De nye retningslinjer inden automobil og flyvemotorteknikken

Indtil krigens begyndelse og lang tid under krigen var motorteknikken ikke bygget op paa et videnskapelig grundlag. Spørsmaal som: cylinderantall, kort eller langt slag, ventiler paa en eller begge sider osv. var for den storste del av fabrikanter og konstruktorer motespørsmaal, som blev tilpasset det kjépende publikums luner. Man prøvet sig frem og tilbake og ændret hvert aar konstruksjonene ofte uten tek- nisk grund. Under krigen stillet imidlertid motorteknikken og særlig flyvemotorteknik- ken saa store krav til konstruktorene at disse blev tvunget til at beskjaftige sig sig med den videnskapelige utvikling av motorteknikken, og denne utvikles nu videre paa grundlag av de erfaringer som da blev vundet. Motorer med langt slag, smaa kom- presjonsrum ved anvendelse av ovenliggengende ventiler, anvendelse av godt ledende materialer, aluminiumsstempler, aluminiums- sylindre med indsatte eller indstopte forin- ger o.s.v. viser at der nu har fundet en nyorientering sted paa dette omraade.

Maalet er at frembringe størst motor- ydelse pr. liter slagvolum under samtidig forbedring av den konomiske brandstofutnyttelse. Dette forutsatter fuldkommen forbranding, hoit tryk- og temperaturfald og minst mulig varmetap. Bensin antændes ved ca 460° C og bensol ved 520° C, og kompresjonstemperaturen maa derfor holdes lavere, da man av hensyn til driftssikkerheten maa undgaa ukontrollert selv- tanding. For de i motorer almindelig an- vendte brandstoffer vil selvtanding ikke finde sted uten forst at passere en fase av detonasjon. Detonasjonsfænomenet kan forklares paa folgende maate: Naar en blanding av kulvandstofgas og luft (surstof) komprimeres til et høit tryk og til en temperatur som narmer sig blandingens selvantændelsestemperatur, og blandingen antendes fra et bestemt punkt, vil flam- men forst spre sig fra dette punkt som ved normal forbrending og drive foran sig de uforbrandte deler av blandingen. Paa grund av denne kompresjonsstigning stiger temperaturen i de uforbrandte deler, og momentan tænding vil indtra, hvorved der dannes en eksplosionsbolge som paa kompresjonsrummets vagger vil virke som et slag. Likeledes vil trykket og derved temperaturen dkes for den første del som blev antandt, og dermed ogsaa tempera- turen i tandpunktene i en saadian grad at selvtanding vil finde sted.

Muligheten for detonasjon ahanger for- uten av kompresjonsforholdet av: kompre- sjonsrummets form, tandpluggenes antall og anbringelse, blandingens indlépstempe- ratur og til en viss grad av cylinderens temperatur, hvirveldannelsen og dens storrellse samt gasblandingens styrke. Ved an- vendelse av et kompakt kompresjonsrum d. v. s. en sylinder med ventiler i cylinder- hodet opnaaes en jevn forbranding og en storre hvirvelbevagelse av den indstrommende gasblanding, saaledes at muligheten min- skes for selvtanding foranlediget ved at en del av blandingen blir saa lange i beroring med de hete cylindervagger, tændplugger eller ekshaastventilen at den kan ophetes til selvantændelse. Anvendelsen av csylindre med hangende ventiler medforer ogsaa anvendelsen av et avtagbart cylinderhode og muligheten av at stope den ovre halvdel av veivkassen og cylindrene i en blok. Derved opnaaes dels en minskelse av bearbeidelses- og monteringsomkostningene, dels den fordel at hver sylinders kraftydelse blir noiaktig utlignet i motoren.

I de ældre av en blok bestaaende moto- rer forbruktes en betydelig ydelse, fordi kompresjonsforholdene eller storrelsen av kompresjonsrummene var forskjellige. Det handte saaledes ofte at sylindrene i en stor motor kunde opvise indtil et par millimeters differanse i boringen, hvorved motoren hvor utbalansert den end blev gjort, fikk en haard og bankende gang. I motsætning hertil har motorer med avtagbart sylinderhode som overalt kan bearbeides med maskiner, noiaktig like store kompresjonsrum, saale- des at det er mulig at faa motoren noiaktig avbalansert. For at lette stopningen blir likeledes gasledninger og aapninger lagt i det mindre kompliserte sylinderhode. Ved hangende ventiler vil ogsaa aapningsarealet kunne gjores storre.end ved ventiller som er anbragt paa sidene, da ventilslaget kan gjøres storre og ventildiameteren blir storre, særlig hvis ventilene anbringes paa skraa i sylinderhodet.

