Sleidemotor eller Ventilmotor
Publisert i TU 22 mars 1912
Sleidemotor eller Ventilmotor.
Der har den sidste tid været talt saa meget om sleidemotoren og de angivne grunde for dens fordeler fremfor ventil motoren, at det kan være av interesse engang at sammenligne disse to motorers styringer med hinanden.
Allerede de første forbrændingsmaskiner var utstyrt med sleidestyringer. Tiltrods for at man dengang kun vovet at holde blandingen i cylinderen under det halve
kompressionstryk, og den daværende motor kun hadde en tiendepart af den nuværende moderne automobilmotors stempelhastighet, viste det sig snart at sleider egnet sig mindre godt for eksplosions
maskiner, da de var vanskelige at holde
tætte, for let utsatte for at sætte sig fast
og at rive op cylinderen, samtidig som
smøringen krævet et nøiagtig pas, og frem
for alt en førsteklasses olje. Man ansaa
dengang overgangen til ventilstyring som en
av gasmaskinteknikkens vigtigste fremskridt.
Praktisk talt har jo ogsaa ventilstyringen
gjennem 40 aar vist sig at ha hævdet sig
som det eneste rigtige ved forbrændings
maskiner. Det kommer hovedsagelig derav,
at der ved de styrbare ventiler ikke nød
vendiggjøres nogen smøring for de tætnings
flater der bevæger sig mot hinanden, og
vilde oljen foraarsake en fastbrænden, spe
cielt av ekshaustventilen hvor temperaturen
er høi. Smøringen foregaar som bekjendt
ved en ventilmotor kun til støtstængerne
og ekscenterne til halvakslen. Dette er en
fordel som intet andet styreorgan for for
brændingsmotorer kan opvise. I fagkred
ser paadrog det sig derfor kun en almin
delig hovedrysten, da for et par aar siden
sleidemotoren atter dukket op. Dette var
saa meget mere berettiget, som denne mo
tor ingen forenkling kunde opvise, hvilket
dog i undtagelsestilfælder kunde ha git den en berettigelse, men kun betydde be
tragtelige komplikationer der ikke kan sees
utenpaa motoren, da alt ligger indbygget.
Istedenfor to mindrevegtige, let utveksel
bare ventiler, faar vi ved den nuværende
sleidemotor en eller to sleidehylser av be
tragtelig større længde end den normale
cylinderhgide, sluttende om stemplet, og
desuten 4 styringskanaler for disse. Slei
derne faar sin bevægelse teknisk set paa
en likefrem skadelig maate uten centralt
angrep, idet en trykresultant erholdes der
bevirker et uforholdsmæssig sidetryk, der
har friktion tilfølge. Man erindrer at stem
plets bevægelse ved en ventilmotor kun
berører og belaster de faststaaende cylinder
vægger i motsætning til sleidemotoren, hvor
først stemplet bevæger sig, desuten de to
op og ned arbeidende sleidehylser, hvilket
uvilkaarlig maa utvikle en stor gnidnings
varme, videre at sleidehylserne ubetinget op
hetes sterkt i kompressionsrummet, saa at
disse motorer ikke kan drives op i den
kompression der forlanges av en første
klasses ventilmotor, hvorfor bensinforbruket
maa bli større. Selv om man maaler kom
pressionsrummet som ved en ventilmotor,
vil avgjgrelsen bli til fordel for ventil
motoren, da kompressionstapet ved denslags
styringsmotorer grundet den store indbyr
des friktion, stemplet og sleidehylserne sig
imellem blir saa stort, og specielt da slei
den under en stor del av kompressionsslaget
kun dekker kanalerne med et par millimeter.
En anden ulempe hos sleidemotoren, der er en
direkte følge av den store bevægelige masse
hos sleidehylsene og deres adhæsion til de
sig omgivende vægger, bestaar deri at man
ikke bør accelerere (sætte op motorens om
dreiningshastighet) for hurtig, da sleidens
sidebefæstigelse for lænkestangen let bræk
ker av. De firmaer der bygger sleide
motorer, indretter sine forgasere saaledes
at den almindelige maate at kjgre paa ved
pludselig fremrykning, ved hurtig accelere
ring — mindre generende for ventilmotorer
—
, vanskeliggjgres, ja næsten umuliggjøres
ved sleidemotoren. Likeledes ved at mo
toren gaar varm eller sleiderne setter sig fast,
kan disse sidelapper paa sleiderne rives av.
