Betrieb und Bedienung von ortsfestenViertakt Dieselmaschinen Von Arthur Balog Salomon Sygall und Dlpl-Ingenleur Werkführer Mit 58 Textfiguren und 8 Tafeln Springer-Verlag BerlinHeidelberg GmbH 1920 Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Copyright1919bySpringer-VerlagBerlinHeidelberg UrsprünglicherschienenbeiJuliusSpringerinBerlin1919. ISBN978-3-662-24449-4 ISBN978-3-662-26592-5 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-26592-5 Vorwort. Die beiden Verfasser, Fachleute der Theorie, Konstruktion und Praxis vonDieselmotoren, die sich seit der Marktfähigkeit dieser Motore mit ihrem Bau beschäftigen, haben sich entschlossen, ihre Erfahrungen zu sammeln und der Öffentlichkeit zu übergeben. Da diesesBuch Iür Personen bestimmt ist, die sich mit dem Dieselmotor berufsmäüig be schäftigen, so wurde die allgemeine Konstruktion der Maschine als be kannt vorausgesetzt. Die Absicht der Verfasser ging dahin, für den Fall der zumeist vorkommenden Störungen zur raschen und erfolgreichen Abhilfe Ratschläge zu erteilen; natürlichkonnten nicht alle vorkommenden Fälle angeführt werden; dies wUrdeauch über den Rahmen diesesBuches hinausgehen; denn es gibt Fragen, derenLösung nicht mehr imWirkungs kreise des Maschinenpersonals, sondern in dem des Maschinenlieferanten liegt. Die Abhandlung ist in Form von Fragen gewählt, welche Form aus dem Grunde für zweckmäßig gefunden wurde, weil demBedienungs personal, Werkführer usw. stets diese Fragen auftauchen, deren Lösung ihnen oft aus Mangel an umfassenderen Kenntnissen Schwierigkeiten bereitet. Es sei noch erwähnt, daß über einzelne Teile in verschiedenenAb schnitten dieselben Ausführungen wiederholt sind; es handelt sich dabei um solche Teile, deren Funktion von 'ganz besonderer Wichtigkeit ist, und die sich dem Leser besonders einprägen sollen. DieVerfasser haben größtes Gewicht darauf gelegt, Klarheitdarüber zu geben, welche üblen Folgen eine nachlässige, oberflächliche und nicht sachgemäße Wartung der Dieselmaschinen mit sich bringt, undfalls die Bestrebungen der Verfasser, hierüber aufklärend zu wirken und darin Wandel zu schaffen, von Erfolg begleitet werden, so haben sie mit der Abfassung dieses Buches keine unnützeArbeit verrichtet. Budapest, im }lai 1919. Arthut Balog. Salomon SygaU. Inhaltsverzeichnis. Seite I. Die Grundplatte mit den Hauptlagern 1 11.Der Ständer · . . 3 111. Der Kolben . . . . 7 IV. Die Kolbenringe . .. 13 V. Der Zylinderdeckel. 15 VI. Die Pleuelstange.'. 21 VII. Die Welle 25 VIII. Saug- und Auspuffventil 28 IX. Anlatlventil . . 35 X. Brennstoffventil 37 XI. Regulator . . . 49 XII. Brennstoffpumpe 52 XIII. Der Luftverdichter 59 XIV. Ölverschraubungen,Leitung und Schmierölpumpe 77 XV. Vorzündung . . . 79 XVI. Steuerung . . . . . . . . . 81 XVII. Brennstoffverteller . . . . . 85 XVIII. Auspuffrohr undAuspufftopf 87 XIX. Luftgefätle . . . .. ..". . 89 XX. Wie erfolgt die Parallelschaltung von Dieselmaschinen? 93 XXI. Anlassen, Inbetriebhaltung und Abstellender Maschine 95 XXII. Das Indizierennnd die Indikatordiagramme 105 XXIII. Brennstoffe für"Dieselmaschinen . . . . . . . . . . . 115 l. Die Grundplatte mit den Hauptlagern. Zunächst und am häufigsten von den vorkommenden Störungen tritt ein Warmlaufen der Lager auf. 1. Durch welche Umstll.nde wird das Warmlaufen der Hauptlager der Grundplatte verursacht und welche sind die zu befürchte,nden Folgen? DasWarmlaufen der Hauptwellenlager kann hervorgerufen werden: a. durchunrichtige Schmierung, z.B. durch Verwendung von nicht geeignetem Schmieröl, oder durch zu langen Gebrauch des gleichen Oles, weil dabei das öl steif wird (Verharzung des Oles), so daß sich die Schmierringe der durchwegs als