Av stor betydning for en riktig forbran- ding er ogsaa tandpluggenes antall og stilling i cylinderen. Jo nermere tandpluggen er forbrandingsrummets midte, desto hurtigere kan den hele blanding antandes, og desto jevnere blir trykket paa stemplel. Er avstanden mellem tandpluggen og den motstaaende sylindervag for stor, kan det forekomme at den storste del av gassen all- lerede driver stemplet ned, mens der i et avsides liggende hjorne ennu befinder sig uforbrandt gas. Denne kan da under ind- virkning av den hete gas antændes deto- rasjonsaktig og virker forstyrrende paa motorens jevne gang. Av forsok har det vist sig at detonasjonen var ved et minimum, naar to diametralt motsat, anbragte plugger anvendtes og ved et maksimum, naar der kun blev anvendt én plug paa samme side som indlopsventilen. Grunden herfor er at muligheten for detonasion av- hanger av den langde som flammen skal passere fra tandpunktet, og denne langde er praktisk talt den halve, naar to plugger paa diametralt motsatte sider av forbrendingsrummet anvendes. Av storst indflydelse paa varmetapet er foruten kompresjonsrummets form forholdet mellem dets volum og overflate. Den minste overflate i forhold til volumet har

kulen, og derefter kommer den sylinder hvis hpide er lik diameteren. For en sylinder hvis hoide minst er lik sylinderens halve diameter er overflaten 6% større end over- flaten for en cylinder av samme rolum med hoide lik diameteren, men stiger derpaa raskt med avtagende hoide. Et sylindrisk forbrandingsrum hvis hoide minst er lik dets halve diameter, bor derfor tilstrabes og blir sammen med kompresjonsgraden be- stemmende for dimensjonering av boring og slag. Dette er narmere behandlet av prof. G. Becker i hans interessante arbeide «Vervollkommnung der Kraftfahrzeugmotoren durch, Leichtmetallkolben». Resultatet ar hans undersøkelser er, at jo større kompresjon der anvendes, desto større slag- langde maa motoren ha.

Forholdet mellem den utnyttede og den i brandstoffet indeholdte varmemangde, altsaa den termiske virkningsgrad, stiger med kompresjonsgraden. Ved en riktig konstruktiv utformning og anvendelse av hoit kompresjonstryk skulde en termisk virkningsgrad paa mellem 40-50% kunne opnaaes istedetfor nu maks. ea 32%. Imidlertid er kompresjonsgraden begranset av hensyn til blandingens selvantandelsestem- peratur eller motorens ophetningstempera- tur. Skal man kunne anvende hoi kompresjonsgrad uten fare for selvtanding, maa brandstofblandingen indfpres saa kold som mulig i cylinderne, saaledes at kompresjons- endetemperaturen holdes under brandstoffets antandelsestemperatur. Vanskeligere er det at undgaa selvtanding som folge av at motoren overhetes, da dette arhanger av de anvendte materialers termiske egenskaper og den konstruktive utformning. Under drift særlig ved fuld belastning i langere tid vil nemlig ekshaastventilen, stemplets midte, tandpluggene m. m. naa en meget hợi temperatur, og disse deler vil overføre sine varmemangder til den del av blandin- gen som de er i kontakt med, hvorved der kan dannes lokale soner som kan ha sad hoi temperatur, at selvtanding vil finde sted. Der maa derfor sorges for en jevn og lav varmetilstand for alle de til kompresjonsrummet gransende deler ved anvendelse av de riktige materialer og ved effektiv varme- avledning. Dette opnaaes forst og fremst ved anven- delse av aluminium. og magnesiumlegeringer til cylindre og stempler. Aluminium og magnesium har en varmeledningsevne som er 3-3½ ganger saa stor som for stopejern og staal. Desuten er det en anden egenskap som gjor disse lettmetaller specielt egnet som materiale i stemplet, nemlig liten varme- optagelse, ca 30% lavere end ved støpejern. Paa grund av den jevne og samtidig lave driftstemperatur og derav folgende mindre varmetap ved kjdling som opnaaes ved an- vendelse av lettmetallegeringer, har disse fundet en utstrakt anvendelse i flyvemotor- teknikken og i de siste aar ogsaa i automo- bilteknikken, og man kan med god grund paastaa at motorer som ihvertfald ikke har lettmetalstempler, er mindreværdige. En videre fordel ved lettmetalstempler er den bedre kjøling av oljen, hvilket er av særlig betydning ved flyvemotorer, og endelig den lavere vekt hvorved opnaaes en mere vibra- #jonsfri gang og derav folgende forminskelse av lagertrykkene, altsaa forhpielse av motorens levetid, storre omdreiningstall og kompresjonsmulighet. Ved at de svingende masser faar en mindre vekt opnaaes en smidigere gang, eller med andre ord omdrei- ningstallet kan varieres hurtigere hvilket ved automobiler gir en okning i giennemsnitshastigheten. flyvemotorteknikkens forste aar blev flyvemotorene konstruert og fabrikert paa grundlag av de erfaringer man hadde fra automobilmotorteknikken. Kravel var da at opnaa størst mulig ydelse: forhold til konstruksjonsvekten. Liten konstruksjons- vekt opnaaddes ved utelukkende anvendelse av materialer som tillot store paakjendinger. Flyvemotorkonstruktorene har imidlertid i de siste aar slaat ind paa nye veier og soker nu at opnaa en liten konstruksjonsvekt og samtidig stor driftssikkerhet ikke bare ved anvendelse av de beste materialer, men ogsaa ved den beste utnyttelse av materialet. Jo storre del av motorens totale konstruksjonsvekt der staar under stadig paakjending (belastning), desto lettere blir motoren. Et for flyvemotorkonstruktorene viktig moment er opfyldelsen av de Wöhlerske lover. Efter disses punkt 1 skaanes materialet mest naar der anvendes hvilende, konstant belastning Dette kan imidlertid ikke komme til anven- delse ved motorer, men man maa tilstrabe at bringe til anvendelse punkt 2 i de Wöhler- ske lover efter hvilke de maksimale belast- ninger veksler med nulbelastninger, saaledes at de belastede faser avlastes til nul, men aldrig faar motsat paakjending. Derved kan hoiere materialpaakjendinger anvendes uten at driftssikkerheten minskes. Efter punkt 3 i de navnte lover blir materialet i en retning maks. belastet, hvorpaa det av- lastes til nul og derpaa belastet i motsat retning. Derved paakjendes materialfasene snart paa tryk og snart paa strak, hvorved den tilladelige materialpaakjending selv ved de beste materialer maa holdes relativt lavt. Disse forhold er sammen med hensynet til en fuldkommen masseutligning uten kipp- momenter og anvendelsen av store omdrei- ningstall avgiprende for valg av sylinder- anordning, cylinderantall, ventilstyring osv. Den store utvikling som flyvemotorene har gjennemgaat, sarlig den gruppe av disse som gaar under navn av hoidemotorer, har frembragt nye tanker og angit nye veier for motorteknikken. Under krigen blev der stillet overordentlig store krav til flyvemotorkonstruktorene. Der blev forlangt sta- dig større og storre ydelser. Ydelsen pr cy- linder blev stadig oket enten ved forokelse ay omdreiningstallet eller ved at oke det midlere tryk, altsaa ved anvendelsen av bpiere kompresjonstryk. Nu er imidlertid som nævnt kompresjonen begrenset av hensyn til selvtanding. Man kan dog ved strupning sœnke cylinderens varmetilstand saa meget at selvtanding ikke indtrar. Kom- presjonsgraden blev derfor valgt saa hoi at selvtanding saavidt blev undgaat, naar mo- toren blev regulert ned paa normal ydelse, og med stigende hoide blev forgasseren efterhvert aapnet. Paa denre maate kunne indtil en bestemt hoide motorens ydelse ved likeholdes. Motorydelsen avhanger nemlig av luftens specifike vekt, og denne avtar med stigende hoide, saaledes at fyldningen og likeledes kompresjonen blir mindre. Skal derfor motorens ydelse vedlikeholdes til en• bestemt hoide, maa der sorges for at motoren indtil denne hoide tilfpres luft av samme tryk. Dette kan man opnaa enten ved at motoren under denne hoide kun arbeider med luft av en til bpiden svarende tathet, eller man tilforer den forkomprimert luft, hvis tathet kan vedlikeholdes til denne hoide ved regulering. I det folgende skal disse metoder narmere omtales.