Selv om dette sidste tilfælde ikke indtræffer saa
ofte, er det nemlig vanskelig for en chauffør
eller en mindre garage at ta ut og arran
gere en sleidehylse der har bitt sig fast;
i de fleste tilfelder maa cylinderen tages
ut og fores efter, motoren maa som regel
sendes til fabrikken. Sleidemotoren har vist
sig under visse omstændigheter at være
meget vanskelig at starte og specielt i koldt
veir, samt naar oljen har stivnet fast til
sleidehylsenes vægger, grundet den store
adhæsion mellem de arbeidende deler.
Den paastaaede fordel hos sleidemotoren,
elasticiteten eller rettere sagt fleksibiliteten,
skriver sig ikke som paastaat fra motoren,
men fra den store utveksling i bakakslen,
der opveier dette forhold. Som følge av
denne bakaksel-utveksling tar vognen med
lethet stigninger, men paa bekostning av
sin store omdreiningshastighet.
Det er like ut sagt meningsløst at paa
staa at sleidemotoren har en større elastici
tet grundet sleidestyringen, da der intet er
til hinder for at indrette ventilmotorer med den slags sleidestyringer, og forholdet vil
da bli det samme. Som en hoveddyd til
lægges sleidemotoren en lydløs gang. Bort
set fra at man nutildags kan arrangere en
ventilmotor saa denne gaar likesaa lydløst,
gaar sleidemotoren kun saa længe lydløst
som motoren er ny. Naar sleidehylserne
og disses bolter begynder at bli slitte, er
den lydløse gang forbi, og det hænder
meget let med sleidemotorerne, grundet
sleidehylsernes tidligere beskrevne bevæ
gelse.
Sleidemotoren er en modesak der alle
rede nu har naadd sit høidepunkt, og auto
mobilkonstruktørernes uttalelser gik under
mit besøk ved de forskjellige automobil
utstillinger i høst i samme retning. Næsten
alle fabrikker kan faa kjøpt sleidemotorer
og bygge ind i sine chassier om ønskes;
dette er ogsaa et bevis for at den ventil
løse motor av nævnte system maa utnyttes
mest mulig, mens nyhetens interesse er til
stede. Hvorfor bygger ikke de første fa
brikker i verden, som Benz, Renault, Rolls
Royce, Pierce Arrow, Østerrigsk Daimler,
vogner med ventilløse motorer? Grunden
er simpelt hen den: disse fabrikker bygger
en likesaa lydløsgaaende motorvogn, og des
uten med den fordel, at de har et system
alle motorfolk kjender.
Kristiania den 6te mars 1912.
Ærbødigst
O. Chr. Lie.
Publisert i TU 29. Mars 1912
Sleidemotor eller Ventilmotor.
Hr. redaktør!
Under ovenstaaende titel indeholdt Deres ærede blad for 22de mars d. a. en sammentrængt fremstilling av ovenfor nævnte systemer for eksplosionsmotorer. Da spørsmaalet særlig i automobilkredser har megen interesse, og da det forekommer mig at hr. Lie's fremstilling er svært ensidig, tør jeg be om plads for nedenstaaende:
De første forbrændingsmaskiner tok dampmaskinen som sit forbillede og derfra ogsaa sleiderne. Man kom imidlertid snart paa det rene med, at den sleidestyring der var hensigtsmæssig for en relativt langsomgaaende dampmaskin av svære dimensioner, var litet skikket for en forbrændingsmaskin. Skulde den kunne gjøre sig gjældende, maatte den utvikle til fuldkommenhet de egenskaper den saa at si hadde faat i vuggegave, nemlig — stort omdreiningstal, liten vegt og smaa dimensioner — alt i sammenligning med konkurrenten, dampmaskinen.
