Der Ladungswechsel Der Verbrennungskraftmaschine: Zweiter Teil Der Zweitakt

ISBN-13: 9783211801772 / Niemiecki / Miękka / 1950 / 370 str.

Hans List

Opis

Der Ladungswechsel des Zweitaktes nimmt den Arbeitsvorgangen Zeit und Rubraum weg und beansprucht einen Teil der erzeugten mechanischen Arbeit. Er wirkt sich daher sowohl im gunstigen wie auch im ungunstigen Sinn auf Leistung und Verbrauch der Maschine aus. Die Zahl der Variationsmaglichkeiten der aufeinander abzustimmenden GraBen ist wesentlich graBer als beim Viertakt, die Auswirkung von Mangeln in der Steuerul gsauslegung im allgemeinen merkbarer als bei diesem. Es ist aus diesen Grunden beim Zweitakt schwieriger als beim Viertakt, zu einer Steuerung zu gelangen, die optimale Betriebseigenschaften der Maschine gibt. In den meisten Fallen lohnt es sich daher, bei der Ermittlung von Zweitaktsteuerungen Ver fahren anzuwenden, die zwar Rechnungsaufwand und systematische Versuche erfordern, aber daftir zwangslaufig in die Nahe der giinstigsten Auslegung fiihren. Die Ermittlung der Steuerung ist dadurch der Sphare langwierigen und daher kostspieligen Probierens entruckt und nur die letzte Abstimmung dem Versuch vorbehalten. Bei der Entwicklung der im vorliegenden Band dargestellten Verfahren zur Ermittlung von Zweitaktsteuerungen wurde auf den im 1. Teil enthaltenen Grundlagen aufgebaut, und diese nur hinsichtlich der Erfassung der spezifischen Vorgange des Zweitaktes erganzt. Es konnte gezeigt werden, daB Zweitaktsteuerungen mit guter An llaherung ohne Versuch ausgelegt werden kannen, wenn die DurchfluBzahlen der Steuerungsquerschnitte, die Sptilkurve, die Abhangigkeit des Innenverbrauches von der LuftiiberschuBzahl der Verbrennung und der Reibungsdruck der Maschine vorliegen. Diese GraBen bzw. Zusammenhange lassen sich durch systematische Versuche bestimmen oder auf Grund vorliegender Erfahrungswerte fur den Einzelfall schatzen.

Spis treści

A. Zusammenhänge zwischen Steuerungsausführung und Erfolg des Ladungswechsels.- I. Einleitung.- II. Großer Spül- und großer Auspuffbehälter unmittelbar vor und nach dem Zylinder.- 1. Motoren mit innerer Gemischbildung und symmetrischen Steuerzeiten.- a) Der Vorauspuff.- b) Die Spülung.- ?) Die Ermittlung der Spülluftmenge.- ?, 1. Näherungsverfahren zur Ermittlung der Spülluftmenge.- ?, 1, 1. Rechnerische Beziehungen.- ?, 1, 2. Die Durchflußzahl.- ?, 2. Ermittlung des Luftaufwandes und des Druckverlaufes während der Spülung durch schrittweise Berechnung.- ?, 3. Richtlinien für die Formgebung der Einlaßschlitze.- ?) Spülsystem und Spülgrad.- ?, 1 Allgemeines.- ?, 2. Spülgradbestimmung am Modell.- ?, 2, 1. Untersuchungen des Verfassers.- ?, 2, 1, 1. Der Einfluß der Schlitzanordnung, des Hubverhältnisses und des Spüldruckes auf die Spülkurve.- ?, 2, 1, 2. Der Einfluß der unteren und oberen Begrenzung des Zylinderraumes und der Schlitzlänge auf die Spülkurve.