Titel: Neuere Messinstrumente für Gaskraftmaschinen.
Autor: Fr.
Fundstelle: Band 305, Jahrgang 1897, S. 57
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Neuere Messinstrumente für Gaskraftmaschinen. Mit Abbildungen. Neuere Messinstrumente für Gaskraftmaschinen. Um das Arbeiten einer Gaskraftmaschine auf einfache Weise zu ermitteln und namentlich über die Druckverhältnisse im Cylinder derselben ohne jene immerhin umständlichen Vorbereitungen, welche die Anwendung des Indicators verlangt, Aufschluss zu erhalten, hat die Firma Dreyer, Rosenkranz und Droop in Hannover den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Druckanzeiger in den Handel gebracht. Derselbe ermöglicht eine stete Betriebscontrole, lässt die Ursache auftretender Betriebsstörungen sofort erkennen und kann auch von Nichtfachleuten mit Vortheil benutzt werden. Textabbildung Bd. 305, S. 57 Druckanzeiger von Dreyer, Rosenkranz und Droop. Aehnlich wie beim Indicator wird auch hier der Druck im Arbeitscylinder von einem Kolben mit Federbelastung aufgenommen, dessen Bewegung durch einen Hebel auf die Schreibfläche übertragen wird. Die Bewegung der letzteren erfolgt jedoch nicht wie beim Indicator im Zusammenhang mit dem Motorkolben, sondern willkürlich von Hand. Es folgt hieraus, dass die mit dem Druckanzeiger erhaltenen Diagramme in ihrer Längenausdehnung nicht gleich sein können, sondern nur in ihren Höhenabmessungen constant bleiben und diese Aufschluss über den höchsten und niedrigsten Druck in jeder Phase der einzelnen Arbeitsperioden geben. Die Kenntniss dieser Drücke genügt vollkommen für die Betriebscontrole und Ermittelung von Störungsursachen. In Fig. 1 ist der Apparat in Verbindung mit dem Motor dargestellt. Das Ventilgehäuse a bleibt dauernd mit dem Motor verbunden, während der Apparat selbst nur für die Zeit der Untersuchung mittels Ueberfallmutter auf dem Gehäuse befestigt wird. Als geeignetster Befestigungsort für das Ventilgehäuse wird das Auslassventilgehäuse oder dessen Deckel bezeichnet. Vor Aufnahme der Diagramme wird der Schieber b mit der Schreibtafel c einmal hin und zurück geschoben, so dass der Schreibstift d eine Gerade – die atmosphärische Linie – schreibt; alsdann öffnet man das Ventil ganz, bis die Rückfläche des Ventilkegels nach aussen abdichtet, und kann nun mit dem Verschieben der Schreibtafel beginnen. Es empfiehlt sich, während des Verschiebens die Bildung des Diagrammes zu verfolgen und die Schreibtafel mit gleichmässig leichtem Druck nach dem Schreibstift hin zu bewegen. Für die Diagrammnahme während des Betriebes verwendet man die dem Verbrennungsdrucke entsprechende starke Feder; versagt der Motor schon beim Anlassen, so wird die dem Apparate gleichfalls mitgegebene schwache Feder, welche dem Compressionsdruck entspricht, eingesetzt und das Diagramm genommen, während der Motor von Hand gedreht wird. Fig. 3 und 4 stellen Normaldiagramme dar, welche bei erstmaliger Benutzung des Apparates zu nehmen sind; dieselben sind aufzuheben und dienen bei allen späteren Untersuchungen als Anhalt für die Beurtheilung des Zustandes des Motors. In Fig. 3 – dem mit schwacher Feder erhaltenen Diagramm – stellt g h die Phase des Ansaugens, h i die des Comprimirens, i k die des Expandirens und k l die des Ausblasens dar. Hierbei ist nur zu bemerken, dass die Linien g h und k l, um sie deutlicher hervorzuheben, in weiterem Abstande von der atmosphärischen Linie gezeichnet sind, als dies in Wirklichkeit bei den meisten Motorsystemen der Fall sein wird. In Fig. 4 – dem Normaldiagramm des in Betrieb befindlichen Motors, welches mit der starken Feder genommen ist – stellt h i die Phase der Compression, i k1 den Verbrennungsdruck und k1 k2 die Expansion der Verbrennungsgase dar; bei k2 öffnet sich das Ausblaseventil. Die Phasen des Ansaugens und Ausblasens sind auf diesem Diagramm nur als