Overdimensjonerte motorer med høi kompresjonsgrad.

Den enkleste form for en motor med kon- stant ydelse opviser motorer med overdi- mensjonert slagvolum, de saakaldte overdi- mensjonerte motorer. Da cylinderindholdet vokser kvadratisk med stempeldiameteren, men ladevekten er proporsjonal med luftens tathet, maa stempeldiameteren for en saadan motor tilta proporsjonalt med kva- dratroten av forholdet mellem luftens tæthet i vedkommende hpide og luftens tathet nede ved jorden. Skal f. eks. motoren be- holde samme ydelse i ca 6000 m hpide, hvil- ket svarer omtrent til en tathet lik den halve av luftens tæthet nede ved jorden, saa maa stempeldiameteren vare <math>\sqrt{x}</math>⁠

ganger den normale stempeldiameter. I vir- keligheten strakker ikke denne forhpielse av stempeldiameteren til for at vedlikeholde motorens ydelse til denne hfide, da indsug- ningen i den tynde luft blir daarhgere. Stempeldiameteren maa derfor i praksis okes

ennu mere. Paa samme maate som stempeldiameteren kan naturligvis ogsaa slaget forpkes. Da imidlertid sylinderindholdet tiltar proporsionalt med slaglangden, saa maatte en hoidemotor med forlanget slag for at kunne vedlikeholde sin ydelse i en hoide hvor luf- tens tathet var den halve av luftens tathet ned ved jorden, behøve en dobbelt saa stor slaglangde. Forgkelsen av slagvolumet kan naturligvis ogsaa muliggjores ved samtidig fordkelse av stempelflaten og slaget. Ved maskiner av denne art indtrar der imidlertid mange vanskeligheter. Ved for- okelse av stempeldiameteren i motorer av normal konstruksjon blir stempelbunden

paa grund av den store diameter lett glø- dende. Ved motorer med forgket slaglangde blir maskinens hoide betydelig foroket og dermed ogsaa dens vekt. Samtidig med fore gkelsen av slagvolumet maa ogsaa ventiltvert snittene forgkes, og der indtrar derfor lett vanskeligheter med ventilene. Desuten ard beider disse motorer ikke skonomisk. For

at undgaa disse vanskeligheter og særlig for d at opnaa storst mulig momentan og vidtgaad ende overbelastning ved lavest mulig vekt, kan man i forbindelse med overdimensjoit nering ogsaa anvende overkompresjon, hvorved det nodvendige slagvolum forminskes е, tilsvarende. Derved blir sylinderens byggen hoide mindre. Den herav resulterende vekt-. le besparelse virker i flere retninger. I sar- deleshet blir enhetsvekten kg/HK for hpide-ydelsen mindre, fordi den fulde ydelse ved

den overdimensjonerte motor med hoi kompresjonsgrad staar til disposisjon oppe i

hoiden, mens en sædvanlig motor i hoiden

kun gir en del av sin ydelse. Tiltrots herfor har den overdimensionerte motor ikke nogen storre konstruksjonsvekt end den enkelt overkomprimerende. I de hoider hvor

motoren arbeider med fuld fyldning, opnaar

man en ytterligere forminskelse av enhetsvekten i forhold til den overkomprimerende

motor.

