E_1939_Zeitung_Nr.059

Einfach, &Mwit
Klopffestigkeit u.a.m.
Die Weiterentwicklung der Vergasermotoren
im Hinblick auf eine mimer bessere Ausnützung
der Brennstoffenergie hat einen Begriff in den
Vordergrund genückr, der bis vor einigen
Jahren weit weniger populär war: Die sog.
Klopffestigkeit der Treibstoffe. Normalerweise
sdite das Benzin im Motor weich und stossfrei
verbrennen.
Im Gegensatz zum augenblicklichen Druckanstieg
bei der Explosion brisanter Brennstoffe
schreitet nämlich die Verbrennung eines Gemisches
von Luft und Brennstoffnebel viel weniger
rasch voran und man kann sich mit
Recht fragen, ob man überhaupt altem Usus
gemäss hier ebenfalls von einer Explosion
oder korrekter einfach von einer Verbrennung
sprechen soll, die allerdings in einem kleinen
Sekundenbruchtefl und daher für unsere
menschlichen Zeitbegriffe bereits sehr rasch
abläuft. Immerhin ist doch eine noch leicht
messbare Zeitspanne dazu notwendig, wobei
die Zündung von dem an der Zündkerze
überspringenden Funken ihren Ausgang nimmt
und sich sukzessive durch, den ganzen, mit
komprimiertem Gemisch gefüllten Verbrennungsraum
fortpflanzt, bis das hinterste Restchen
verbrannt ist.
Mit dem Fortschreiten der Verbrennungsflamme
steigt auch der Druck im Verbrennungsraum
an. Ist nun dr Brennstoff nicht genügend
klopffest, wie man das nennt, so kann
es vorkommen, dass Druckzunahme und Hitzewirkung
das Gemisch in irgend einem Winkel
des Verbrennungsraumes zur Selbstzündung
bringen, bevor die von der Zündkerze ausgelöste
Verbrennungsflamme dorthin gelangt.
Hiedurch wird das nun zwischen zwei Flammen
liegende Restgemisch fast augenblicklich
ebenfalls entzündet. Der Druck steigt unerwünscht
heftig an, wodurch das sog. Biennstoffklopfen
oder Klingeln entsteht, das abgesehen
von der Schädigung der mechanischen
Teile durch die heftigen Druckstösse, auch von
einer Abnahme des Wirkungsgrades begleitet
St.
Das Auftreten dieser Erscheinung hängt
einerseits von der Klopffestigkeit des Brennstoffes
und anderseits vom Kompressionsverhältnis
des Motors ab. Je höher dieses tet,
desto klopffestere Brennstoffe sind notwendig,
um eine «weiche» Verbrennung zu erhalten.
Unter dem
Kompressionsverhältnis
versteht man das Verhältnis zwischen dem
Rauminhalt eines einzelnen Zylinders im Augenblick,
wo der Kolben in der untersten sowie
jenem Moment, wo er in der obersten
Stellung steht (Fig. 1). Durch seine Bewegung
von der untersten in die höchste Lage, verdichtet
der Kolben das Gemisch auf einen
Fig. 1. Das Kompressionsverhältnis ist gleich dem
Verhältnis der Rauminhalte des Zylinders bei tiefster
und höchster Kolbensfellung. Rechts: Tiefste
Kolbenlage. Linke: Höchste Kolbenlage. Das Gemisch
ist auf einen Bruchteil seines ursprünglichen
Volumens verdichtet.
Bruchteil seines ursprünglichen Volumens. Er
drängt es in den über dem Kolben liegenden
Raum, den sog. Verbrennungsraum. Der Unterschied
der Volumina vor und nach der Kompression
ist gleich dem sog. Hubraum eines
einzelnen Zylinders, den der betreffende Kolben
auf seinem Weg bestreicht. Mathematisch
ausgedrückt ist das Kompressionsverhältnis =
Hubraum + Verbrennungsraum
Verbrennungsraum.
Bei neueren Gebrauchswagenmotoren schwankt
sein Wert zwischen 5,5:1 und 6,2:1.
