I4o Mitteilungen aus verschiedenen Gebieten. Die Natur- wissenschaften

vielleicht his zn einem gewissen Grade eine unbewuflte Reaktlon au] einen rein optische~ Reiz darstellt. Jedes XYesen, dem die AuBenwelt in erster Linie dureh den Gesichtssinn vermittelt wird (wie die Menschen gehOren auch die VSgel zu diesen GeschSpfen) hat die auch unter der BewuBtseinsschwetle wirkende Gewohnheit, sich bei seinen Bewegungen yon optischen Richtlinien leiten zn lassen. Besteigen wir setber einen Hi, gel, der yon Stoppelfeldern bedeckt ist, so folgen wit vielleicht einer einzigen, yon der Pflugschar querfeldein gerissenen Furche, auch dann, werm damit keine~'lei motorische Erleichterung verbunden ist, und zwar, ohne darflber irgendwie nachzudenken. Ebenso werden V6gel, falls es sich irgendwie in ihre Bewegungsrichtung einschalten li~Bt, einem langen schmalen Bergrficken, dem Ufer eines langgestreckten Landsees, einer grellgelb ins blaue Meet gezeichneten Nehrung wohI auch dann folgen, wenn kein Gesichtspunkt praktischer oder gar biogenetischer Art daffir spricht.

Auch die kurz skizzierte Arbeit des Mfindener Fach- genossen zeigt, wie sehr gerade heute wieder der Vogel- zug im Mittelpunkt des biologischen Interesses steht. M6chte das aach f~irderhin noch manche wesenhafte Arbeit zeitigen. FRITZ BRAUN.

Probleme des Motorenbaues. Man sollte denken, dab heate, wo das Automobil sozusagen ein Gebrauchs- artikel geworden ist, der in Massen in stets gleicher Art und G/ate erzeugt wird, wie es wenigstens in Amerika der FM1 ist, die Seele des AutomobiIs, sein Motor, in der technischen EntwicMung abgeschlossen sei; denn Massenerzeugung setzt Fabrikationseinriehtungen vor- aus, die sehr kostspietig sind und deren Anlagekosten dnrch entsprechende Mengen des Erzeugnisses gerecht- fertigt werden mfissen. Diese k6nnte man abet nicht absetzen, wenn sie sich im Gebrauch nicht bewi~hren wfirden. Also muB auch der heutige Automobilmotor sNnen Gebrauchszweck bereits gut erffillen. Die t/~g- lithe Anschauung beweist dies auch zur Genfige; der heutige hochentwickelte Stand des Automobils, seine einfache Benutzbarkeit durch Fahrer ohne jedes technische Wissen, seine Zuverlassigkeit bei grogen Reisen deuten auf eine hohe Voltkommenheit in tech- nischer Hinsicht.

Dennoch ist schon der einfachste Automobilmotor noch roll von Problemen und technischen Unvoll- kommenheiten, fiber die mail sich nut dadurch hinweg- hilft, dab man sich mit gewissen M~ngeln der Betriebs- weise abfind'et. Dazu kommen neue Probleme, die die noch immer im Gang befindliche technische Weiter- entwicldung mit sich bringt.

Ein groBer Mangel ist es z. B., dab wir fiber die Vor- g/~nge, die sich bei der Verbrennung des im Motor- zylinder verdichteten und durch einen elektrischen Funken entzt~ndeten Gemisches yon Benzindampf and ~[,uft noch so wenig unterrichtet sind. Es gibt eine ganze Reihe yon Hypothesen fiber die chemischen Um- wandlungen, die die Kohlenwasserstoffe des Benzins auf ihrem Wege bis zu den Endprodukten der Verbrennang, die Kohlens~ure and Wasser sein mfiBten, durchtaufen, allein die Verbrennung l~uft so schnell ab, dab es bis jetzt nieht m6glieh gewesen ist, ihre Stufen zu verfolgen.