Den kjendsgjerning at ydelsen tiltar hurtigere end konstruksjonsvekten forer til det

resultat at enhetsvekten ved hoideydelsen

forminskes ennu mere. Som en videre fordel

faar man en gunstigere varmeutnyttelse, saa

at brandstofforbruket blir mindre, med andre ord driftsvekten forminskes desto mere

jo langere flyvestrakningen er. Et andet forhold som ogsaa har stor betydning er at

hoiere kompresjonstryk er mulig, hvilket

er begrundet deri at de storre eylinderflater

avleder mere varme, og som folge derav

kan storre kompresjonstemperaturer eller

med andre ord kompresjoustryk naaes uten

at foraarsake selvantandelse.

For riktig at kunne forstaa denne nye

virkning, maa man tanke sig at hoidemotorens cylindre nede ved jorden vil arbeide

med strupet forgasser og i hoiden indsuge

tynd luft og altsaa altid arbeide med en

fortyndet ladning. Med andre ord varme- tatheten er mindre og dermed ogsaa varme- belastningen. Derfor blir de metalliske de- ler ikke saa varme, og heri ligger grunden til at hoie kompresjonsgrader kan naaes

uten fare for selvantændelse.

Ved forstgrrelse av stempelslaget opnaaes

at motorens bredde blir liten, lett behersk- ning av stempelbundens opvarmning paa

grund av liten stempeldiameter og likeledes

at ventilene blir mindre varme. Da ydelsen

som produktet av den midlere stempelkraft

og stempelvei vokser med stempelveien, saa

kan motorer med sarlig stort slag lett beherskes ved stempelhastighetens indflydelse, det vil si vod regulering av omdreiningstallet. Smaa forandringer i veivakselens omdreiningstall bevirker store forandringer i

ydelsen i vasentlig storre grad end det muligt alene ved forokelse av stempeldia- meteren. Eksplosjonstrykkene derimot forblir altid indenfor tillatelige granser, altsaa ogsaa paakjendingene i drivverket og

dermed konstruksjonsvekten. En av fordelene ved den med langt slag forsynede motor med lite kompresionsrum er at den har

et gunstig formet forbrendingsrum, da forholdet mellem dets overflate og volum narmer sig sterkt til kuleformens. Et lite

brandstofforbruk vil derved opnaaes.

Med hensyn til ekshaastventilens varmepaakjending bor det bemerkes at ekshaastventilen ved de overdimensionerte og samtidig overkomprimerende motorer blir betyde- lig koldere. Dels er nemlig eylinderens varmebelastning paa grund av den i forhold til slagvolumet lille ladningsvekt betydelig

mindre, og dels er ekshaastgassene paa

grund av de storre kompresions- resp. ekspansjonsforhold koldere.

Motorer med forkompresion.

Ved de foran navnte konstruksjoner av

hoidemotorer undgaar man ved strupning at

gastrykket stiger tilsvarende den hpiere

kompresjon. En stigning av ladningens vekt

som er bestemmende for ydelsens stórrelse,

kan ogsaa opnaaes ved at dens temperatur

bringes saa lavt ned som muligt, for eks.

ved foravkjoling av ladningen, idet gasblandingens tathet kan okes enten ved en forokelse av trykket eller ved en forminskelse

av temperaturen. Istedenfor foravkjoling

kan ladningen forkomprimeres ved hjælp av

en kompressor og gjennem mellenbeholdere

og ledninger faa sin kompresjonsvarme bortledet, saaledes at der kan opnaaes en fordobling av ydelsen. Forskjellen mellem overdimensjonerte og forkomprimerende motorer ligger kun deri, at der i de fórstnavnte

kun er ett kompresjonstrin og vel at merke

i selve eylinderen, mens der i motorer med

forkompresjon anvendes minst to trin, hvorav det ene kompresjonstrin ligger utenfor

arbeidseylinderen. For imidlertid at minske

kompresjonsarbeidet mest mulig og samtidiz opnaa hoi gastathet anvendes som ved bygning av kompressorer flertrins kompresjon

og bortledning av kompresjonsvarmen ved

hensiktsmassig avkjoling. Da en forbrandingsmotor arbeider ca 75% som kompressor, maa man bestrabe sig paa at minske

pumpe- og kompressorarbeidet saa meget

som mulig.

Den overdimensionerte motor er den enkleste i konstruktiv henseende, men dens

ydelse er begranset. Den forkomprimerende motor er mere komplisert, men den kan

dog gjpres mere effektiv. Skjónt den har

vart kjendt i lang tid, befinder den sig ennu

paa det forste utviklingsstadium som egentlig kompressormotor. Minskelsen av arbeidsforbruket ved forokelse av kompresjonen og

forbedring av fyldningen er de viktigste forhold inden den nyere utviklings ramme.

Kompressorer for flyvemotorer.