Med den tids midler at skape en til fredsstillende sleidestyring var imidlertid ikke et øiebliks sak. Og man maatte derfor gaa helt andre veier. Ventilstyringen løste problemet og var et fremskridt saa stort, at det med ét flyttet forbrændingsmaskinen op i klassen med de praktisk brukbare maskiner. Dette var for vel en menneskealder siden.
Man maatte imidlertid være helt blind for maskinteknikkens kolossale fremskridt i den sidste menneskealder, for at kunne tænke sig at man nu ikke skulde kunne løse tekniske spørsmaal, som for tredive aar siden ikke lot sig løse. Staalindustrien fremstiller nu specialprodukter, hvis egenskaper den tids maskiningeniører ikke tænkte sig muligheten av at finde knyttet til enkelt materiale. Verktøimaskinerne har ogsaa gjort enorme fremskridt og leverer selv det vanskeligste arbeide med en til den fuldkomne grænsende precision.
Endelig kommer hertil en faktor som ogsaa er berort av hr. Lie, og som maa tillægges en overmaate stor betydning. Man maa — sier hr. Lie — fremfor alt forlange en første klasses olje. Den nu for forbrændingsmaskiner brukelige olje er saa at si utelukkende ren mineralolje eller saadan tilsatt nogen procent fett. En hovedegenskap ved den mineralske olje er at den ikke spaltes, selv ved noksaa sterk opvarmning. Den før itiden anvendte fete olje utskilte derimot ved opvarmning asfaltstoffer, der meget hurtig medførte en ren tilbekning av stempelfjærer o. lign. Under fortsatt arbeide steg temperaturen paa grund av øket gnidningsmotstand, de utskilte stoffer forkulledes og maskineriet maatte hyppig tages fra hverandre for omhyggelig at rengjøres, hvis man ikke skulde risikere at det stoppet av sig selv. :
At man derfor i sin tid hilste over gangen fra sleider til ventiler som et stort fremskridt, er let forstaaelig. Smøringsproblemet forenkledes derved i betragtelig grad, og grunden til overgangen blir saaledes i første række at finde i det faktum, at der ikke paa den tid forelaa til praktisk bruk en olje der var tjenlig for øiemedet.
Anderledes stiller saken sig imidlertid nu, hvor man i mineraloljerne netop har den klasse olje man tranger, og hvor oljeraffineringen er blit saa fuldkommen og saa specialisert, at man kan fremstille noiagtig den type olje der passer for en speciel klasse maskiner. Man har det fuldstandig i sin haand at valge olje- typen avpasset efter tryk, omdreiningstal og ophetningsgrad av de deler som skal smores.
Fremskridtene paa maskinteknikkens omraade har saaledes muliggjort losningen av det problem, som man for en men- neskealder siden var nodsaget til at lagge vak som p. t. uloselig. At sporsmaalet er lost og er tilfreds- stillende lost, skulde det synes unodig narmere at paavise. Der cirkulerer i denne dag automobiler med sleidemotorer i tusenvis over den hele jordklode, og med like glimrende resultater i tropernes varme som i Skandinaviens vinterkulde.
Gjennem en teoretisk betragtning av sleidemotorens konstruktion, mener hr. Lie at kunne fore bevis for at denne motorkonstruktion nodvendigvis maa være beheftet med en rakke mangler, av hvilke særlig fremhæves oket bensinforbruk og manglende soliditet. Jeg skal nedenfor redegjore for en del resultater av praktiske forsek, foretat med en sleidemotor, konstruert efter amerikaneren Knights patent. Jeg valger netop denue motor, da jeg har forsoks- resultaterne forhaanden, og da denne er den aldste sleidemotor (konstruert i 1903) og tillike den, der uten sammenligning har vundet storst utbredelse. Saavidt mig bekjendt er ogsaa alle de ventillose automobiler som for oieblikket brukes i Norge, forsynet med sleidemotor efter Knights patent, hvorfor forsoksresulta- terne tor paaregne oket interesse. Paa foranledning av den kongelige engelske automobilklubs tekniske kom- mission, og under dennes kontrol blev en netop fardiglavet seriemotor kjort uavbrutt dag og nat i 132 timer i prevebænken. Den samme motor blev derpaa straks og uten forandring indsatt i et automobilchassis, og med dette kjorte man paa Brooklandbanen 3200 km. i et sat.