Die Kenntnis dieser Vorg~nge w~re abet auBer- ordenflich wichtig; denn sie wfirde dazu beitragen, die Erscheinungen des sog. ,,Klopfens" zu ld~ren, die heute im Motorbetrieb vielfach Schwierigkeiten bereiten. Man nimmt heute atlgemein an, dab das Ktopfen im Motor auftritt , wenn die normale Verbrennung des Gemisches in eine augenblickliche Entf lammung des ganzen noch nicht verbrannten Teiles der Ladnng fiber-

geht und dab das eigentfimliche KlopfgerXusch, das hierbei auftritt, die Folge auBerordenflich grol3er Drucksteigerungen im Zylinder ist. Man kennt terner eine AnzaM yon Stoffen, die, in ganz geAngen Mengen dem Benzin zugesetzt, dieWirkung haben, dab sic das Klopfen unter sonst gleichen VerhMtnissen verhindern, z .B. das Eisencarbonyl oder das Bleitetra~thyl. Man nennt solche Stoffe daher auch Klopfbremsen.

~Vorauf die ~rirkung dieser Stoffe beruht, tiat man aber bisher nicht mit Sicherheit feststellen k6nnen; ebensowenig kann man noch sagen, woher es kommt, dab im Gegensatz zu Benzin oder Petroleum, deren Kohlenwasserstoffe im allgemeinen aus der Paraffin- reihe stammen, das BenzoI, das ein aromatischer Kohlenwasserstoff ist, flberhaupt kein Klopfen hervor- ruff. Gewisse lBeobachtungen amerikanischer and eng- lischer Forscher deuten ferner darauf hin, dab unter sonst gleichen VerhXltnissen bezfiglich Brennstoff, Verdichtung und ~N~rmezustand des Motors die Form des Zylinderkopfes einen wesentlichen EinfluB auI die Neigung zum t~lopfen ausflben kann. Darauf grflndet sich heute eine ganz neue Schule der Zylinderkonstruk- tion, die leider nur mehr oder weniger empirisch arbeitet, da der Verbrennungsvorgang zu wenig geki~rt ist. Die einen behaupten, man mfisse die zu verbrennende Ladung in starker Wirbel~ng erhalten, damit sich die Flamme schnelI darin fortpflanzen kann und sich nicht einzelne Teile der Ladung abzweigen, die dann infolge sehr hoher Verdichtung dutch die bereits verbrannten Gase zur Entf lammang gebraeht werden. Diese Rich- tung bevorzugt also Verdichtungsr/~ume mit m6glichst kngeliger Form, wie man sic bei Anwendung yon h/~agenden Ventilen erh~lt, j edenfalls aber Verdichtungs- r~ume, die m6glichst wenig zerklt~ftet sind, Im Gegen- satz hierzu behauptet die andere Richtung, es komme darauf an, den noch nicht entzfindeten Tell der Ladung im Verdichtungsraum ausreichend zu kfihlen, damit er auch bei sehr starker Verdichtnng nicht entflammt. Auch dies kann richfig sein. Leider l~Bt sich heute noch nicht beurteilea, welches Verfahren praktisch den besseren Erfolg liefert.

J~hnlichea Schwierigkeiten steht man gegenfiber, wenn man den Weg des im Vergaser gebildeten Ge- misches bis zum Motor verfolgt. Der Vergaser bildet das Gemisch dadurch, dab die yon den Motorkolben aagesaugte Luft mit hoher Geschwindigkeit an der Spritzd~se vorbeistreicht and das aus der Dfise heraus- tretende Benzin aufnimmt. Da der Weg yon der Dfise bis zum Zylinder in sehr kurzer Zeit zuriickgelegt wird und die Zerst~ubung bei dem geringen Unterdruck an der I)t~se nicht besonders rein ist, t/~Bt es sich nicht vermeiden, dab die Luft auBer Di~mpfen auch tropfbar ftfissigen Brennstoff mitffihrt, wenn sie die Stelle er- reicht, an der sich die Rohrleitnng zu den einzelnen Zylindern verzweigt. Je nach dem Widerstand, den bier das Gemisch finder, kann sich daher darans flassiger Brennstoff an der Wand der Ansaugleitung starker oder schwXcher abscheiden. Die Folge davon ist, dab die Zylinder bei gleichen Mengen yon Gemisch verschiedene Mengen yon Brennstoff erhalten.