En av de forste flyvemotorer med forkompresjon er den av den sveitsiske ingeniór

Gruebler patenterte og som er vist skematisk

i fig. 1. Den av Gruebler angitte fremgangs- maate beror paa at der straks efter ind- stromningsventilens lukning presses saa meget tillagsluft ind i cylinderen, at en cylinderfyldning av normal tathet opnaaes uavhængig av det ytre lufttryk. Tillagsluften

leveres av en pumpe hvis hastighet reguleres tilsvarende hoiden. I fig. 1 betegner

c indstromningsventilen og d mundingen av en til cylinderen a fastet ledning e som tilforer trykluft fra en kompressor g. I ledningen e er der indskjaltet en sleide f som regulerer lufttilforselen fra kompressoren g,

der drives fra veivakselen h v. hj. a. en regulerbar konusskive-remdrift. Ved stemplets b gang nedad indsuges gasblandingen

fra forgasseren gjennem ventilen c som

lukker nar det nedre dodpunkt, og umiddelbart derefter frilægger stemplet b aapningen d. Samtidig aapner sleiden f for tryklufttilforselen og lukker for denne efter fuldfort fyldning. Fig. 1.

For at undgaa at tillagsluften skal forstyrre blandingsforholdet mellem brandstof

og luft i eylinderen lar Gruebler tillagslutten medfore tillagsbrandstof, idet tillagsluften stryker over brandstofdyser n som

ved en ledning l staar i forbindelse med

brandstofbeholderen m.

I de hittil utforte kompressor-motorer har

der vart anvendt foruten turbokompressorer ogsaa stempel-, kapsel- og cellekompressorer av de forskjelligste konstruksjoner. Kompressoren kan enten drives mekanisk fra motoren eller den kan forbindes med en

gasturbin som drives av ekshaasten fra motoren. I det folgende skal disse metoder

omtales.

Mekanisk drevne turbokompressorer.

Ved disse kommer to drivanordninger i betraktning. Ved aeroplaner med kun en motor drives turbokompressoren av denne, og

ved aeroplaner med flere motorer kan der

istedenfor enkeltkompressor for hver enkelt motor med fordel anvendes en central kompressor for samtlige motorer. Denne kom- pressor kan da enten drives av en særskilt motor eller ogsaa fra en for alle motorer falles drivanordning, hvis en saadan er for

haanden.

Kompressoren drives almindelig fra veivakselens bakre ende gjennem tandhjulsoverfpring. Da motorens omdreiningstall

ved start paa kort tid stiger til over 400

omdr./min., og da kompressoren paa denne

tid maa akcelereres med, optrer der meget

betydelige akcelerasjonskrafter som ubetinget maa dampes gjennem fjær- eller rutschkoblinger. Anvendes rutschkoblinger, anordnes disse saaledes at de kun satter kompressorhjulene i rotasjon, naar et bestemt

omdreiningstall (ca 600 omdr./min.) overskrides, saaledes at de under motorens startning optradende stot holdes borte fra kom- pressoren. Anvendes der for driften en sar- skilt motor, kan den elastiske kobling und- vares, derimot maa drivmotoren for at

skaane drivhjulene forsynes med et svinghjul.

Da turbokompressorens luftleveringsmangde blir forholdsvis liten, maa man for at faa utforbare hjulbredder gjore hjuldiameteren meget liten, hvilket igjen for at faa minst mulig antall trin betinger hoie omdreiningstall ca 10:000-12 000 omdr./ min. paa grund av de nédvendige hoie periferihastigheter. Som folge av de hoie omdreiningstall er en omhyggelig fremstilling

av alle roterende deler nodvendig. Hjulene

blir derfor utbalansert og provet paa forhoiet omdreiningstall. For akselen anvendes nikkelstaal eller specialstaal, likeledes for lopehjulene. Drivhjulene er av kromnikkelstaal og hardet og enkelte ganger slipt.

Antall trin avhanger av det tryk som skal naaes. Ved de mest anvendte periferihastig- heter for hjulene paa 140—150 m/sek. tranger en kompressor som skal holde motorydelsen konstant til 5000 m hpide, fire trin.

Vekten av en saadan kompressor for- en

260 HK motor utgiór ca 60 kg. Kompres- sorens kraftforbruk avhanger av motorens luftforbruk og av kompresjonsgraden, som bestemmes ved den hoide indtil hrilken motorydelsen skal vedlikeholdes. For den

nævnte kompressor vil kraftforbruket i 4500 m. hoide vare ca 24 HK, som altsaa maa leveres av motoren.

Det fórste i aeroplan provede turbokompressoranlag var et centralt anlag for tilsammen ca 1200 HK og blev drevet av en

særskilt flyvemotor paa 120 HK. Denne av

Brown, Bovery & Co., Mannheim, byggede firetrins kompressor for et trykforhold 1:1,7 er vist i fig. 2. Med dette anlag kunde

motorydelsen vedlikeholdes til ca 5000 m hoide.

Kompressorer drevet av gasturbin.

De foran nævnte mekanisk drevne kompressorer blev under krigen utviklet til fuldkommenhet i Tyskland. Forst en tid efter

krigens slut blev der gjort forsok med kompressor-motorer i andre land. Disse forsok

omfattet hovedsakelig kompressorer drevet av gasturbiner. Teoretisk skulde den av

motorens ekshaastgasser drevne gasturbinkompressor være fordelaktigst, da denne anordning muliggior en heldig utnyttelse av ekshaastgassene. Dette vilde ikke vare praktisk mulig med mindre den i ekshaastgassene tilstedevarende energi var tilstrak- kelig til at utligne alle de tap som optrar kompressoren. Kompressorens hus er utfort dels i viften og dels i turbinen uten at moto- i aluminium og turbinens av staalplate. Hele rens endetryk blev for stort. Heldigvis vil maskinen veier 23 kg. I kompressoren vil en utligning finde sted, naar motorens ende- luften under kompresjonen bli opvarmet, tryk er lik eller litt storre end det tryk ved og den fợres derfor gjennem en radiator hvilket kompressorhjulet eller viften leverer, hvor den vil avkjoles, for den kommer til saaledes at det er mulig i praksis at ved- forgasseren. likeholde motorens ydelse til hvilkensomhelst

hoide.

