Bauhaus-Universität Weimar

Titel:
Schiffbauhölzer bis zyprische Erde
Person:
Lueger, Otto Frey, Ernst
Persistente ID:
urn:nbn:de:gbv:wim2-g-3207626
PURL:
https://digitalesammlungen.uni-weimar.de/viewer/resolver?urn=urn:nbn:de:gbv:wim2-g-3215428
Verbrennungskraftmafdzinen 
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Verbrennungskraftmafchinen. In Verbrennungskraftmafchinen wird die im 
Brennitoff chemifch latent enthaltene Wärme durch Verbrennung innerhalb der 
Mafchine dem Arbeitsmedium (Luft und Verbrennungsgafe) zugeführt. Infolge 
der Wärmezufuhr fteigt bei den gebräuchlichen thermodynamifchen Arbeits- 
verfahren die Temperatur des Mediums. Die dadurch bedingte Druck- oder Raum- 
Vergrößerung ermöglicht Wärmekraftwirkung. Bei Verbrennungsturbinen (f. Gas- 
turbinen) äußert üch die Wärmekraftwirkung in der Befchleunigung der Maffe 
des Arbeitsmediums beim Durchttrömen durch die Düfen, bei den Verbrennungs- 
Kolbenkraftmafchinen durch das Verfchieben des Kolbens unter Ueberwindung 
des entgegengerichteten Nutzwiderltandes und der Reibungswiderftände in der 
Mafchine. Die Höhe der wirkfamen Kolbendrücke und deren Verlauf ergeben 
fich aus der je Arbeitsfpiel zugeführten Wärmemenge und aus dem thermo- 
dynamifchen Arbeitsverfahren. 
Thermodynamik der Verbrennungskraftmafchinen. Für das thermodynamifche Arbeits- 
verfahren ift es ohne Belang, 0b die Wärme in einer beftimmten Phafe des Arbeitsfpieles von 
außen (Heißluftmotoren, f. Bd. 4, S. 9) oder von innen durch Verbrennung des Brennttoffes im 
Arbeitsmedium zugeführt wird und wie das Arbeitsmedium (Brennltoff und Luft) in den Arbeits- 
zylinder eingebracht wird. Es beiteht daher kein Unterfchied in der Thermodynamik des Vier- 
taktverfahrens und des Zweitaktverfahrens (f. unten). Maßgebend für den thermodynamifchen 
Arbeitsprozeß ift der Zufland des Mediums bezüglich Temperatur, Druck und Volumen bei Be- 
ginn der Wärmezufuhr und deren Verlauf. Das thermodynamifche Arbeitsverfahren ift um fo 
vollkommener, bei je höherer Temperatur die Wärme zugeführt und bei je niedrigerer fie ab- 
geführt wird, damit jedes Wärmeelement in einem möglichft großen Temperaturgefälle zur me- 
chanifchen Arbeitsleiftung ausgenützt wird (ifothermifche Wärmezufuhr bei der Höchfttemperatur 
[T3] und ifothermifche Wärmeabgabe bei der niedrigiten Temperatur [T4] des Arbeitsfpieles). 
Die Höchfttemperatur wird durch adiabatifche Kompreffion des Mediums vor der Wärmezufuhr 
(Verbrennung) und die niedrigite Temperatur nach beendigter Wärmezufuhr durch adiabatifche 
Expaniion auf die niedrigite Temperatur des Arbeitsfpieles erreicht. 
Diefes Arbeitsverfahren ift der Carnot-Prozeß, deffen thermifcher Wirkungsgrad w, 
(Aequivalent der mechanifchen Arbeit: zugeführte Wärme) :  Für T; I 2100" abs. 
Z 
(t; : 1827" C) und Ta : 300" abs. (ta : 27" C) wird rgm : 0,85. Dies ilt innerhalb der ge- 
gebenen Temperaturgrenzen der Höchftwert der Umwandlung von Wärmeenergie in mechanifche 
Arbeit in einer Wärmekraftmafchine. Die praktifche Anwendung des Carnot-Prozeffes 
am fcheitert an dem ungeheuer hohen Kompreflions- und Verbrennungsdruck, fowie an 
5000 den unausführbaren Zylinderabmeffungen. ln Fig.l ift das Druckvolumen-Diagramm 
des Carnot-Prozeffes für T; : 2100 abs., 7a : 300 abs. und Q, (zugeführte Wärme- 
C menge:300 caltl kg Arbeitsmedium) dargettellt. Der mittlere auf das Hubvolumen 
4000 bezogene Kolbendruck des ldealprozeffes beträgt nur 1,72 at und würde nicht genügen, 
die Reibungsverlutte zu decken. Setzt man die Drücke auf ein erträgliches Maß und 
den Zylinderraum auf v4 herab, fo wird dadurch der thermifche Wirkungsgrad erheblich 
verfchlechtert und die Wärmemenge, die man dann ifothermifch einführen kann, fo 
3000 gering, daB der mittlere Kolbendruck noch immer nicht ausreicht, die Reibungswider- 
ftände zu überwinden. (Dies verfuchte, ehe der heutige Diefelmotor entttanden war, 
Q D iefel in feinem „Rationeller Wärmemotor" mit Kohlenttaub bzw. Rohöl als Brennftoff.) 
200„ Es folgt daraus, daß ein thermodynamifcher Arbeitsprozeß nur dann praktifch anwend- 
bar itt, wenn er nebtt guter thermifcher Ausbeute hohe mittlere Arbeitsdrücke ergibt. 
I Die häufig auf verfchiedenen Wegen wiederholten Verfuche, den Nutzeffekt des thermo- 
dynamifchen Arbeitsverfahrens auf Koften der mittleren Arbeitsdrücke zu heben (ver- 
m0" längerte Expanfion u.  waren erfolglos und unfruchtbar.  Das thermodynamifche 
z Arbeitsverfahren in allen heutigen Verbrennungs-Kolbenkraftmafchinen ift mit größerer 
oder geringerer Annähe- 
o rung derOtto-Prozeß. 
E; u   Die Kennzeichen des 
    