- ?, 2, 1, 3. Der Einfluß des Öffnungsgesetzes auf die Spülkurve.- ?, 2, 1, 4. Der Einfluß der absoluten Abmessungen des Zylindermodells.- ?, 2, 1, 5. Zusammenfassung.- ?, 2, 2. Untersuchungen von Wintterlin.- ?, 2, 3. Untersuchungen von Sulzer.- ?, 2, 4. Versucheinrichtung nach Pischinger.- ?, 3. Die Bestimmung des Spülgrades am Motor.- ?, 4. Der Strömungsverlauf während der Spülung und sein Einfluß auf den Spülerfolg.- ?, 5. Allgemeine Folgerungen aus den Strömungsuntersuchungen für die Entwicklung von Spülanordnungen.- ?) Die Bestimmung der Temperatur im Zylinder am Ende der Spülung.- ?, 1. Temperaturberechnung für Grenzfall 1.- ?, 2. Temperaturberechnung für Grenzfall 2.- ?, 3. Beziehungen zwischen Temperatur und Drücken während der Spülung.- ?) Die Ermittlung des Spülgrades mittels der Spülkurve.- c) Das Nachausströmen.- d) Gesamtladung und Liefergrad.- e) Die Bestimmung des Temperaturverlaufes während des Ladungswechsels und der Gesamtladung durch den Versuch.- f) Zusammenhang zwischen Erfolg des Ladungswechsels, Nutzwirkungsgrad und Nutzdruck.- ?) Ermittlung der Innenleistung bei gegebenen Steuerdaten des Motors.- ?) Die Spülpumpenarbeit.- ?) Die Reibungsarbeit.- ?) Der Nutzdruck pe und der Nutzwirkungsgrad ?e.- g) Richtlinien für die günstigste Auslegung von einfachen Schlitzsteuerungen.- ?) Ermittlung der Steuerung für größten Nutzdruck.- ?) Ermittlung der Steuerung für größten Nutzdruck bei gegebenem Luftaufwand.- ?) Ermittlung der Steuerungsdaten für günstigsten Verbrauch.- ?) Überblick über den Zusammenhang zwischen Nutzdruck, Verbrauch und den Bestimmungsgrößen der Steuerung.- h) Beispiel für die Berechnung der Steuerungsabmessungen eines Zweitaktmotors mit symmetrischen Steuerzeiten.- 2. Motoren mit innerer Mischung und unsymmetrischen Steuerzeiten.- a) Allgemeines.- b) Die rechnerische Behandlung des Spül- und Ladevorganges bei Steuerungen mit unsymmetrischen Steuerzeiten.- ?) Schrittweise Berechnung des Druckverlaufes und des Spülerfolges.- ?, 1. Ermittlung der Spülgrade und der Temperaturen bei Temperaturausgleich zwischen Spülluft und Zylinderinhalt nach dem Ladungswechsel (Grenzfall 2).- ?, 2. Ermittlung des Spülgrades und der Ladungstemperatur bei sofortigem Temperaturausgleich zwischen Spülluft und Zylinderinhalt.- ?) Vereinfachtes Verfahren zur Ermittlung des Spülerfolges.- ?) Richtlinien für die günstigste Auslegung von Steuerungen mit unsymmetrischen Steuerzeiten.- c) Untersuchungen an Auflademotoren.- d) Beispiele für die Berechnung der Steuerungsabmessungen von Motoren mit unsymmetrischen Steuerzeiten.- 3. Innere Gemischbildung und Aufladung durch Auspuffdrosselung.- 4. Motoren mit Gemischbildung vor und während des Ladungswechsels.- a) Motoren mit Gemischbildung vor dem Ladungswechsel.- b) Motoren mit Gemischbildung während des Ladungswechsels.- ?) Die rechnerische Untersuchung der Vorgänge bei geschichteter Spülung.