Motoare diesel pentru Marina Imperială

Dezvoltarea și construcția motoarelor diesel pentru Marina Imperială din Germania a fost deosebit de avansată după adoptarea legilor flotei . În Imperiul German, legile navale au constituit baza legală pentru construcția flotei germane înainte de primul război mondial, ceea ce a dus la o cerere mare de unități motrice pentru navele de război.

introducere

Rudolf Diesel cu motorul său cu ulei, așa cum erau numite inițial motoarele diesel

Fiind unul dintre primii dezvoltatori și antreprenori, Rudolf Diesel căuta o companie care să-și construiască noul principiu al motorului în paralel cu corespondența sa cu biroul de brevete din München. După negocieri îndelungate, mașina funcționează Augsburg, din 1908 Augsburg-Nürnberg MAN , iar în curând și Krupp a fost de acord să finanțeze un motor bazat pe proiectele Diesel. Pentru aceasta au devenit coproprietari ai brevetelor Diesel .

Mașini experimentale din 1893

Primul motor de testare din Augsburg

Această primă mașină de testat a fost proiectată la MAN în Augsburg în 1893 ca un motor în patru timpi, inițial, așa cum este formulat în brevet, fără răcire și acționat extern. În aceste încercări nu a fost posibil să se facă motorul să funcționeze sub propria sa putere. Deoarece nu a existat nicio răcire, a fost posibil doar un timp scurt de funcționare fără a distruge motorul. Injecția directă a combustibilului a provocat dificultăți, deoarece cu tehnologia de atunci nu era încă posibil să se producă pompe de injecție cu precizia necesară. Prin urmare, Diesel a schimbat metoda de injectare . Petrolul era acum suflat în cilindru cu aer comprimat în punctul de aprindere . Ulterior aerul comprimat a fost folosit pe nave pentru pornirea motoarelor diesel .

Al doilea motor în 1894

Al doilea motor răcit cu apă s-a transformat sub propria sa putere pentru prima dată în 1894. Cu toate acestea, au fost necesare multe încercări, calcule și modificări de proiectare înainte ca mașina să fie gata de funcționare.

Al treilea motor în 1897

În 1897, Diesel a reușit să demonstreze al treilea motor unui grup mai mare de părți interesate. Profesorul Schröter de la München a examinat motorul pe banca de testare și a stabilit o putere de 18 CP (13,1 kW) la 154 rotații pe minut. Consumul de combustibil a fost de 238 g / PSh (324 g / kWh). Cu acest consum specific de combustibil , motorul diesel a scăzut toate motoarele termice construite până în acel moment .

Cu ajutorul Krupp și MAN, Diesel a reușit să creeze cel mai economic motor termic din vremea sa. Ambii producători, în special MAN, au fost mult timp în fruntea dezvoltării motoarelor diesel marine . Cu numeroșii săi titulari de brevete, MAN este încă unul dintre principalii concurenți în construcția de motoare diesel marine astăzi.

Implementarea în transportul maritim

Ideile motoarelor Junkers au predominat în transportul maritim (Doxford) și în aviație (Jumo 205)

În ciuda avantajelor convingătoare, cercurile de transport maritim au fost foarte reticente în utilizarea noii tehnologii; au așteptat dovada eficacității acesteia - și pe bună dreptate, deoarece ar fi trebuit să existe multe eșecuri în dezvoltarea ulterioară. Cu toate acestea, la nivel mondial, motoarele diesel au fost construite și dezvoltate în continuare de licențiați . Motorul diesel, testat cu succes în 1897, a permis sisteme de propulsie compacte comparativ cu propulsia cu abur , care au fost testate pe nave fluviale și maritime de la aproximativ 1900 , dar inițial fără succes. Pe Vandal și pe nava soră Sarmat , ambele tancuri rusești rusești, motorul diesel s-a dovedit încă din 1902/1903. Cisterna Vandal de 1100 de tone avea trei motoare diesel nereversibile, fiecare cu 120 CP (88 kW) de la producătorul suedez Aktiebolaget Diesel Motorer , care au fost amenajate în mijlocul navei și care ar putea circula și invers cu motoare electrice de tracțiune bazate pe principiul del Proposto .

Desigur, s-au întâmplat multe la locul unde s-a născut motorul, fabrica MAN din Augsburg, precum și la Krupp, dar și la Deutz și Sulzer . În ceea ce privește construcția, cadrele deschise, care au fost modelate pe motorul cu piston cu abur, au fost, în unele cazuri, deja mutate în carcasele închise ale motorului, odată cu introducerea simultană a lubrifierii de presiune a rulmenților motorului. În 1908, MAN și Blohm & Voss au format un grup de studiu pentru dezvoltarea unui motor cu doi timpi cu acțiune dublă în doi timpi pentru marina comercială , deoarece armatorii inovatori au arătat o nevoie aici. Acest lucru a dus la Fritz în 1915 , prima navă comercială cu motoare diesel în doi timpi cu acțiune dublă. În plus, la Reichsmarineamt (RMA) s-a încercat suscitarea interesului pentru acest tip de motor.