ganzhubige Kompreffion 
Fig. 1. Carnot-Prozeß. vor der Wärmezufuhr, 
a-c adiabatifche Kompreffion (Ta:300" Flächea- c-z- eArbeit des ldeal- die Wärmezufuhf im 
abs., Tc  21000 abs.). prozeffes.   
c -z ifothermifche Expanfion (Wärmezu- l innere" Tßtpllflkl, die 
fuhr) Qr: 309 Cälll kg Arbeitsmedium. ÄEIKL-Qi.)  110000 kgmll kg: ganzhubige Expanüon 
 Äflaßagögcfäblixfßnrlo" (Tz: 2100" Uthzä-LQISIQQ :0,857. nach der Wärmezufuhr 
e  a ifoihermifche Kompreffion (Wärme- 11., :0.82'ma Volumen von lkg Ar- Pmd dle Warmeabgabe "n 
abgabe). beitsmedium bezogen auf atm. Zu- äußere? TotPunkt- 
Q, :4a calfl kg Arbeitsmedium: ftand (pa  1 ata, Ta z 3000 ans.) In Fig.2 ift das Druck- 
l-iubvolumen  ve- 111:: 6,42O- 0,001 : 6,419 mßll kg  rd. 8x 11a volumen- und (138 Tempe- 
pm, mittlerer Kolbendruck (bezogen auf Hubvolumen), : 1,72 kgjcm". raturvolumen  Diagramm 
des Otto-Prozeffes für 
zwei verfchiedene Verdichtungen und Q,:300 caljl kg Arbeitsmedium dargeitellt. Das 
Arbeitsmittel nimmt zwifchen c-z die Wärme Q, plötzlich bei konftant gedachten Volumen
        

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