Ringschmierlager ausgebildeten Lager nicht mehr drehen können; b. durch die Verwendung von Lagermetall (Komposition), dessen Beschaffenheit den hohen .Beanspruchungen bei Dieselmaschinen nicht entspricht, wodurch ein zu rascher Verschleiß der Lagerschalen und da mit eine sehleehte Auflage der Welle herbeigeführt wird; c. durch unrichtigen Einbau der Lagerschalen, wenn gelegentlich des neuen Zusammenpassens abgenützter Lagerschalen nicht richtig be messene Einlage(Instrumentenblech) unter die Lagerschalen gelegt wird. Eine nicht rechtzeitige Beseitigung der Schäden in denerwähnten Fä.llen fUhrt oft in kurzer Zeit zum Wellenbruch. Hierüber werden wir später, gelegentlich der Besprechung der Welle noch Näheres mitteilen. Außer der Ringschmierung kommt bei Hauptlagern noch Druck schmierung vor, bei welcher das 01 durch eine Pumpe unter Druck in die hohle Kurbelwelle hineingepreßt und so den Lagern zugeführt wird, wo es gleichzeitig auch als Kühlmittel wirkt. Diese Art derSchmierung findet aber nur bei größeren Einheiten (von 125 PS Zylindereinheiten aufwärts) und bei Schnelläufern Anwendung. 2. Welche Zusammensetzung soll gutes Lagermetall im Mittel aufweisen und wie werden die Lagerschalen mit Lager metall ausgegossen? Je nach der Verwendungsart ist die Zusammensetzung von Weiß metall verschieden; ein mittelhartes Lagermetall, daß sich bei Diesel maschinen gut bewährt hat, ist folgendes: 80% Zinn, 16-17OfoAntimon und 3-4Ofo Kupfer. Der Schmelzpunkt dieses Metalls liegt bei 2700 C. Weichere Legierungen enthalten weniger Antimon, härtere mehr Antimon und Kupfer, wie vorstehende Legierung angibt. Bleizusatz Balog-Sygall,Viertakt-Dieselmaschinen. 1 2 Die Grundplatte mit den Hauptlagern. macht dasWeißmetall minderwertig, weich und weniger widerstandsfähig und ist fürDieselmaschinenlager unter allen Umständen zu vermeiden. Vor dem Ausgießen werden die Lagerschalen mittels Lötwasser oder Salzsäure gebeizt, um jedwede Unreinigkeit zu beseitigen, alsdann mit Zinn bestrichen und mittels eines Eisendrahtes zusammengebunden. Hierauf werden sie im Holzkohlenfeuer angewärmt und nachdem die Mitte durch einen Dorn von einem etwas kleineren Durchmesserals die Welle ausgefüllt worden ist, unten und seitlich mit Leim verklebt und das Lagermetall oben hineingegossen.. 3. Das Herausnehmen der unteren Lagerschalen aus der Grund platte ist naturgemäß sehr einfach, wenn die Welle herausgenommen wird; wie nehmen wir aber dieselbe heraus, wenn das Ab montieren der Hauptwelle nicht erfolgen kann oder soll? Da die untere Lagerschalenhälfte in der Grundplatte, wiedie oberen in dem Lagerdeckel, so genau eingepaßt ist, daß sie nur durch starke Schläge, dieaber zu vermeidensind, herauszubringen wäre, sobedient man sich zu ihrer Heraus nahme Hilfswerkzeuge. Im Allgemeinensind hier für dieErfahrungen und MethodenderErzeugungs werkstättemaßgebend;für den Fall, daß diese nicht Fig. 1. besondersbekanntgegeben sind, seinachstehend eine vielfach übliche Methode für das Herausnehmen der Lagerschalen kurz beschrieben: Um das Herausnehmen derSchalen durch die darauflastendeWelle nicht'zu erschweren, wird die letztere mittels zweierentsprechend starker Holzkeile, die unter die beidenEnden der Welle getrieben werden, um einige Zehntel Millimeter gehoben und alsdann ein mit Haken versehener Hebel in das Schraubenloch derLagerschale eingesetzt, worauf die Schale mittels eines aus Flacheisen hergestellten Schlüssels 10X50(sieheFig. 