Es gibt nun ein einfaches Mittel, um zu prfifen, ein wie starkes Gemisch ein Motorzylinder erhalten hat, ni~mlich die chemische Analyse der Auspuffgase. Ihr Gehalt an Kohlens~ure bietet unter sonst gIeichen Verh~ltnissen einen guten MaBstab ffir das Verh~tltnis • con Lnft zu Brennstoff, das sog. MischungsverhNtnis, das ursprfinglich in der Zylinderladung vorhanden war. Solche Messungen sind tats/~ehlich vor kurzem bei ver- schiedenen UmdrehungszaMen an einem Sechszytinder-

H i , 6. 1 7. 2. x93o.1

Mitteilungen aus verschiedenen Gebieten. 141

motor durchgeffihrt worden. Die Ergebnisse seien in der nachstehenden Zahlentafel mitgeteilt:

UIII~ drehungen

in der Minute

828 920

1094 1243

Mischungsverhgltnis Luft: Brermstoff (Gewichte)

Zy- Zy- linder linder

14,75 12,35 14,8 t2,9 13,95 13,35 13,7 13,7

Zy- linder

3

I2,1 t2,9 I3,I 13,45

Zy- linder

4

12,5 12,75 13,2 13,45

Zy- linder

5

I2,95 13,65 13,45 13,7

Zy- NIittel- linder6 weft

13,95 I3,15 I4,I5 13,35 13,95 13,45 13,75 13,7

Diese Zahlen sind in mehrfacSer Beziehung lehrreich. Einmal zeigen sie, wie man besonders an den Mitten werten der letzten Spalte erkennt, dab der mittlere Luftgehalt des Gemisches mit steigender Drehzahl zunimmt. Das ist auch zweckm~13ig, well n i t steigender Drehzahl der beste thermische "vVirkungsgrad des Motors bei immer schwXcheren Gemischen erreicht wird. Anderseits erkennt man, dab namentlich die auGenliegeuden Zylinder : und 6 luftreichere, also an Brennstoff ~rmere Gemische erhalten, weil diese Zylinder l~ngere Ansaugwege haben und auf diesen Vqegen mehr Tropien aus d e n Gemisch ansgeschieden werden. Diese Schwierigkeit, die Zylinder eines Mehr- zylindermotors n i t gleichm~Big zusammengesetztem Gemisch zu versorgen, ist der Grund dafiir, dab ein Mehrzylindermotor niemals die gleiche LeistuIlg ergibt wie die gleiche Anzahl yon Einzylindermotoren. Welter biIdet die Ungleichf6rmigkeit der Leistungen der einzeI- hen Zylinder eines Mehrzylindermotors die Quelle fflr das Auftreten yon Torsinnsschwingungen der Knrbel- welle, die besonders gef~hrlich werden k6nnen.

Es gibt noch manche andere Schwierigkeiten, die sich ans dem Umstaud ergeben, dal3 man bei den henri- gen Vergasern die Vorg~nge bei der Bildung des Ge- misches nicht genau genug beherrscht. Beispietsweise h~ngt das sog. ,,Anzugsverm6gen" des Motors, d. h. seine F~higkeit, den Wagen aus dem Stillstand in m6glichst kurzer Zeit zu beschleunigen, n i t diesen Vorg~ngen insofern zusammen, als man ffir diesen Zweck ein an Brennstoff m6gliehst reiches Gemisch haben mul3, damit der Motor sein h6chstes Drehmoment eutwickeln kann. Man versucht, dieses Ziel in neuerer Zeit dadureh zu erreichen, dab man n i t deia Gashebel am Vergaser eine eigene Pumpvorrichtung verbindet, die beim t)ffnen der Gasdrossel eine zus~tzliche Menge an Brennstoft in den Mischraum des Yergasers f6rdert.

Atlein solche Hiifsmittel haben anch gewisse M~ngel; unter gewissen Umst~uden kann z. B. das Gemiseh, das so der Motor beim Anfahren erhMt, zu vim Brennstolf enthalten, so dab es sich ulcht mehr entziinden l~Bt. Der Motor ,,verschluekt" sich und versagt ganz. Aueh yon dem Grad der W~trmezufnhr wXhrend dieses Vorganges ist die Wirksamkeit soIcher Hitfsmittel abhAngig. Dadurch wird die Empfindtich- keit des Motors gegen Einfliisse der Witterung ge- steigert, was im Interesse tier leichten Bedienbarkeit des Wagens recht wenig erwiinseht ist.

