische Entwicklung. Heute werden die meisten Lastkraftwagen und Kraftomnibusse durch Dieselmotoren angetrieben, ja sogar in Personenkraftwagen hat der schnellaufende Dieselmotor in Leichtbauweise Eingang gefun-den.

Schließlich sind auch die kleinen sogenannten gemischverdich-tenden Motoren, wie sie zum Teil als Fahrradmotoren, und als Modellantriebsquellen benutzt werden, prinzipiell als Dieselmo-toren anzusehen, wenn sie auch mit einem angesaugten Spezialge-misch an Stelle von eingespritztem Dieselkraftstoff betrieben wer-den.


4. Viertakt-Dieselmotoren


Da der Dieselmotor, im Gegensatz zum Ottomotor, mit Selbst-zündung arbeitet, ist natürlich keine elektrische Zündanlage erforderlich. In die angesaugte und hochverdichtete reine Luft (30 bis 40 atü), die sich dabei auf etwa 500 bis 700° C erhitzt, wird durch eine Düse Gasöl fein zerstäubt eingespritzt, wenn sich der Kolben kurz vor dem oberen Totpunkt befindet. Es entzündet sich in der glühendheißen Luft und verbrennt unter einem Arbeitsdruck von 50 bis 60 atü, wobei es den Kolben zum unteren Totpunkt treibt. Der dann wieder zurückgehende Kolben stößt das ver-brannte Gemisch durch das geöffnete Auslaßventil hinaus und saugt wieder reine Luft an. Diese wird wieder verdichtet, worauf sich der Einspritzvorgang wiederholt. Die Ein- und Auslaßsteue-rung bei Viertakt-Dieselmotor erfolgt durch hängende Ventile, wie bei den Viertakt-Ottomotoren bereits beschrieben. Das charakteri-stische, für den Betrieb des Dieselmotors unentbehrliche Aggregat ist die Einspritzpumpe, die das feingefilterte Dieselöl unter hohem Druck durch Stahlleitungen zu den Düsen führt. Bei den Einspritzdüsen handelt es sich im Prinzip um Nadelventile, die sich bei entsprechendem Einspritzdruck gegen die Kraft einer Feder selbsttätig öffnen.

Der für den Betrieb von Dieselmotoren erforderliche Kraftstoff – meist das sogenannte Gasöl – ist billiger als Benzin und auch weniger feuergefährlich. Außer-dem wird der Kraftstoff im Dieselmotor besser ausgenutzt als das Benzin im Ottomotor, und der Verbrauch liegt dadurch niedriger.

Demgegenüber haben die Triebwerksteile des Dieselmotors, die infolge der hohen Verdichtung bei der Verbrennung entstehenden höheren Arbeitsdrücke auszuhalten und müssen deshalb entspre-chend stärker ausgebildet werden, woraus sich wiederum eine Gewichtserhöhung ergibt. Um eine bessere Vermischung zwi-schen dem eingespritzten, zerstäubten Dieselkraftstoff und der Luft sowie eine vollkommenere Verbrennung zu erreichen, ist man von der direkten Einspritzung in den Verbrennungsraum weitgehend abgekommen und spritzt den Kraftstoff in die bei den einzelnen Bausystemen verschiedenartig gestalteten Vorkammern ein, wobei sich als Vorteil auch noch ein geringerer Einspritzdruck ergibt. Neben der auch heute noch verwendeten direkten Einspritzung werden in der Hauptsache die folgenden Systeme in Abwandlungen benutzt: Vorkammer, Wirbel- und Wälzkammer, Luftspeicher.

Vor dem Anlassen der Dieselmotoren wird der Verbrennungs-raum beziehungsweise die Vorkammer eines jeden Zylinders mit Hilfe einer Glühkerze etwas angewärmt, die zugleich die Entzün-dung des eingespritzten Gasöls im kalten Motor erleichtert.