1) herausgedreht werden kann. 4. Welche Folgen stellen sich ein, wenn Schmieröl in das Fundament gelangt? Das in das Fundament eindringende 01 macht den Beton mürbe und locker; geschieht dies an einer Stelle unter der Grundplatte, so wird ein Sinken derselben erfolgen und Hand in Hand damitsich ein Schief stelIen der Maschine einstellen, wodurch ein Warmlaufen der Lager ein treten kann. Auch ist Wellenbruch häufig die Folge dieserErscheinung. Dasherabtropfende 01 soll sich in den einzelnenMulden der Grund platte sammeln und durch eine gemeinschaftliche Rohrleitung abgeführt werden. Es kommt jedoch vor, dass das 01 infolge eines sich erst nach Der Ständer. 3 längerer Betriebszeitzeigenden Gußfehlers oder aber zufolge irgend einer anderen Undichtigkeit durchsickert, welcher Umstand dann, abgesehen von dem Olverlust, das vorerwähnte Lockerwerden des Fundamentes herbeiführt. Wurdefestgestellt, daß die Grundplatte schief liegt, so ist gelegentlich der gründlichen Instandsetzung, welcher die Maschine von Zeit zu Zeit unterzogen werden muß, das völlige Losreißen, Einstellen mittelsWasser wage und Neuuntergießen der Grundplatte unerläßlich. 5. Welche Nachteile erwachsen der Maschine aus einem schlecht aufgerichteten Fundament? Das Fundament muß bis auf tragfähigen Erdboden reichen. Ist der Boden sandig, locker, feucht oder morastig, so muß die Fundamentierung mit ganz besonderer Sorgfalt erfolgen, gegebenenfalls sind vorher Holz pfähle tief in den Boden einzurammen, denn sonst steht zu befürchten, daß sich das Fundament mit der Grundplatte oder das Außenlager senkt, was eine schiefe Lage der Maschine zur Folge hat. Die eintretenden Schäden sind dieschon unter 4 beschriebenen. In der Praxis war der Fall zu verzeichnen, daß eine auf sandigem Boden aufgestellteMaschine infolge Nachgiebigkeit des Bodens binneneines .Tahres zweimal Wellenbruch erlitten hat. Ist der Umfang, d. h. das Gewicht des Fundamentes zu gering, so kann es gelegentlich vom Motor selbst so stark in Vibration versetzt werden, daß sich diese Schwingungen bis in die benachbarten Häuser fühlbar fortpflanzen. - In derartigen Fällen bietet nur die Vergrößerung der Fundamentmasse Abhilfe. 6. Welche Beschaffenheit soll gutes Lagerschmieröl auf weisen? Nachstehend.sind die Durchschnittswerte eines guten Olesangegeben: Spezifisches Gewicht bei 150 C.: 0,91. Viskosität bei 500 C.: 6 GradeEngler. Flammpunkt: 2100 C. Zündpunkt: 2450 C. II. Der Ständer. 7. Welches sind die Gründe desZerspringens derStänder? Wie kann man demselben vorbeugen? Von unrichtiger Konstruktion abgesehen, kann der Ständersprung eintreten: a, Infolge zu starken Anziehens der Zylinderdeckelschrauben, in welchem Falle der Sprung von der Schraubenbohrung ausgeht. b. InfolgeWassersteinbildung, wobei sich der Ständer abnormal er wärmt und einegrosseMaterialbeanspruchung des betreffenden Teilesdurch die örtliche Erwärmung auftritt. Das Kühlwasser fließt kalt ab (siehe 1* 4 DerStänder. Punkt 8), die Kesselsteinablagerung verhindert eine Kühlung des be treffenden Teiles. c. Infolge Einfrierens des im Kühlraum verbliebenen Wassers bei Frost, welches von einer solchen Ausdehnung begleitet ist, daß der Ständer springen muß. Zu a ist zu bemerken, daß das gewaltsame Anziehen (mit einem Hammer oder durch Rohrverlängerung) nicht statthaft ist; die Mutter ist in kaltemZustande kräftig anzuziehen, dann während desBetriebes, d. h. wenn der Motor genügend erwärmt ist, nur mit dem Schraubenschlüssel nachzuziehen. Zu b (siehe unter 8). Zu c wird darauf aufmerksam gemacht, daß, falls Frostgefahr be steht, das Kühlwasser aus dem Kühlraum des Ständers (und auch der übrigen Maschinenteile) abzulassenist. Zu diesem Zwecke sind die Ständer einzeln mit Ablaßhähnen versehen. 