Av de hittil byggede gasturbin-kompres- sorer er den av den franske professor Ra-, teau konstruerte mest kjendt. I fig. 3 er vist

rotoren for en saadan turbo-kompressor for

en 300 HK flyvemotor. Denne rotor har

en vekt av 3 kg. Turbinhjulet som, er 18 em

i diameter, er gjort av wolframstaal og trots sine smaa dimensjoner kan turbinen

utvikle 50 HK, naar den drives av ekshaast- gassene fra en 300 HK motor. Kompressor- hjulet eller viften har ni blader og en dia- meter paa 24,2 em. Viften er likesom akselen fremstillet av nikkelstaal. Akselen som

mellem lagrene har en avstand paa 33 em, har sin forste kritiske hastighet saa la: t

som ved 8000 omdr./min. og den anden

ved 27.000 omdr./min. Maskinen léper normalt ved 25 000-30 000 omdr./min.

Det almindelige arrangement er vist skematisk 1 fig. 4 med et snit gjennem turbo- Automobilmotorer med hoi specifik ydelse.

De erfaringer man i de siste aar har faat

i bygningen av flyvemotorer, blir nu i storre eller mindre grad nyttiggjort i automobilmotorteknikken. Bestrabelsene i forskjellige land gaar nu ut paa ved siden av at

opnaa et lite brendstof- og oljeforbruk at

oke vognens ydelsesreserve, saaledes at man

med den direkte overforing behersker et

storst muligt stigningsomraade, og at folgelig antall vekselganger kan forminskes eventuelt helt sldifes. Motorens ydelse maa alt- saa giores regulerbar inden videre granser

end det hittil har vart muligt, med andre ord dens dreiemoment maa okes. Dette op- naaes ved at forhoie det midlere effektive

tryk og ved anvendelse av flereylindrede

motorer. For okning av det midlere tryk

kommer de i det foregaaende omtalte midler i betraktning, nemlig a) anvendelsen av overdimensjonerte og hoitkomprimerende mo-Fig. 5.

torer og b) anvendelsen av motorer med

kompressor for at forhoie cylinderens fyldningsgrad ved forkompresjon av ladningen

ved stigende belastning.

De med overdimensjonerte, hoitkomprimerende flyvemotorer gjorte erfaringer overfort paa automobilmotorer er for forste

gang virkeliggjort i den 45/60 HK B.M.W.-

motor. Alt efter behovet leveres motoren

med to indstillinger av forgasseren for at

opnaa en okonomisk drift. Ved den normale

indstilling yder motoren 45 HK ved 800

omdr./min. og ved den anden indstilling

60 HK.ved 1200 omdr./min.

I fig. 5 er vist et tversnit gjennem denne

motor. Den er konstruert paa grundlag av

de erfaringer som er gjort med den 185 HK

B.M.W. flyvemotor og utmerker sig ved et

overordentlig lavt brandstofforbruk, ned til

195 gr pr HK-time, hvilket hittil ikke er

opnaadd ved nogen anden automobilmotor.

Ved normal gang overstiger brandstofforbruket ikke 210 gr pr HK-time. Ogsaa ved belastningsvariasjoner er brendstofforbruket meget lite. Motoren kan ogsaa med fordel drives med petroleum ved fuld og trekvart belastning.

Som det fremgaar av fig. 5 har motoren

et meget heldigt formet og glat forbran-

, dingsrum, likeledes er ventilanordningen som

gir store aapningsarealer, godt konstruert.

Dette i forbindelse med en hoi kompresjonsgrad muliggior det lave brandstofforbruk.

Desuten er der sorget for en god kjoling

av forbrandingsrummet. For at undgaa

selvtanding maa motoren under gang selv

ved fuld belastning gaa med strupet for- gasser. Den arbeider altsaa med boi kom- presjon men med liten ladningstathet i mot- sætning til den normale automobilmotor

som arbeider med storre ladning men med

mindre kompresjon.

Automobilmotorer med kompressorer.

Forokelse av motorens ydelse ved hjalp av en kompressor som forer luften ind i saaledes at storre fyldning opnaaes, har i den aller siste tid fundet en del

anvendelse. Tilsvarende forkompresjonen

kan man derved andre motorens ydelse saaledes at stadig gearing kan undgaaes eventuelt helt sloifes. Av hensyn til selvtænding

er som for nævnt kompresjonens storrelse

begranset. Av samme grund bor den i cylinderen indforte luft kjoles. Alt efter forkompresjonens hoide kan man ved kompresjonsmotorer opnaa en ydelsesstigning av

En saadan motor er utformet av den tyske

Daimlerfabrik og er vist skematisk i fig. 6.

I figuren betegner a selve motoren

en kobling b driver gearhjulene i

gearkassen c der har faa hastighetstrin. Motorens svinghjul er omgit av et hus d og er

utformet som kompressor. Huset d er ved

ledningen f forbundet med motorens forgasser g, saaledes at den i huset d forkomprimerte luft kan fores ind i forgasseren

og efter at den har blandet sig med bensinen

motorens forskjellige cylindre.