Es leuchtet ein, dab man ~delen yon den geschilder- ten Schwierigkeiten begegnen k6nnte, wenn man, wie es bei den Fahrzeug-Dieselmotoren geschieht, Luft und Brennstoff auf getrennten VCegen in den Zylinder einffihren und erst im Verbrennnngraum des Zylinders miteinander vermischen wflrde. Neben der M6glich- keit, auI diese XYeise auch solche Brennstoffe im Auto- mobilmotor verarbeiten zu k6nnen, die nicht schon bei gewOhnlicher Luit temperatur schnell verdampfen nnd

daher heute bedeutend biUiger als Benzin, Benzol oder Spiritus sind, bietet das l~{erkmal der gesonderten Ein- ffihrung des Brennstoffes in den Zylinder einen der wichtigsten Vorzflge des Dieselmotors. Voraussetzung fftr seine Verwirldichung ist alIerdings, dab es gelingt, den BrennstofI sofort bei seinem Eintr i t t in den Zylin- der genlagend rein zu zerstAuben und die in Frage kom- menden, ~uBerst kleinen Brenustoffmengen genau gleichmABig den Zylindern zuzumessen.

Beide Aufgaben werden heute, uamentlich in Deutschlaud, eifrig verfolgt, so dab man hoffen kann, dab in absehbarer Zeit der Dieselmotor im Kraftfahr- zeug groBe Verwenduug finden wird. Die Schwierig- keiten des ausreichenden Zerst~ubens sucht man, nachdem das Zerst~uben mittels hochgespannter Druck- luft, wie beim klassischen Dieselmotor, wegen mangeln- der Einfachheit nicht in Betracht kommt, in der Hauptsache auf zwei Wegen zu 16sen. Der erste und einfachere ist das Einspritzen des Brennstoffes unter sehr hohem Druck yon 200--300 kg/qcm unter ge- eigneter _A_usbildung der Spritzdfisen. Dieses bei den sog. Druck-Einspritzmotoren angewendete Verfahren stellt natiirlich an die Bauart und Bearbeitung der Brennstnffpumpen sehr hohe Ansprfiche, die man noch nieht restlos erifillen konnte. Man ist sich noch nieht einlig dariiber, welchen konstruktiven Weg man end- gi~itig beschreiten wird, ob man jedem Zylinder seine eigene Pumpe mit Einspritzdfise zuteilen oder ffir alle Zylinder eine entsprechend gr6Bere Pumpe mit einer Art Windkessel verwenden soll, aus dem die Dfisen gespeist werden. Der letzte Weg scheint der einfaehere; er ist es aber in Wirklichkeit nicht, well man dabei an jedem Zylinder eiu BrenustoifventiI aubringen nnd dieses im richtigen Augenblick 6linen muB.

Der zweite Weg ffir das Einspritzen des Brennstoffes ist der, dab man erhitzte Brenngase dazu verwendet. Diese werden in einer sog. Vorkammer dadurch erzeugt, dab man eineu kleinen TMI der eingespritzten Brenn- stoffmenge darin verbrennen tXl3t. Der Druck der Brenn- gase, der in dieser Kammer einen kurzen Augenblick lang erzeugt wird, treibt dann den Rest der tliissigen Brennstoffladung in den Zylinder, und zwar, wie die Erfahrnng beweist, in geniigend Ieiner Zerst~nbung. Bei diesem Yerfahren brauchen die Brennstoftpumpen nur n i t verh~ltnism~13ig niedrigen Driicken, etwa 5 ° kg/qcm, zu arbeiten. Dagegen leuchtet ein, dab man die Verteilung des Brennstoffes auf die einzelnen Zylinder eines Mehrzylindermotors nicht so genau beherrscht, wie bei Druckeinspritzung, well man damit rechnen mug, dab in den Vorkammern der einzelnen Zytinder verschieden groBe Anteile der zugeffihrten Brennstoffmengen verbrennen.