Je kleiner der Verbrennungsraum Im Verhältnis
zum Hubraum gemacht wird, desto
höher das Kompressionsverhältnis, um so
grösser also auch der Druck am Ende des Ver-
AtTTOMOBIC-REVUE FREITAG, 21. JULI 1939 — N° 59
dichtungshubes des Kolbens sowie der Druck
und die Temperatur, die sich im Verlaufe der
Verbrennung einstellen. Je höher also das
Verdichtungsverhältnis des Motors, desto leichter
wird auch ein gegebener Brennstoff zum
Klopfen neigen. Für hochkomprimierte Motoren
braucht man daher besonders klopffeste
Brennstoffe.
Um die Klopffestigkeit verschiedener Motortreibstoffe
miteinander zu vergleichen, benötigt
man irgend eine Masseinheit, und das ist
hier nun
die sog. Oktanzahl.
Aehnlioh wie etwa das Metermass als 40-millionster
Teil des Erdumfanges auf einem nachkontrollierbaren
Bezugswert fusst, so gründet
sich die Oktanzahl auf die Klopffestigkeit
eines Gemisches aus zwei homogenen, flüssigen
Treibstoffen, genannt Heptan und Oktan.
Ersterer besitzt eine geringe, letzterer eine
hohe Klopffestigkeit. Mischt man sie, so kann
man damit innerhalb dieser Grenzen einen
Mischbrennstoff jeder beliebigen Klopffestigkeit
erhalten. Die Oktanzahl ist nun nach Definition
nichts anderes als der prozentuale Anteil-
der Oktanzahl in diesem Gemisch. Enthält
es also 60% Oktan und 40% Heptan, so ist
seine Oktanzahl = 60. Die Klopffestigkeit
reinen Oktans entspricht dagegen einer Oktanzahl
von 100. Wenn wir weiter von irgend
einem beliebigen Brennstoff sagen, er habe
eine Oktanzahl von 80, so heisst das, dass er
ebenso klopffest ist, wie ein Vergleichsbrennstoff,
bestehend aus 80% Oktan und 20%
Heptan. — Zur
Messung der Oktanzahl
verwendet man Spezialmotoren mit veränderlichem
Kompressionsverhältnis (Fig. 2). Die
Verstellung des Verdichtungsverhältnisses ist
dadurch möglich, dass man bei diesen Motoren
Zylinderblock samt Kopf nicht starr mit
dem Kurbelgehäuse verbindet, sondern sie in
der Höhe um einen gewissen Be'trag verstellbar
macht. Hiezu besitzt der Zylinder auf seinem
äusseren Umfang mehrere Gewindegänge
(A), worauf sich ein Mutterteil vermittels
eines Schneckenrades ID) verdrehen lässt, was
eine senkrechte Verschiebung von Zylinder
und Zylinderkopf gegen Kurbelgehäuse, Triebwerk
und Kolben ermöglicht. Senkt man den
Zylinderkopf, so verringert sich der Inhalt des
Verbrennungsrcfumes und das Kompressionsverhältnis
vergrössert sich dadurch. Beim gezeigten
Prüfmotor wird beim Verstellen des
Zylinderblocks durch eine Zahnstange (C) eine
Trommelskcria (B) verdreht, worauf direkt das
Verdichtungsverhältnis für die betreffende
Lage abgelesen werden kann. Durch Versuche
lässt sich weiter feststellen, wie hoch die Kompression
bei Verwendung .eines OktanTHeptan-
Gemisches von 50, 60, 70, 80% usw. Oktangeholt
getrieben werden darf, bevor der Motor
leicht zu klopfen beginnt. Man kann also
auf der Trommel eine zweite Skala eintragen,
die angibt, wie hoch die. Oktanzahl für das
betreffende Verdichtungsverhältnis sein muss.
1R6S101
Fig. 2. Schnittbild eines Motors mit verstellbarem
Kompressionsverhältnis zur Messung der Oktanzahl
von Motorbrennstoffen. A = Gewindegäns»
am Zylinderblock. B = Trommel-Skala. G = Zahnstange.
D = Schnecke.
damit eben noch ein© klopffreie Verbrennung
möglich ist. Hat man den Motor in dieser
Weise geeicht, so kann die Klopffestigkeit
eines Benzins dadurch geprüft werden, dass
man ihn damit laufen lässt und die Kompression
bis zur Klopfgrenze steigert, worauf man
auf der Skala abliest, welcher Oktanzahl dies
entspricht.
Denkt an die Riesenfeistung Eures Motors; gebt
ihm das Beste: faP/OCTANIN. den klopffesten.,
motorkühlenden Superbrennstofft
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