- ?) Der Innenwirkungsgrad bei geschichteter Spülung.- c) Ladungswechsel und Regelung.- 5. Die Bestimmung der Wertungsgrößen des Ladungswechsels durch den Versuch.- a) Allgemeines.- b) Meßgrößen und Meßverfahren.- ?) Der Luft- oder Ladungsaufwand. Die Durchflußzahlen.- ?) Der Spülgrad A3.- ?) Der Liefergrad.- ?) Der Ladegrad.- ?) Luftüberschußzahlen ? und ?0.- ?) Der Ladungszustand zu Beginn der Verdichtung.- ?) Zusammenfassung.- 6. Der Zweitaktmotor bei geänderten Betriebsbedingungen.- a) Drehmomentkennlinien von Zweitaktmotoren.- b) Die Abhängigkeit von Leistung und Verbrauch des Zweitaktmotors vom Außenzustand.- ?) Kleine Abweichungen des Außenzustandes vom Normalzustand.- ?, 1. Veränderungen des Außendruckes.- ?, 2. Veränderungen der Temperatur.- ?) Größere Abweichungen des Außenzustandes vom Normalzustand. Der Höhenmotor.- ?, 1. Steuerung mit symmetrischen Steuerzeiten und Auspuffdrosselung.- ?, 2. Steuerungen mit unsymmetrischen Steuerzeiten.- ?, 3. Steuerung mit unsymmetrischen Steuerzeiten mit getrennter Spül- und Ladeluft.- III. Spül- und Auspuffsysteme mit kleinen Behältern.- 1. Motoren mit Kurbelkastenspülung.- a) Die Berechnung des Luft- oder Ladungsaufwandes nach einem Näherungsverfahren.- ?) Kurbelkastenpumpe mit Saugklappen.- ?) Kurbelkastenspülpumpe mit vom Kolben gesteuerter Saugöffnung.- b) Erfahrungswerte für die Schlitzabmessungen.- c) Liefergrad, Nutzdruck und Wirkungsgrad von Motoren mit Kurbelkastenspülung.- d) Berechnung der Kenngrößen des Ladungswechsels, der Leistung und des Verbrauches von Kraftradmotoren.- ?) Schrittweise Berechnung des Ladungsaufwandes.- ?) Berechnung des Ladungsaufwandes nach dem Näherungsverfahren.- e) Abhängigkeit des Ladungsaufwandes von der Drehzahl.- f) Besprechung einzelner Einflüsse auf die Kenngrößen des Ladungswechsels, Leistung und Verbrauch.- ?) Allgemeines.- ?) Verbesserung des Spülsystems.- ?) Kühlung des Kurbelkastens.- ?) Verkleinerung des schädlichen Raumes des Kurbelkastens.- ?) Übergang von kolbengesteuerten Saugschlitzen auf selbsttätige Saugklappen oder gesondert gesteuerte Auslaßorgane. Übergang zum unsymmetrischen Steuerdiagramm am Zylinder.- ?)Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder.- ?) Maßnahmen zur Vergrößerung des Ladungsaufwandes.- ?) Vergaser und Ladungswechsel.- ?) Zusammenfassung. Rechnung und Versuch bei der Entwicklung kleiner Zweitaktmotoren mit Kurbelkastenspiilung.- g) Kennlinien von Vergasermotoren mit Kurbelkastenspülung.- 2. Motoren mit Hubtakt fördernden Kolbenspülpumpen.- a) Die Ermittlung des Luft-bzw. Ladungsaufwandes.- 3. Motoren mit verhältnismäßig kleinen Spülbehältern.- 4 Allgemeines über den Einfluß des Druckverlaufes im Auspuffsystem auf den Erfolg des Ladungswechsels.- 5. Motoren mit verhältnismäßig kleinen Auspufftöpfen ohne Auspuffleitung.- IV. Spül- und auslaßseitiges Leitungssystem mit eingeschalteten Rohren.- 1 Allgemeines.- 2. Kurbelkastenspülpumpe mit Saugrohr.