5. Zweitakt-Dieselmotoren


Es lag nahe, das Zweitaktprinzip auch beim Dieselmotor anzu-wenden, damit jeder Weg des Kolbens zum unteren Totpunkt ein Arbeitshub ist und nicht jeder zweite wie beim Viertaktmotor. Die Vorteile des Zweitakt-Dieselmotors liegen in einer einfacheren Bauweise, bedeutend geringerem Gewicht, gleichmäßigerem drehmoment und in einer höheren Literleistung. Wegen der bekannten Spülverluste beim Zweitaktverfahren liegt der Kraft-stoffverbrauch hier jedoch höher.

Es gibt Zweitaktmotoren verschiedener Bauart. Wie beim Zweitakt-Ottomotor kann auch beim Zweitakt-Dieselmotor zur Vorverdichtung der reinen Ansaugluft das Kurbelgehäuse benutzt werden, von wo sie dann in den Zylinder überströmt. Daneben baut man Zweitakt-Dieselmotoren mit gesteuertem Auslaßorgan in Form des üblichen, über Stoßstangen betätigten, hängenden Kegelventils. Schließlich gibt es die Gegenkolbenmotoren, bei denen je zwei Kolben in einem Zylinder gegeneinanderlaufen. Sie benötigten aber, wenn man lange Gestänge vermeiden will, zwei Kurbelwellen, die durch Zahnräder miteinander in Verbindung stehen. Bei einer Reihe von Zweitakt-Dieselmotoren wird die Spülluft durch Gebläse in die Zylinder gedrückt. Neuerdings hat sich immer mehr die Turboaufladung durchgesetzt, bei der die Abgase eine Turbine treiben, auf deren Achse ein weiteres Turbi-nenrad sitzt, das die Luft in die Zylinder drückt.

Eine Sonderstellung nimmt der ebenfalls im Zweitaktverfahren arbeitende Glühkopfmotor ein. Er wird mit Schweröl betrieben und arbeitet mit Kurbelkastenspülung, Oberströmkanal und Na-senkolben. Am kugelförmigen Verbrennungsraum, dem soge-nannten Glühkopf, befindet sich eine röhrchenförmige Aus-buchtung, die man Glührohr, glühende Nase oder Zündsack nennt. Da sie nicht gekühlt ist, wird sie im Betrieb rotwarm, und das brennbare Gemisch entzündet sich an ihr. Der Kraftstoff wird ebenfalls durch die Düse eingespritzt. Vor dem Anlassen muß der Glühkopf erwärmt werden; dies geschieht – wie von den Lanz-Bulldog-Traktoren bekannt ist – meist mit einer Lötlampe.

Die angesaugte Frischluft wird dabei nur auf etwa 15 atü verdichtet, weshalb man auch von einem Mitteldruckmotor spricht. Seine Drehzahl liegt bei nur 500 bis 600 U/min. Er wird meist als Einzylindermotor gebaut und für Zugmaschinen (Land-wirtschaft und Transport) verwendet. Das Verfahren ist neuer-dings insofern vereinfacht und verbessert worden, als man den Glühkopf mit dem Glührohr durch einen kleineren kegelförmigen Zylinderkopf ersetzt hat. Kolbenboden und –köpf werden nicht gekühlt, und der Kraftstoff wird direkt auf den heißen Kolben-boden gespritzt. Durch diese neue Bauweise konnten der Verbra-uch gesenkt, die Leistung erhöht, der Hubraurn verkleinert und die Laufruhe verbessert werden.

6. Auch Benzin kann eingespritzt werden

Als Verbesserung der Zweitakt-Ottomotoren findet neuerdings an Stelle des Vergasers auch die Benzineinspritzung Eingang, welche die Kraftstoffverluste beim Spülvorgang ausschaltet. Sie bringt als Vorteil eine 15-bis 20-prozentige Kraftstoffeinsparung mit sich, da nicht mehr mit dem Kraftstoff-Luft-Gemisch, sondern wie beim Dieselmotor mit reiner Luft gespült wird. Außerdem zeigt der Zweitakt-Ottomotor mit Benzineinspritzung ein besseres Beschleunigungsvermögen und hat als besonderes Merkmal einen gleichmäßigen Leerlauf wie der Viertaktmotor. Das Einspritz-aggregat ist zwar herstellungs- und wartungsmäßig teurer als der Vergaser, jedoch wiegen seine Vorteile den kostenmäßigen Nachteil auf.