8. Was ist die Ursache der Wassersteinbildung? Welche schädliche Einflüsse hat der Wasserstein auf die Funktion der Maschine? Wie ist der Wasserstein zu entfernen? Der Wasserstein entsteht durch die im Wasser imaufgelösten Zu stande vorhandenen Salze, die sich beiDampfbläschenbildnngan der heißen Zylinderwand abscheiden und zugleich dort festsetzen. Da der Wasser stein einschlechter Wärmeleiter ist, soisoliert er die innereWand, sodaß das Kühlwasser seiner Aufgabe: denEinsatz-Zylinder abzukühlen, um das Material derMaschine vor übermäßiger Wärmebeanspruchung zu schützen, nicht entsprechen kann. Die innere Temperatur des Motors steigt stark an, doch bleibt das Kühlwasser dabei kalt. Dieser Umstand bildet gleich zeitig einKennzeichen für das Vorhandensein von Wasserstein. Einzelne, wegen der Wassersteinschicht nicht gut gekühlten Teile werden abnormal heiß, infolge der übermäßigen Ausdehnung entstehen schädliche Beanspruchungen, was die Aufrechterhaltung einer ständigen Normalbelastung unmöglich macht und mit der Zeit zum Springen eines Maschinenteiles fllhren kann. - Wegen der hohen Temperatur der Wände kommt dieSchmierung nicht genügend zur Geltung, da das 01zum Teil verbrennt und teilweise an denZylinderwandungen festbrennt, wodurch nicht selten eine Kolben-Anfressung oder ein Warmlaufen des Kolben zapfens hervorgerufen wird. Die Wassersteinbildung kann dadurch hintangebalten werden, daß aus dem salzhaItigen, sogenannten harten Wasser ein Teil der Salze (der ganze Salzgehalt kann nur durch Destillation entzogen werden) mittels Chemikalien ausgeschieden wird oder daß man das Wasser in großen Reseryoiren klären läßt, d, h. also, daß man das harte Kühlwasser zu weichem Wasser macht. Der Ständer. 5 Diese vorbeugende Maßnahme hat sich am besten bewährt. Es ist auch vielfach gebräuchlich, den Wasserstein von der Wand abzulösen. Ein solches Verfahren ist z. B. das folgende: Der Kühlraum wird entleert und mit einer verdUnnten Lösungvon Salzsäure oder Essigsäure in der Weise gefüllt, daß auf je 20 I Wasser 1/2I Säure beigemengt wird. Da der Lösungsprozeß mit starker Gas entwicklung verknüpft ist, muß für dieGasausströmung ein Weg insFreie gesichert sein. Nach.dem Lösen des Wassersteins müssen die Kühlräume grUndlich ausgespült werden, damit das Eisen von der Säure nicht an gegriffen wird;ausdemgleichen Grundesindauch die MetaIiteiievorBeginn des Prozesses zu entfernen. Das Aufhören der Gasausströmung zeigt entweder an, aaß die Säure ver braucht ist, inwelchem Falle eine weitereMengeSäurein das Wasser einzugießen ist, oderaber, daß der Wasserstein vollkommen aufge löst ist. Trotzdemist es empfehlens wert, dieZylinderbUchsen von Zeit 'zu Zeit herauszunehmen, bei wel cher Gelegenheit nicht nur der Wasserstein, sondern auch der sicherlich vorhandene sonstige RUckstand gründlich und völlig entfernt werden kann (Fig. 2). 9. Wann muß die Zy linderbüchseaus dem .Ständer unbedingt herausgenommen werden? Die Zylinderbüchse ist in Fig.2. folgenden Fällen herauszuziehen: a. Zwecks gründlicher Entfernung des Wassersteines und sonstiger Ablagerungen. b. Zum Ausbohren der BUchse, wenn ein Ausbohren an Ort und Stelle nicht möglich und der Ständertransport erschwert ist. .Es wird nämlich dieZylinderbüchse nach mehrjähriger Betriebszeit durch Verschleiß oval, und zwar ist der Verschleiß in der Mitte des Zylinders in der Schwingungsebene der Pleuelstange am größten. Dadurch geht ein Teil der eingesaugten Luft während der Verdichtung verloren, der Enddruck der Verdichtung verringert sich und infolge der geringeren Luftmenge ist einerseits dasAnlassen erschwert und wirdandererseits auch dieLeistung des Motors vermindert. Bei höherer Belastung wird deshalb Luftmangel eintreten, dieVerbrennung verschlechtert - grau gefärbter Rauch- und übermäßig vielBrennstoff verbraucht werden. Außerdem entweichen auch