Prosper L'Orange 2
kfz-tech.de/PGe92
Ein eher ungewöhnlicher Beginn für ein Kapitel, besonders in einem Geschichtsbuch, aber glauben Sie mir, es muss an dieser Stelle sein. Zu viele Leute
lernen in dieser Zeit zu viele
Einzelheiten, ohne diese rechtzeitig miteinander und einem hoffentlich gründlichen Vorwissen zu vernetzen. Damit machen Sie sich noch mehr abhängig
von denen, die Ihnen etwas
erzählen.
Wir wollen uns hier einmal ein Beispiel anschauen, wie eine solche Vernetzung ablaufen könnte. Am besten beginnt die mit einer Verwirrung. Man hat
entweder etwas nicht verstanden oder
es passt nicht zu dem, was man schon weiß. Das hätte Ihnen gut im ersten Kapitel zu Prosper L'Orange passieren können und vielleicht auch müssen.
Warum? Weil sich hier ein offensichtlich als Techniker gut ausgebildeter Mensch über Jahre damit beschäftigt, wie man dem Brennraum des Dieselmotors
eine Art Vorraum hinzufügt und
sich damit jede Menge Probleme einhandelt. Meist ist es dort zu heiß und vermutlich bei geänderten Versuchsbedingungen auch mal zu kalt. Es kommt zu
Verkokungen oder zu
Kondensation.
Ersteres aber eigentlich nur, weil das Volumen so klein ist, dass der eingespritzte Kraftstoff nicht genügend Sauerstoff vorfindet. Und dann kommt er nach
Jahren u.a. auch durch die
Versuche mindestens eines anderen Ingenieurs drauf, wie er die Temperatur in dem kleinen Raum genannt Vorkammer einigermaßen in den Griff kriegen
kann.
Man muss nicht unbedingt Rennsport-Fan sein, um die Unmöglichkeit der Konstruktion zu erkennen. Wo jeder halbwegs vernünftige Mensch die Wege
eines verbrennenden Gemischs
zum Kolben hin möglichst frei zu halten versucht, baut man mit einer Vorkammer ein künstliches Hindernis ein. Anfangs ist das noch eine etwas größere
Bohrung, später sind es mehrere kleine.
Das muss doch auffallen, dass hier etwas Leistung und evtl. auch Wirkungsgrad verschenkt wird.
Ja, werden manche sagen, das ist ja auch nur beim Dieselmotor so. Da ist ja die Leistung nicht so wichtig. Beim Benziner wäre das natürlich viel
schlimmer. Alles Unsinn, weil es natürlich
bei der Abgabe von Drehmoment pro Zeiteinheit (= Leistung) immer um dieselbe Sache geht. Ein Benzin- und ein Dieselmotor unterscheiden sich
bezüglich der Zündung bzw. Entflammbarkeit, nicht aber
wesentlich bezüglich der innewohnenden Energie.
Wenn also früher der Fahrer eines Lastwagens wegen der längeren Tankzeit eine Zigarette rauchte, dann hätte er das bei Benzin gewiss nicht getan, weil
er einen riesigen Knall
gefürchtet hätte. Dabei wäre der Knall vermutlich noch größer gewesen, hätte er die gleiche Menge Diesel entzünden können, denn dessen Energiegehalt
ist bekanntlich noch um knapp 13
Prozent größer.
Zurück zu der Erfindung von Prosper L'Orange. Warum in drei Teufels Namen lässt der nicht die komplette Vorkammer weg und spritzt direkt in den
Brennraum ein, wo er doch
offensichtlich schon eine Einspritzpumpe zur Verfügung hat? Da Vorkammer und Hauptbrennraum miteinander verbunden sind, müsste doch der Druck,
wenn auch mit einer kleinen
Verzögerung, in beiden Räumen gleich sein.
Jetzt muss ich doch noch um einen Augenblick Geduld bis zur Beantwortung dieser Frage bitten. Denn hier könnte der Bezug auf schon Gelerntes
einsetzen und wäre auch sehr nützlich.