Under hele denne prove indtraf absolut ingen uregelmassighet. Motoren blev derefter avbremset, og viste sig 4 HK sterkere end da proven begyndte. Ved demonteringen viste der sig ikke den ringeste slitage eller svakhet av nogensomhelst art. Noiagtig protokol blev fort og undertegnet av kommissionens medlemmer. I Paris gjordes folgende prove: En ny Knight-motor gik i 50 dage i trak - 9 timer hver dag - og gik den hele tid absolut feilfrit. Den engelske fabrik der har overtat Knights patent for Storbritannien, overlot en av sine ventillose automobiler til en kjendt sportsmand med forpligtelse til at kjore den 50 000 km. - femti tusen kilometer — paa landevei. Dette blev gjort, og motoren efterpaa demontert under offentlig kontrol. Der var intet at an- merke, og paa bremsen gav den endnu neiagtig samme hestekraft som for proven. Talrike forsok er ogsaa gjort for at kontrollere bensinforbruket, sammenlignet med en tilsvarende ventilmotor. Altid falder resultatet ut til fordel for den ventillose. I gjennemsnit kan man vel satte en storre ventilmotors bensinforbruk til 310 gram pr. hestekraft pr. time. En tilsvarende Knight-motor bruker kun 245 gram, altsaa 20 - tyve — procent min- dre end ventilmotoren.? le At klage over manglende soliditet eller uforholdsmassig stort bensinforbruk, synes mig efter foranstaaende data at domme, at maatte kaldes uretfardig. Sammenligner man en sleidemotor og en ventilmotor, begge med boring 124 m/m og slag 130 m/m saa gir sleidemotoren 56 HK, mens ventilmotoren alene gir 45 HK ved 1200 omdreininger. 0g gaar man videre op med omdreiningstallene, blir forskjellen endnu sterre.
Saaledes gir ved 1800 omdreininger ventil- motoren kun 54 HK, mens sleidemotoren gir 67 HK. Denne okede kraft skyldes i forste rakke folgende omstændigheter: Det ved eksplosionen frembragte tryk optages i ventilmotoren ikke alene av stemplet, men ogsaa ar ventilerne (fig. 1), hvilket sidste tryk helt gaar tapt. Ved den ventillose motor derimot optar stemplet hele trykket, der saaledes uten avkortning omsattes i arbeide. Ved den almindelige ventilmotor vil ventilerne, selv naar disse er aapne, vanskeliggjore gasens ind- og utstromning fra eksplosionskammeret (fig. 2). Ved den ventillose motor derimot suges gasen uhindret ind og presses igjen uhindret ut efter endt eksplosion (fig. 3). For at gjendrive indvendingen mot sleidemotoren, at en uforholdsmassig kraft medgaar for at overvinde friktionsmotstanden mellem «sleider, stempel og vag- ger, blev folgende prove gjort ogsaa under kontrol av den kgl. engelske automobilklub. En ventilmotor og en sleidemotor av samme dimension blev montert i forsoksbank, og saa drevet rundt ved hjælp av en elektrisk dynamo. Ved at maale den til dette arbeide medgaaende kraft, viste det sig at der gik mere kraft tilspilde ved ventilmotoren end ved sleidemotoren. Sluttelig kan jeg ikke andet end uttale min forbauselse over hr. Lie's minimale tillid til de hjemlige reparations- verksteder. En sleidemotor er da sandelig ikke saadant hekseverk at man skulde bli nodt til, som regel »at sende motoren til fabrikken for at faa den reparert«. Jeg indrommer at nogen stor erfaring kan vi neppe sies at ha, eftersom endnu mig bekjendt ikke nogen av de her i Norge varende sleidemotorer har tiltrangt reparation. Men de lykkelige eiere av ventillose automobiler kan ta det med ro. Jeg tviler i alle fald ikke paa at vore hjemlige reparationsverksteder vil kunne lose ogsaa denne opgave.