Hensiktsmassig er ledningen f forsynt med

stangeanordning for ind- og utkobling av

kompressoren.

Man kan nu opnaa forskjellige ydelser

ved enten at kjore motoren med avstængt

kompressor saaledes at motoren tilsuger

blandingsluften utenfra, eller ved at indkoble kompressoren d saaledes at motorens

forgasser tilfores forkomprimert luft. Desuten kan en videre regulering av motoren

opnaaes ved at andre trykket paa den av

kompressoren til forgasseren tilforte luft.

Anvendelsen av kompressorer betegner en

komplisering av motoren, og en ganske stor nyttevirkning maa derfor opnaaes for at

kunne utligne denne komplisering. Anvendelsen av kompressorer ved totaktmotorer istedenfor den sadvanlige veivkassespyling og trinstempler forer til den virkelige ventillose motor samtidig som hpiere omdreiningstall kan opnaaes. Blandt totaktmotorer

skjelner man mellem tryk- og sugetotakt.

er de mest

kjendte, har i den siste tid fundet adskillig anvendelse for drift av motoreykler, automobiler og lign. En meget solid konstruert kompressor-totaktmotor er den toeylindrede og den sekscylindrede tyske Argus- Fig. 7.

motor, som er vist i fig. 7, 8 og 9. Begge

motorer har et meget glat utseende. Som det fremgaar av fig. T og 8, som viser to

snit gjennem den toeylindrede Argusmotor,

er kompressoren utbygget i svinghjulet. Bemerkelsesvardig er den paa den sekseylindrede Argusmotor sammenbyggede Bosch

tand- og startmagnet som drives direkte av

veivakselen.

Ved sugetotaktmotorer kan den storste del

av ekshaasten undvike direkte gjennem den

frilagte aapning, hvorefter denne lukkes og

eylinderen sættes gjennem en styret ventil,

sleide eler lign. i forbindelse med et paa en

eller anden maate frembragt vakuum. De

gjenvarende ekshaastgasser vil da stromme

ind i dette vakuum som vil forplante sig

til eylinderen, og gjennem sugekanalen vil

da friskluft eventuelt blanding trange ind

over stemplet.

Istedenfor sarskilt styring for den hoispandte ekshaast kan denne naturligvis ogsaa ekspandere direkte i vakuumet. Vakuumets storrelse og omfang bestemmes av at

ekshaastgassen skal kunne ekspandere helt,

og at en eftersugning av den friske blanding

til eylinderen skal kunne opnaaes. For dannelse av vakuumet er der forspkt og foreslaat en rakke metoder, hvorav skal navnes

ventilatorsugning og avsugning ved selve

ekshaastgassenes energi. For aeroplanmoto-

Fig. 8.

rer er der ogsaa forsokt avsugning gjennem

den hule propel. Sistnavnte metode vil

sandsynligvis kun komme i betragtning ved

lette sportsaeroplaner i lavere hoider.

Fremtidens trafikmotor.

Den valdige utvikling inden motorteknikken i de siste aar har fort til et saa stort

forbruk av brandstof at brendstofmangel

allerede vil kunne tankes at indtra i vor tid,

saafremt forbruket skal fortsatte at stige i

samme tempo. En rasjonel brendstofoko- 1 nomi er derfor paakravet, og anvendelsen av

en sparsom trafikmotor er derfor av den

storste interesse. Dieselmotoren er hittil den

mest okonomiske motor, men den er i sin

nuvarende form lite egnet som trafikmotor,

da den er for tung og trag for anvendelse

i automobil- og lufttrafikken. En motor som

hadde Dieselmotorens lave brandstofforbruk,

driftssikkerhet og evne til at fordsie tungflyktige brandstoffer, som for eks. raaolje

og gasolje, i forbindelse med eksplosjonsmotorens hoie omdreiningstall, elastisitet og

lille vekt vilde vare den ideelle trafikmotor.

Bestrabelsene har ogsaa gaat i den retning.

De siste aars konstruksjoner av overkomprimerende og overdimensjonerte eksplosjonsmotorer betegner en utvikling mot Dieselmotoren, samtidig som denne ogsaa er blit

lettere og kan kjores med hoiere omdreiningstall. For anvendelse av tungolje i almindelige

bensinmotorer er folgende fremgangsmaate

foreslaat. Man anvender en overkomprime- rende motor og starter denne med bensin med tanding ved plug, hvorved paa kjendt maate

blandingen strupes for at ikke selvtanding

skal indtra. Saasnart eylindrene er tilstrakkelig opvarmet, skjalter man ind paa tungolje ved hjalp av en tolopskran og gir motoren fuld fyldning ved at aapne strupeven- tilen. Overkompresjonen vil da tre i virksomhet. Et kompresjonstryk paa ca 10 atm.

vil for raaolje vare tilstrakkelig til at sikre

en likesaa god forbranding som 1 glsdehode- motoren. For at hindre selvtanding naar der kjores med bensin, kan strupeventilens

bevagelse gjores avhangig av tolopskranens

stilling, saaledes at strupeventilen kun kan aapnes litt naar tolopskranen er indstillet paa bensin, mens den kan aapnes helt naar kranen er indstillet paa raaolje.

Dieselmotoren skiller sig fra den normale

motor derved at den ikke har sarskilte tandanordninger, og at den istedenfor brandstofblanding kun tilsuger ren luft og komprimerer denne til ca 35 atm. Ved denne

trykstigning opstaar en temperatur paa ca

800° som er tilstrakkelig til at antande den

indpressede olje, hvorefter forbrandingen

vil foregaa under et tilnarmet konstant tryk.