Proces, tipuri și schimb de taxe

Căptușeala Prinzregent Luitpold urma să primească motorul diesel de 12.000 CP ca motor mediu

În 1901, MAN a construit primul motor cu piston cu piston , adică fără cap de cruce . Se face distincția între capul transversal, pistonul cu piston și motoarele cu piston opuse cu și fără capul transversal. Motorul cu piston opus co-dezvoltat de Junkers a fost dezvoltat ulterior de Doxford într-un motor principal dovedit pentru nave . Motorul cu piston opus a fost construit doar ca un motor în doi timpi la nave, cu sau fără capăt transversal, mai târziu chiar fără un arbore cotit ca compresor de aer cu piston liber Junkers sau, conform brevetului de la Raúl Pateras Pescara, ca un Modag liber -generator de gaz combustibil cu piston pentru turbine cu gaz.

La vanele pentru schimbul de gaze , injecția de combustibil și de pornire au fost controlate de came, principalele motoare ar putea fi inversat prin deplasarea camelor; Sulzer din 1906, MAN din 1907. Motoarele în doi timpi necesită o suprapresiune a aerului de epurare pentru schimbul de gaz, care a fost generat de pompele atașate. În plus, clătirea longitudinală originală prin supapele de clătire de admisie din capacul cilindrului și fantele de ieșire din căptușeala cilindrului a mers în mare măsură la controlul slotului pur de către pistonul de lucru, de ex. B. Sulzer 1909 pentru spălarea încrucișată, MAN pentru spălarea inversă . Aici numai camele de pornire și combustibil au fost inversate. Combustibilul a fost transportat neschimbat în cilindri prin suflarea aerului comprimat în cilindri, a căror presiune a fost generată de obicei de un compresor atașat în trei trepte de aproximativ 60 bari.

Motoare diesel pentru cuirasate ale Marinei Imperiale Germane

În dezvoltarea submarinelor practice, acționarea a jucat un rol decisiv. Aici motorul diesel ca motor în 4 timpi (MAN) sau ca motor în 2 timpi ( Krupp Germaniawerft ) și-ar putea dovedi avantajele și ar înlocui toate celelalte motoare primare (abur, aer comprimat, motor pe benzină , motor pe petrol ). În timp ce puterea cilindrului în 1901 era de 30 CP (22 kW), motoarele MAN atingeau deja 200 CP (147 kW) în 1909. La acea vreme, Reichsmarineamt a manifestat un mare interes pentru motoarele cu viteză redusă, cu 2.000 CP (1470 kW) pe cilindru. Cu șase cilindri, acest motor ar trebui să producă 12.000 CP (8.820 kW).

Motoare în doi timpi cu acțiune dublă, cu 2.000 CP pe cilindru

La MAN-Nürnberg, Anton von Rieppel declarase fezabilă o mașină cu dublu efect în doi timpi, cu o putere extrem de mare de 12.000 CP, la fel ca și constructorii de motoare de la șantierul naval Krupp-Germania.

Fabrica MAN din Nürnberg

Motorul de testare MAN Nürnberg SN 1200/6 cu 12.000 CP complet asamblat în 1914

După discuții preliminare cu RMA, fabrica MAN din Nürnberg a avut loc Inginerii Rudolf Veith și Wilhelm Laudahn au fost implicați și au primit comanda pentru acest motor de testare de la conducerea navală în 1910. Inițial, urma să fie construit și testat ca un motor cu trei cilindri cu un diametru al pistonului de 850 mm și o cursă de 1050 mm. Ca motor cu șase cilindri, acesta urma să servească drept motor economic de dimensiuni medii pentru linia planificată SMS Prinzregent Luitpold . Această lucrare a fost începută la Nürnberg în martie 1910 pe o mașină cu trei cilindri și, după mai multe modificări la construcția cilindrului de lucru, tensiunile termice au fost controlate. Din nou și din nou, încărcăturile mari au dus la fisuri sau rupturi. Într-un accident grav din ianuarie 1912, zece angajați Rieppel și-au pierdut viața și 14 au fost grav răniți. Construcția motoarelor a fost foarte complex. Fiecare dintre capacele cilindrului superior și inferior avea patru combustibili și patru supape de purjare, care erau acționate mecanic de patru arbori de comandă. Cele două supape de pornire controlate cu aer comprimat din capacele cilindrului superior și inferior au funcționat și ca supape de siguranță . Motorul cu șase cilindri de la Nürnberg a funcționat pentru prima dată în februarie 1914 și a fost încărcat cu grijă cu 10.000 CP până în septembrie.