Denken sie nur an Nikolaus August Otto, den Erfinder des Viertaktmotors. Hat er diesen Motor nicht eigentlich schon 1862 erfunden und auch bauen
lassen? Die Erfindung wird aber
auf das Jahr 1876 datiert. Der Unterschied erklärt sich ganz einfach damit, dass dieser Motor sich während weiterer Versuche selbst zerstört hat.
Er hat einfach die Wucht der durch die Verdichtung intensivierten Verbrennung nicht ausgehalten, was sein Schöpfer erkannte und die Sache erst einmal zu
den Akten legte. Und wie hat er
es geschafft, den Motor dann Jahre später doch noch zu dauerhafter Funktion zu bringen? Er hat die Regelung für die Verbrennung und die Mechanik so
verändert, dass sie den jetzt
geminderten Druck aushielt. Das konnte man damals z.B. durch ein mageres Gemisch, weniger Verdichtung und ein geändertes Öffnen zum Flammraum
hin (Zündung).
Der Benzinmotor entpuppte sich schon damals als viel regelbarer als der Dieselmotor. Prosper L'Orange standen diese Möglichkeiten nicht zur Verfügung.
Der Motor braucht eine gewisse
hohe Verdichtung, weil sonst keine unter allen Umständen sichere Zündung zustande kommt. Und das Gemisch ist ohnehin nicht beeinflussbar, weil es
durch das Einspritzen von Kraftstoff
in die heiße Luft quasi von selbst entsteht, sich wohl immer auf der mageren Seite bewegt.
Rudolf Diesel ist also nicht nur durch die fehlende Pumpe mit der Direkteinspritzung gescheitert, eine funktionierende Zündung hätte ihm den Motor
zerschlagen. Selbst ein Sprung in die
heutige Zeit zeigt die Problematik. Vergleichen Sie nur die Kolben von Diesel- mit denen von Benzinmotoren. Erstere bilden immer noch so etwas wie eine
Kolbenkammer, einer
Vorkammer inzwischen längst nicht mehr ähnlich.
Was bedeutet das nun? Einen Verbrennungsmotor kann man nicht ungezügelt sein Gemisch verbrennen lassen, man muss den Vorgang regeln. Das fällt
beim Benziner leichter, weil man
dort mehr Möglichkeiten (Parameter) hat. Aber letztlich gilt für beide, dass sie erst domestiziert wurden, seitdem es feinste Mechanik/Hydraulik und die
Elektrik gibt. Es musste anfangs noch gar nicht unbedingt die
Elektronik sein. Denn z.B. die Summerzündung sehr früher Tage hat schon eine gewisse Ähnlichkeit mit der heutigen Mehrfachzündung.
Ist das nicht verrückt, ein Teilgebiet der Elektrik, die elektronische Regelung, hilft dem Verbrennungsmotor zu seiner wohl endgültigen Stärke. Und ein
anderes Teilgebiet der Elektrik sorgt
dafür, dass er in absehbarer Zeit ersetzt wird. Jedoch sind die Unterschiede dieser beiden Gebiete beträchtlich. Sie zeigen exakt an, was Strom gut kann
und was nicht so gut.
Ein Verbrennungsmotor kann also wegen des vergleichsweise riesigen Energiegehalts seines Brennstoffs nicht unbegrenzt heruntergeregelt werden.
Schauen Sie sich nur die
Modellmotoren mit ihren unglaublichen Literleistungen an. D.h. auch wenn wir zwölf von ihnen zum kleinsten Zwölfzylinder der Welt zusammenfügen
würden, er wäre wohl kaum von Null
an hochfahrbar oder würde ohne eine strikte Regelung funktionieren.
Dagegen der Elektromotor. Inzwischen nur noch mit der Lagerung als möglicher Verschleißquelle kann er fast beliebig klein gebaut werden und minutiös
hochgefahren werden.
Die Energie kommt halt gewöhnlich in kleineren Dosen zu ihm. Da steckt eine gewisse Beschränkung drin, die sich dann allerdings auch beim Laden und
Speichern der Energie
bemerkbar macht. So schnell tanken wie ein F1-Auto wird das Elektroauto wohl nie können.
Deutsche Untertitel möglich . . . |
'Der Vorkammermotor hat einen
besonders hohen Wirkungsgrad', ha, ha, ha . . . |
kfz-tech.de/YGe10
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