Anch das genane Zuteilen der geringen 13rennstoff- mengen zu jedem einzelnen Zylinder bietet namentlich bei den h6heren Drehzahlen der Fahrzeugmotoren noch manehe Schwierigkeiten. Arbeitet man beim Druck- einspritzverfahren n i t getrennten Brennstoffpnmpen, so geh6rt zu jedem Zylinder eine besondere Brennstoff- leitung, und da diese Leitungen nicht gleich lang sein k6nnen, so braucht man verschiedene Zeiten, nm den in der Pumpe erzeugten Drucldmpuls bis zur Dtise fortzupftanzeu, in der er sich dnrch den Anstr i t t der bestimmten Brennstoffmenge entlastet. Dazu mflBte man die Steuerung jeder einzelnen Brennstoffpumpe auders einstellen, was sehr zeitraubend ist. Es kommt noch hinzu, dab diese Vorg~inge durch Longitudinal- schwingungen der in der Leitung befindlichen Brenn- stoffs~nle ver~ndert, und zwar, was besonders unan- genehm ist, bei verschiedenen Motordrehzahlen ver- schieden ver~ndert werden k6nnen.

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Das Druckeinspritzverfahren mit Druckwindkessel ist in dieser Hinsicht vietteicht gfinstiger, weiI man dabei mit' kfirzeren Brennstoffleitungen auskommen k6nnte. Allerdings macht die Notwendigkeit, die Brennstoif- veutile zu steuern, diesen Weg ffir Fahrzeugmotoreu nicht gerade verlockend.

Man erkennt hieraus, daB, so vielverheiBend die Aussichten der Fahrzeug-Dieselmotoren erscheiuen, dem Konstrukteur noch manche Aufgabeu gestellt sind, die gelSst werdeu mfissen, bevor man daran denken kann, diesen Weg in groBem Magstab zu beschreiten. H.

Messung yon Schallst~rken. In der Technik hat das Vermeiden unnStiger Ger~usche, die immer KraIt- verluste oder Abnutzungen bedeuten, seit jeher eine groBe Rolle gespielt. Es set nur daran erinnert, dab das Automobilwesen seiuen groBeu tecknischen Fortschri t t in neuerer Zeit ganz besonders dem Umstand zu ver- danken hat, dab es gelungen ist, durch Steigerung der Genauigkeit der Bearbeitung der Einzelteile viele Ger~iuschquellen ,zu verstopfen, die frfiher das Fahren auf die Dauer sehr ermfidend gemacht hatten.

Inzwischen hat infolge der gesteigerten Mechani- sierung unseres t~glichen Lebens, insbesondere natfir- lich infolge der Motorisierung des Verkehrs, auch die Offentliehkeit ein immer grSBeres Interesse daran gewounen, dab durch Vermeidung entbehrticher Ge- r~usche die Beanspruchung unserer Nerven gemildert und das Leben in der GroBstadt weniger anstrengend gestaltet wird. Zeichen soicher Bestrebungen sifid unter anderen verschiedene Preisausschreiben, bei- spielsweise das auf Anregung des Vereines deutscher Ingenieure erlassene, dutch die versucht wurde, L6sun- gen dieses schwierigen Problems zu gewinnen.

Als die erste Aufgabe, an die man herangehen muB, sobald man das LArmproblem behandeln will, stellt sich die dar, einwand#eie 2~littel zum Messen yon Ge- r~u.schen zn Iinden; denn nut anf Grund solcher an- erkannter Messuflgen k6nnte man beispielsweise daran deuken, gewisse StOrungen der 6ffenttichen Ruhe zu verbieten. Allein schon bier zeigt sick eine fast un- fiberwindlich scheinende Schwierigkeit, die darin be- steht, dab das St6rungsempfinden durch Ger~iusch sehr individuell ist nnd nicht nut durch die St~rke des Ger~iusches, was uoch leicht verstandlich w~re, sondern anch durch seinen Toncharakter beeinflul3t wird.