Combustibilul a fost adus cu aer care a fost suflat de un compresor în trei trepte de 600 CP , care a furnizat și aerul de pornire. Supapele de combustibil aranjate orizontal și atomizoarele cu plăci au dus la o combustie insuficientă în domeniul de putere în jur de 10.000 CP. Rezultatele cu atomizatorul cu manșon au fost considerabil mai bune, culoarea gazelor de eșapament a scăzut și performanța a crescut cu un consum mai mic de combustibil.

Între timp , începuse primul război mondial , motorina a devenit în scurt timp limitată și experimentele au fost îngreunate de utilizarea petrolului din gudron de cărbune în combinație cu uleiul de aprindere . Testele preliminare necesare pentru aceasta au fost efectuate pe un motor de testare monocilindric, care a funcționat pentru prima dată în aprilie 1915 și în mai timp de 72 de ore cu 2.130 CP cu ulei de gudron . Conversia motorului cu șase cilindri în ulei de gudron a durat apoi până în 1917. La 24 martie 1917, puterea de 12.200 CP la 135 rpm a fost condusă timp de douăsprezece ore și principala acceptare a avut loc la sfârșitul lunii martie. Motorul a consumat 214 g / PSh de ulei de gudron și 29 g / PSh de ulei de aprindere. Realizarea ingineriei a fost cu greu apreciată din cauza războiului, alte fapte eroice erau între timp în prim-plan.

Șantierul naval Krupp-Germania

Friedrich Alfred Krupp (1854–1902) în 1900
Krupp Germaniawerft, motor de testare monocilindric din 1913 pentru 2000 CP

În mai 1911, șantierul naval Krupp-Germania a primit o comandă de la RMA pentru o mașină cu trei cilindri cu 6.000 CP (4410 kW), un diametru al pistonului de 875 mm și o cursă de 1050 mm, care a fost concepută ca o mașină de testat. După testarea cu succes, acesta urma să fie extins ca un motor cu șase cilindri cu 12.000 CP. Șantierul naval Germania, însă, începuse deja cu un motor monocilindric de aceleași dimensiuni din proprie inițiativă. La șantierul naval Krupp-Germania, supapele de spălare și combustibil au fost acționate hidraulic cu ulei de ricin . Construcția cilindrului a fost complet schimbată după primele încercări. Crăpăturile au necesitat a treia și a patra construcție. Apoi lăsați supapele de spălare și ați trecut pe DC pe spălarea încrucișată. Aici puteți înlocui supapele cu fante. Pentru o spălare cât mai completă posibilă, tijelor pistonului li s-au dat acum suprafețe deflectoare care au influențat fluxul. După încercările inițiale cu o mașină cu un singur cilindru, mașina cu trei cilindri a fost gata pentru testele pe bancă în iulie 1912. În mai 1914, sa obținut o putere de cilindru de 1760 CP (1293 kW) la 150 rpm, pistoanele nu puteau rezista la sarcini mai mari. Prin urmare, au fost proiectate pistoane noi, capota din bronz a fost înlocuită cu o capotă din oțel turnat. Acest lucru a permis 1.800 CP (1323 kW) per cilindru, iar conducerea navală a acordat permisiunea de a-l extinde ca o mașină cu șase cilindri, care a fost finalizată în august 1916. În mai 1917, 10.600 CP (7791 kW) au fost conduși la 140 rpm în timpul unui test de rezistență de cinci zile; timp de o oră, 12.060 CP (8864 kW) au fost atinși la 150 rpm. Similar cu mașina MAN, realizările inginerilor , tehnicienilor și personalului de testare implicate în acest succes au fost greu apreciate, deoarece războiul era acum aproape pierdut. Marina avea alte griji, mașinile erau în mare parte abandonate și astfel mașinile de 12.000 CP erau uitate rapid.

Vezi si

literatură

  • F. Romberg: Despre mașinile cu gaz pentru nave . În: Anuarul societății de construcții navale , nr. 11/1912, p. 437
  • G. Bauer: Ingineria navelor , volumul 3 și 4. R. Oldenbourg, München / Berlin 1941
  • F. Sass: Istoria producției germane de motoare cu ardere internă din 1860 până în 1918 . Springer Verlag, 1962.
  • K. Bösche, K.-H. Hochhaus, H.Pollem, J. Taggesell: Steamers, Diesel and Turbines - The World of Ship Engineers . Convent Verlag, Hamburg 2005

Link-uri web