Die Benzineinspritzung für Zweitaktmotoren wird sich ohne Zweifel immer mehr durchsetzen. Die Konstrukteure arbeiten eifrig an der zweckmäßigsten Gestaltung der Einspritzapparatur.


18. VERGASER

Allgemeines


Der Vergaser hat die Aufgabe, die vom Motor angesaugte Luft so rnit Kraftstoff zu durchsetzen, daß in jedem Betriebszustand ein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht.

Bei den mit flüssigen Kraftstoffen betriebenen Ottomotoren wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch den Vergaser aufbereitet. Das Wort “Vergaser” ist nicht ganz zutreffend, denn durch ihn wird der Kraftstoff nicht gasförmig, sondern fein zerstäubt als Kraftstoffnebel der Verbrennungsluft beigemischt.


Die Wirkungsweise ist folgende:

Die vom Motor angesaugte Luft strömt durch das Mischge-häuse. In diesem befindet sich der Lufttrichter, ein trichterförmi-ger Einsatz, an dessen engster Stelle eine große Strömungsge-schwindigkeit (ü=100 bis 200 m/s) entsteht; denn die Strömungs-geschwindigkeiten verhalten sich umgekehrt wie die Querschnitte. Hierdurch entsteht an der Mündung des Spritzrohres ein kräftiger Sog, so daß der Kraftstoff aus dem Rohr austritt und durch die Luft mitgerissen und zerstäubt wird. Damit jederzeit Kraftstoff aus dem Spritzrohr (der Düse) austreten kann, muß der Kraftstoff-spiegel im Schwimmergehäuse so hoch stehen, daß er im Ruhezu-stand knapp (2 bis 3 mm) unter der Düsenmündung steht. Hierfür ist eine Einrichtung erforderlich, die den Kraftstoffzufluß unter-bricht, sobald die geforderte Höhe erreicht ist. Diese Aufgabe erfüllt der Schwimmer, ein Hohlkörper, der mit dem steigenden Kraftstoffspiegel angehoben wird. Bei richtigem Kraftstoffstand schließt der Schwimmer das Zuflußventil. Fällt der Kraftstoffspie-gel, dann sinkt auch der Schwimmer, das Zuflußventil öffnet sich, und der Kraftstoff strömt aus der Leitung in das Schwimmerge-häuse. Hinter dem Lufttrichter ist eine Drosselklappe eingebaut und über das Vergasergestänge mit dem Fahrfußhebel verbunden. Sie dient zum Regeln der Motordrehzahl. Beim Öffnen der Dro-sselklappe wird ein großer Querschnitt der Saugleitung freige-geben, und es kann in der Zeiteinheit viel Kraftstoff-Luft-Gemisch einströmen, der Motor läuft schneller. Wird durch die Drossel-klappe der Querschnitt verringert, dann saugt der Motor weniger Kraftstoff-Luft-Gemisch an, er wird gedrosselt und läuft langsa-mer.


Leerlaufeinrichtung


Bei geschlossener Drosselklappe läuft der Motor mit niedri-gster Drehzahl (Leerlauf). Bei diesem Leerlauf bleibt nur ein klei-ner Spalt geöffnet, und im Lufttrichter entsteht kein ausreichender Sog, um aus der Düse genügend Kraftstoff mitzureißen und ein zündfähiges Gemisch zu bilden. Nur an dem kleinen Drosselkla-ppenspalt herrscht ein kräftiger Unterdruck. Deshalb mündet hier ein kleinerer Kanal, der mit dem Schwimmergehäuse in Verbin-dung steht. Infolge des starken Soges steigt der Kraftstoff in die-sem Kanal empor und mischt sich mit dem vorbeiströmenden Verbrennungsluft.