- a) Einlaßsteuerung durch Saugklappen.- b) Vom Kolben gesteuerte Saugöffnung.- 3. Spül- und auslaßseitige Leitungssysteme mit Rohren.- a) Allgemeines.- ?) Überlagerungsverfahren ohne Berücksichtigung der Dämpfung am Zylinder.- ?) Überlagerungsverfahren mit Berücksichtigung der Dämpfung am Zylinder.- ?) Verfahren von Pischinger.- b) Berechnungsgang für die gebräuchlichsten spül- und auspuffseitigen Leitungssysteme.- ?) Einzylindermotoren.- ?, 1. Vollspülung.- ?, 1, 1. Verfahren mit Vernachlässigung der Dämpfung am Zylinder an der Auslaßseite.- ?, 1, 2. Verfahren mit Berücksichtigung der Dämpfung an der Auslaßseite des Zylinders.- ?, 1, 3. Verfahren von Pischinger.- ?, 2. Kurbelkastenspülung, Hubtaktspülpumpe.- ?, 3. Beispiele.- ?, 4. Richtlinien für die erste Auslegung der spül- und auspuffseitigen Leitungssysteme.- ?) Mehrzylindermotoren.- ?, 1 Allgemeines.- ?, 2. Einzelspülpumpen nach dem Verdrängerprinzip, Einzelspülbehälter, gemeinsame Auspuffleitung.- ?, 3. Gemeinsame Spülpumpe für alle Zylinder, gemeinsamer Spülbehälter, gemeinsame Auspuffleitung.- ?, 4. Gemeinsame Spülpumpe für alle Zylinder, gemeinsame Auspuffleitung.- ?, 5. Mehrzylindermaschine mit getrennter Spül- und Aufladeleitung.- ?, 6. Beispiel.- ?, 7. Richtlinien für die erste Auslegung des spül- und auspuffseitigen Leitungssystems.- B. Untersuchungen am Ladungswechsel von ausgeführten Motoren.- I. Großmotoren.- 1. Untersuchung der Spülung eines doppeltwirkenden Zweitaktmotors, Bauart V 2 × 3 Z 42/58 der Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg A. G..- 2. Doppeltwirkender Zweitakt-Dieselmotor, Bauart 55 WF-120/40 der Aktieselskabet Burmeister & Wain.- 3. Untersuchungen an Großmotoren der Gebr. Sulzer A. G., Winterthur.- 4. Untersuchungen an Großdieselmotoren der Friedr. Krupp Germaniawerft A. G.- 5. Zweitakt-Dieselmotor, Bauart 75 VTF-150/50 der Aktieselskabet Burmeister & Wain mit Steuerung des Auslasses durch einen zweiten Kolben.- 6. Zweitakt-Dieselmotor, Bauart 62 VF 115 der Aktieselskabet Burmeister & Wain, mit Auslaßventil.- II. Motoren mittlerer Leistung.- 1. Untersuchungen an Motoren der Klöckner-Humboldt-Deutz A. G.- 2. Untersuchungen an einem Motor der Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg A. G.- 3. Polardieselmotoren der Aktiebolaget Atlas-Diesel, Stockholm.- 4. Motor 31 A 6 1/4 M von Fairbanks, Morse & Co..- III. Motoren kleiner Leistung.- 1. Untersuchungen an Motoren der Motorenfabrik Darmstadt A. G..- IV. Dieselmotoren mit Kurbelkastenspülung.- 1. Untersuchungen an Motoren mit Stufenkolben der Am. Jung. G. m. b. II.- 2. Untersuchung eines Dieselmotors mit Kurbelkastenspülung der Motorenfabrik Hatz.- V. Ottomotoren mit Kurbelkastenspülung.- 1. Untersuchungen an einem Kraftradmotor D KW NZ 350.- 2. Versuche an einem Generatorgasmotor mit Kurbelkastenspülung der Heinrich Lanz A. G..- Schrifttum.- Übersicht der öfter verwendeten Formelzeichen.