Verstärkungen der atmosphärischen Linie sichtbar, da die geringen Drucke von der starken Feder nicht angezeigt werden. Durch Vergleichung der von Zeit zu Zeit oder bei unregelmässigem Arbeiten des Motors abgenommenen Diagramme mit den Normaldiagrammen lassen sich die Ursachen etwaiger Betriebsstörungen leicht feststellen. Textabbildung Bd. 305, S. 57 Fig. 3.Normaldiagramm des von Hand gedrehten Motors mit Benutzung der schwachen Feder. P Compression; V Vacuum b. Ansaugen; S Gegendruck b. Auspuffen. Textabbildung Bd. 305, S. 57 Fig. 4.Normaldiagramm des im Betrieb befindlichen Motors mit Benutzung der starken Feder. P Compression; F Verbrennungsdruck; Z Enddruck. Zum Zwecke der genauen Ermittelung der Anzahl von Explosionen, welche im Arbeitscylinder einer Gaskraftmaschine erfolgen, verwendeten J. L. Christy und S. A. Hasbrouck bei bezüglichen Untersuchungen im Stevens Institute of Technology zu Hoboken bei New York einen Apparat, dessen Construction die Revue industrielle vom 5. Juni 1897 S. 226 entnommene Abbildung (Fig. 5) veranschaulicht. Der Kolben eines einfachen Watt'schen Indicators von 1,6 qc Fläche dient sammt der dahinter liegenden Feder zur Aufnahme der bei Explosion des Gasgemisches eintretenden Stösse und überträgt dieselben mittels seiner Stange auf einen Winkelhebel, an dessen anderen Schenkel eine mit einem Zählwerke in Verbindung gebrachte Stange angreift. Die Firma H. Maihak in Hamburg fertigt zum Indiciren von Gas- und Erdölmotoren einen, dem 1891 279 * 31 beschriebenen, zum Indiciren von Dampfmaschinen dienenden gewöhnlichen Crosby-Indicator ähnlichen Apparat an, dessen Construction Fig. 6 und 7 erkennen lassen. Textabbildung Bd. 305, S. 58 Fig. 5.Apparat zur genauen Ermittelung der Anzahl von Explosionen. Mit Rücksicht auf die bei Gasmotoren auftretenden plötzlichen starken Verbrennungsdrucke erhält der Crosby-Indicator für diese Art Motoren einen Kolben S1, dessen Fläche nur die Hälfte derjenigen des gewöhnlichen Kolbens beträgt. Da es aus verschiedenen Gründen wünschenswerth erscheint, dass trotzdem auch hier die für den Dampfmaschinenindicator gebräuchlichen Kolbenfedern Verwendung finden, wurde der Kolben in der Fig. 6 ersichtlichen Weise ausgebildet. Bezüglich der Auswahl der Federn ist zu beachten, dass dieselben (wegen der halben Kolbenfläche) bei gleicher Belastung nur halb so stark zusammengedrückt werden, wie bei normalem Kolben. Zur Erzielung der gewünschten senkrechten Schreibstiftbewegung ist es deshalb erforderlich, halb so starke Federn als gewöhnlich zu verwenden. Textabbildung Bd. 305, S. 58 Apparat zum Indiciren von Gas- und Erdölmotoren von Maihak. Der Schreibhebel 161 erhält ferner zur Erhöhung seiner Widerstandsfähigkeit einen winkelförmigen Querschnitt, wodurch sein Gewicht nur unwesentlich erhöht wird. Der Deckel 2 des Indicatorcylinders führt gleichzeitig die Kolbenstange und hält die den oberen Theil von A umschliessende Hülse 3 in ihrer Lage. An letzterer befindet sich ein Arm mit Festpunkt für den Gegenlenker 15 der Geradführung, deren Schwinghebel 13 in fester Verbindung mit 3 gelagert ist. Der genannte Arm trägt ausserdem einen kleinen Handgriff 22, mittels dessen die Hülse 3 und mit dieser das gesammte Schreibzeug um die Achse des Indicatorcylinders gedreht werden kann. Zur Rückdrehung der Papiertrommel dient eine Schraubenfeder. Der Indicator kann auch in solcher Ausführung geliefert werden, dass er ausser für Gasmotoren auch für Dampfmaschinen benutzt werden kann. Der obere Cylinder ist dann so weit verlängert, dass ein normaler Kolben in demselben arbeiten kann, welcher nebst Stange gegen den kleineren Kolben mit Stange auszuwechseln ist. Für hohen (Wasser-)Druck bis 150 at und mehr erhalten die normalen Crosby-Indicatoren eine Einrichtung, vermöge deren die Fläche des Indicatorkolbens auf den zehnten Theil reducirt wird. Fr.