Sleidemotoren er som kraftmaskin overmaade økonomisk sammenlignet med ventilmotoren. Yderligere bedres forholdet ved den omstændighet, at omdreiningstallet for en sleidemotor med fordel kan økes betydelig over ventilmotorens, helt op til 2 200—2300, ja endnu langer.
Med liten bakakselutveksling tar den ventilløse automobil stigninger med den største lethet, og samtidig holder den fuldt maal med alle i stor fart paa flat vei. Det er saaledes ikke som av hr. Lie paastaat, »paa bekostning av«, men tvert imot, som følge av det store omdreiningstal. Hr. Lie's løst henkastede paastand om at sleidens sidebefæstigelse let brytes av, skylder han at bevise. Jeg har selv aldrig set eksempel herpaa, og resultaterne av foran anførte prøver skulde heller ikke tyde paa nogen svakhet i konstruktion.
At vare vanskelig at starte i koldt veir er en mangel som sleidemotoren faar finde sig i at dele med ventilmotoren, og hvad angaar stoi, saa tror jeg ogsaa her at hr. Lie er paa vildspor. Man maa skjelne vel mellem stoien fra ventilernes klapring paa sine sater - et fænomen som ventilmotoren maa forbeholde sig selv, den vare sig ny eller gammel, og den stoi som fremkommer naar lagrene blir slidte, enten av alde eller daarlig pass. Denne stoi faar de begge finde sig i, som en tilkjendegiven av at en tiltrakning av lagrene er nodvendig. Den kommer man nok aldrig forbi. Der kunde endnu vere adskillig at tilfoie, men jeg skal ikke lagge beslag paa mere av det ærede blads sterkt efterspurte spalterum. Dog falder jeg i fristelsen for at minde om raven og rognebarene, naar hr. Lie uttaler: »I fagkredser paadrog det sig derfor kun en almindelig hovedrysten, da for et par aar siden sleidemotoren atter dukket op.« »Et par aar« synes ogsaa litt stedmoderdig for en konstruktion fra 1903. At sleidemotoren er en modesak, kan vistnok ha sin rigtighet; men at eftersperslen efter ventillose automobiler skal ha naadd hoidepunktet, er neppe trolig. Endnu er fabrikationen paa langt nær stor nok til at dakke eftersporslen, og den samlede aarsproduktion er allerede ibortbestilt aaret i forveien. Der er som regel kun en fabrik i hvert land, som mot god betaling kan faa ene- retten til fabrikation av en patentbeskyt- tet motor. Det ældste patent for sleidemotor Knight's - er forlængst licen- sert i de vigtigste industrilande. 0g hvor »næsten alle fabrikker kan faa kjopt sleidemotorer om onskes«, forstaar ikke jeg, da antallet av brukbare saadanne vistnok kan talles paa den ene haands fingre. Den som selv har hat anledning til at folge arbeidet paa en storre automobil- fabriks studiekontor, vil heller ikke ha vanskelig for at finde et andet og vel saa korrekt svar, som hr. Lie's, paa spors- maalet om hvorfor ikke de av ham eksempelvis navnte fabrikker bygger ventil- lose automobiler.
Der arbeides nok med ventillose motorer nar sagt paa alle de sterste automobilfabrikker; men saalænge man ikke er kommet til et tilfredsstillende resultat, dakker man mest mulig over de mislykkede forsok. 1912 har bragt os tre nyskapninger av ventillose motorer, to franske og en engelsk. Flere vil sikkerlig komme.
Men det er ikke et oiebliks sak at finde op en ny og tilfredsstillende ventillos motor. Den maa nok gjores om igien mange gange forinden den med fordel kan kastes ind paa det forventningsfulde automobilmarked. Dobbelt vanskelig blir det, naar man har lart hvad man kan forlange. Det har nemlig den fortrinlige Knights ventillose motor lært os.
Kristiania, den 26. Mars 1912.
Erbødigst
Oscar Klingenberg.