Das richtige Gemisch wird durch die Größe der Leerlaufdüse sowie durch Veränderung des Luftzutrittes mit der Luftregulier-schraube erreicht.


Korrektureinrichtung


Der Kraftstoffzufluß zum Spritzrohr wird durch die Hauptdüse geregelt. Eine größere Düse liefert ein fettes, eine kleinere – ein mageres Gemisch.

Die Düsengröße ist der Durchmesser der Düsenbohrung, der in 1/100 mm gemessen und auf die Düse aufgeschlagen wird. Die Düsen sind von 5/100 zu 5/100 mm abgestuft. Es gibt also z. B. Düsen 80, d. H. 80/100 == 0,8 mm, 85, 90 usw. Hierdurch besteht die Möglichkeit, das Gemisch durch Auswahl der geeigneten Hauptdüse und durch die Weite des Lufttrichters (Innendurch-messer) in gewissen Grenzen zu beeinflussen. Aber der Kraftstoff-durchlaß bei den bisher betrachteten Vergaserarten entspricht immer nur in einem Punkte, d. H. Bei einer bestimmten Motordreh-zahl, dem angestreuten Wert. Unterhalb dieser Drehzahl ist das Gemisch zu mager und oberhalb zu fett.

Der Kraftsroffdurchfluß muß daher durch besondere Korrektur-einrichtungen korrigiert werden, damit der angestrebte Wert an-nähernd erreicht wird. Die bekanntesten Korrektureinrichtungen Pallas, Solex sollen deshalb näher betrachtet werden. Sie sind die Grundlage zum Verständnis auch der kompliziertesten neueren Vergaserbauarten.

Wirkungsweise der Korrekfureinrichtung beim

Pallas-Vergaser

Der Düsenstock wird aus zwei ineinanderliegenden Röhren gebildet. Das äußere Rohr hat einen Zugang durch die Hauptdüse, in das innere ist oben eine Korrekturdüse eingesetzt. Durch den Unterdruck wird über die Hauptdüse Kraftstoff und über die Aus-gleichdüse Luft angesaugt. Durch Bohrungen im Boden des inneren Rohres gelangt diese in das äußere Rohr und vereinigt sich hier mit dem einströmenden Kraftstoff. Die hierbei zugesetzte Luft reicht mengenmäßig nicht aus, um die mit zunehmender Drehzahl wachsende Überfettung des Gemisches zu verhindern.

Der Ausgleich wird dadurch bewirkt, daß das innere Rohr wie eine Undichtigkeit den Unterdruck im äußeren Rohr verringert und dadurch die angesaugte Kraftstoffmenge merklich zurückgeht. Da die Kraftstofförderung etwa dem Quadrat des Unterdruckes entspricht, muß der Einfluß dieser künstlichen Undichtigkeit mit zunehmender Drehzahl größer werden.

Dieses Ausgleichsprinzip verlangt eine etwas größer bemesse-ne Hauptdüse, deren Liefermenge mit steigender Drehzahl durch die Korrekturdüse mehr und mehr verringert wird.


Wirkungsweise der Korrektureinrichtung beim

Solex-Vergaser


Die Hauptdüse des Solex-Vergasers hat neben der kalibrierten Zuflußbohrung mehrere in verschiedener Höhe liegende Quer-bohrungen, durch die der Kraftstoff in den Raum zwischen Haupt-düse und Düsenträger fließen kann. Im Ruhezustand und im Leer-lauf steht der Kraftstoff in beiden Räumen etwas über den obersten Querbohrungen.

Mit zunehmender Drehzahl sinkt der Kraflstoffspiegel, bis die ersten Bohrungen frei liegen. Trotz steigender Drehzahl bleibt der Kraftstoffaustritt aus der Düse anfangs unverändert. Die Bohrun-gen sind aber so klein bemessen, daß der Kraftstoffspiegel erneut fällt, bis durch die zweiten Bohrungen ebenfalls Nebenluft eintritt. Diese stufenweise Verminderung des Unterdruckes wiederholt sich bei den dritten Bohrungen noch einmal.