Oljen presses ind gjennem en forstover enten ved hjalp av trykluft paa ca 50-60

atm. eller ved pumper, hensiktsmassig en

for hver eylinder. Hittil er det ikke lykkes at utfore i praksis helt tilfredsstillende brukbare brandstofpumper for hurtiglopende

maskiner.

Dieselprincippet overfort i automobilmotorer har vart gjenstand for flere forsok.

Man beholder den elektriske tanding og undgaar saaledes Dieselmotorens hoie tryk.

Derimot sloifer man forgasseren og sproiter istedet brandstoffet ind i cylinderen,

vistnok ikke som ved Dieselmotoren med ca

50 atm. tryk, men derimot med det av motoren selv frembragte undertryk. Fremgangsmaaten blir da omtrent folgende. Styringen for indstromningsventilen anordnes

saaledes at ventilen holdes lukket under trefjerdedeler av sugeslaget, hvorved der dannes et betydelig undertryk i eylinderen. Like

for indstromningsventilens aapning aapnes

en sarskilt brandstofventil, og den forbistrykende luft vil da forstove det brandstofventilen ved hjalp av en sarskilt liten

pumpe tilforte brandstof, idet ventilen er

forsynt med fine aapninger. Et dieblik efter

aapnes den egentlige indstromningsventil,

og den indstrommende luft blander sig med

det i cylinderen forhaandenværende brandstof og saaledes at et nedslag av brandstof

undgaaes. Fremgangsmaaten er helt uteksperimentert, men den har visse mangler som

hittil har hindret en almindelig utbredelse.

Saaledes vil den sene aapning av indstromningsventilen bevirke en nedsattelse i den

volumetriske virkningsgrad.

Garuffa motoren.

En av de nyeste og mest kjendte lett- motorer som arbeider efter Dieselprincippet,

er den av italieneren Garuffa konstruerte.

Ved denne indsuges kun luft i cylindrene

og komprimeres. Like for stemplet har

naadd det ovre dodpunkt, indsproites brand- stoffet. Motoren startes med bensin, og tæn-

dingen sker da ved hjalp av en indkoblet

magnet. Da motorens normale kompresjon

er alt for hoi for gang med bensin, er der

anbragt halvkompresjonsventiler som er. saaledes anordnet, at de dakkes av stemplet

naar dette har tilbakelagt en del av slaget, hvorefter den resterende mangde kompri- meres. Disse kompresjonsventiler aapnes

med en falles havarm inden motoren startes, og saasnart motoren er kommet igang

og er blit passende varm slaar man over

til raaolje. Derpaa stanges kompresjonsventilene og magneten kobles fra.

Motoren arbeider efter totaktprincippet og

er utfórt som stjernemotor og i V form.

Den V formede Garuffa motor er vist i

tig. 10. Den har 12 cylindre anbragt i to rader med 60° vinkel mellem radene, den utvikler ca 450 HK og den skal kunne byg- mа aн ges med en vekt paa vel 1 kg pr HK. Der

er anordnet to kompressorer V, og V2 for spyleluften; de er anbragt ved siden av veivhuset med sine aksler paralel med veivakselen, som driver kompressorene v. hj. a. tandhjulsoverfpringer. Luften fores gjennem de langsgaaende rór T, og Tz v. hj. a. rote- rende fordelere til de resp. cylindre. Ekshaastaapninger utmunder i rprene S, og S,.

Brandstofventilene er betegnet med q 0g halvkompresjonsventilene med f. T motorens bakre ende driver veivakselen O gjennem en konisk tandhjulsoverfpring den vertikale aksel d, som igjen gjennem koniske tandhjui driver den horisontale aksel d,. Paa akselen d sitter kjólevandspumpen P og oljepumpen P1. Fra akselen d drives gjennem snekkehjul i huset H fordelercylindrene i T, 0g Fig. 10.

T,. Den horisontale aksel d, paavirker gjen- i tanken Z, hvor trykket stiger til ca 30 atm. nem nokker k brandstofventilene q. Desuten Fra tryktanken Z forer et ror til toppen av drives fra denne aksel startmagneten m. den ene eylinder. Her er anbragt en auto- Brendstofpumpen P2 drives fra akselen a matisk ventil, som aapner utover ved et be- og Z betegner brandstoftryktanken. Fra stemt hoit tryk omtrent eksplosjonstrykket. denne forer ledninger til hver av brandstof- Skulde av en eller anden grund trykket i ventilene q. Nokkene roterer med akselen tanken synke under et visst minimum, pres- d., men er forskyvbar paa denne ved hjalp ses gjennem denne ventil ekshaastgas ind i av en vektstangsanordning som manóvreres tanken, saaledes at trykket i denne vil stigc. fra forerplassen. Nokhgiden avtar mot den

ene side saaledes at naalventilenes lofte- Fra tankens nedre del forer et ror gjennem en sikkerhetsventil tilbake til brand- hpide kan varieres ved forskyvning av nok- stofbeholderen. Ventilen aapnes, naar tryk- kene og derved regulere den indsproitede ket i tanken overstiger en viss storrelse, oljemangde, folgelig ogsaa omdreiningstal- hvorved den overflodige olje render tilbake let. Brandstofpumpen P, trykker oljen ind i brandstofbeholderen.