Man mnB sieh also dar~ber klar sein, dab man nur einen Teil der Aufgabe in Angriff genommen hat, wenn man versucht, die St~rke des Ger~usches zu messen und so vergleichbare Werte zu gewinneu. In der Regel verf~.hrt man hierbei derart, dab man das zu messende Ger~usch mit einem kfiustlich erzeugten Gefiiusch ver- gieicht und dessen St~irke mit HiKe eines elektrischen Widerstandes so lange ver~udert, bis beide Ger,'iuscke dem Okr des Beobachters gleick stark erscheinen. Die Gr6Be des eingestellten Widerstandes bietet dann einen MaBstab, den man zum Vergleich verschiedener Lfi.rm- quellen benutzen kann.

Das besckriebene Verfahren hat man in der letzten Zeit auch dazu verwendet, am die Wirksamkeit ver- schiedener Konstruktionen far die A~sp~JJ-Schall- dgmpfer yon Antomobil- und insbesondere Fahrrad- motoren zu prfifen, da das Motorenger~usch bekannflich in neuerer Zeit die auff~ttigste Quelle des StragenlXrms geworden ist. Man verwendet hierbei einen elektrisch betAtigen Summer als Vergleichsger~uschquelle, weil dessen Toncharakter dem des Motorenauspuffs ziemlich nahe kommt. Allerdiugs lasseu sick aueh bei solchen Messungen individuelle Einfl~sse, niimlieh das Emp- finden des Beobachters ffir die St~rke der Gerausche, nicht ganz ausschMten, so dab die Messungen nur bis

zu einem gewissen Grad Ms genau angesehen werden k6nnen.

Die Frage ist vor kurzem wieder aktnell geworden, als es sich darum handelte, ein Preisausschreibeu fiber Schalld~mpferkonstruktionen durchzufiihreu, das auf Veranlassuug des Reichsverkehrsministeriums erlasseu worden war, und genaue Ger~.uschmessungen an eiuer grogeu Anzahl eingereichter SchalldAmpfer in der Ver- suchsanstalt ffir I<ra~tfahrzeuge der Techu. I-lochscbule Dresden anzustellen. Ffir diese Messungen, die noch nicht abgeschlossen Mud, wurde eine Einrichtung nach beigeffigtem Plau eutworfen. Das wesentliche neue Merkmal dieser Einrichtnng besteht darin, dab das Ver- gleichsger~usch eine konstante, dagegen das zu messende Ger~iusch die ver~inderliche St~irke hat, d. h. in seiner St~rke so lange ver~ndert wird, his es mit dem Ver- gleichsger~usch fibereinstimmt.

Das Verfahren hat gegenflber dem bisher bekannten verschiedeue Vorteile, die geeignet sind, die Genauig- keit der Ergebnisse zu erh6hen. Einmal kaun man der konstanten Ger~uschquelle diejenige St~rke geben, welche slch nach Beobachtnngen im Verkehr und durch viele Individuen als die ~ul~erst zulAssige Greuze er- wiesen hat, so dab man die Einrichtung auch ifir andere als Anspuffmessungen verweudeu kaun. ]:)ann aber ist es auch wiehfig, dab der Beobachter nunmehr nur ge- d~mpfte Ger~usche yon genan gleichbleibender Stiirke zu vergleichen hat, was die Genauigkeit seines Beobach- tungsverm6gens erheblich steigert.

Die Anwendung der MeBeinrichtung I~Bt sick an der Hand der Abbildung leieht verfolgen: Das yore Motor erzeugte Auspuffgeriiusch, das aus dem Rohr I kommt, wird mittels eines Mikrophons 2 in einem Io m langen Schallkanal 3 aufgefangen, der zur Vermeidung yon St6rungen durch Schallrefiexe mit Wollfries dick aus- gekleidet ist. Das Mikrophon hat ein elektromagneti-

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sches System; Kohlenmikrophone haben sich n~mlieh nickt bew~Srt, weil sick die Kohlek6rner bei starken _~nderungen der Schallst~rke umlagern, was die Art der Schallflbertragung grundlegend ver~ndert.

Das Mikrophou erzeugt einen Wechselstrom, dessen St~rke der des Ger~tusches proportional ist. Dieser Strom wird in eine gut gegen Anl3engeriiuscbe isolierte SchallmeBzelle fortgeleitet, und zwar fiber unter- irdische Kabel mit Bleimantel, da sich gezeigt bat, dab