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Explosionskraftmaschine zur Erzeugung von Stickoxyd.
Wird ein Gasgemisch in einer Verbrennungskraftmaschine zur Explosion gebracht, so erhält man kein Stickoxyd in nennenswerter Menge, während es gebildet wird, wenn die Explosion in einer Bombe erfolgt. die Ursache für dieses verschiedene Verhalten hat man darin gesucht, dass in der Verbrennungskraftmaschine die bei der Explosion gebildeten Stickoxyde wieder zerfallen, weil die Abkühlung während der Expansion zu langsam erfolgt. Deshalb ist eine plötzliche Abschreckung des zur Explosion gebrachten Gemisches durch Einspritzen eines Kühlmittels in den Zylinder vorgeschlagen.
Irgendeine Bedeutung für die Praxis hat dieses Verfahren jedoch nicht erlangt, weil hierzu Einkolbenmaschinen angewendet wurden, deren Ausgestaltung des Verbrennungsraumes die Stickoxydbildung ungünstig beeinflusst und die mit Wassereinspritzung zur Verhütung des Zerfalls des Stickoxyds arbeiten. Für die Menge des
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besser die Verbrennung ist. Die Verbrennungstemperatur wächst mit der Höhe der Kompressionstemperatur. In Einkolbenmaschinen lassen sich hohe Verbrennungstemperaturen wegen der Gefahr des Auftretens von Vorzündungen, die teils durch Glimmen von in Ecken und Höhlungen des Verbrennungsraumes sich festsetzenden Rückständen, teils durch Wärmestauung infolge ungleichmässiger Materialverteilung und Kühlung hervorgerufen werden, nicht erreichen.
So lässt es sich nicht vermeiden, dass infolge der Durchbrechungen der Zylinder-oder Deckelwände für Ein-und Auslassventile einzelne Teile der Wandung stärker, andere wenig oder gar nicht gekühlt werden. Bei doppelt wirkenden Maschinen gibt auch die für die Kolbenbefestigung erforderliche Materialanhäufung zu starken Wärmestauungen Anlass.
Es ist daher für die Erzeugung von Stickoxyd erforderlich, dass die Verbrennungtemperaturen nicht nur hoch, sondern in dem ganzen Explosionsraum möglichst gleichmässig sind.
Weiter ist erkannt worden, dass auch die Form des Explosionsraumes der Maschine für die Erzeugung von M ?-Verbindungen von wesentlichem Einfluss ist. Die den Wandungen des
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in geringen Masse an der Stickoxydbildung teilnehmen. Die Ausbeute wird mithin um so grösser, je geschlossener in sich der Verbrennungsraum gestaltet und je gleichmässiger die Entfernung der Wandungsteile vom Mittelpunkt des Verbrennungsraumes ist. Eine Zerklüftung des Verbrennungsraumes setzt die Stickoxydbildung herab ; besonders schädlich ist die Anwendung einer Kolbenstange, da durch dieselbe die Ladung gerade in ihrem Kern gekühlt wird.
Bei dem bekannten Verfahren der Stickoxyderzeugung in der Einkolbenmaschine ist die Abschreckung des explodierten Gemisches durch Einspritzen von Kühlmitteln auch deshalb nachteilig, weil der mechanische Wirkungsgrad der Kraftmaschine bedeutend herabgesetzt wird.
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grades geschehen kann. Natürlich muss die Maschine beispielsweise hinsichtlich der Stärkenverhältnisse der Getriebe und des Gestänges, sowie der Schmierung usw. so durchkonstruiert sein, dass sie sich für die Gewinnung von SO-Verbindungen eignet.
Durch den Fortfall von Ein-und Auslassventil, Kolben, Kolbenstangen und Stopfbüchsen wird bei der Gegenkolbenmaschine ein Verbrennungsraum mit vollkommen glatten Wänden erhalten, die eine ganz gleichmässige Materialverteilung und daher auch vollkommen gleichmässige Kühlung gestatten, so dass eine Vorzündungsgefahr nicht besteht und eine stellenweise stärkere Abkühlung der Verbrennungsgase nicht auftritt. Die Zylinderwandung am Verbrennungsraum wird nur von den Zündern und dem kleinen Druckluftanlassventil durchbrochen. Infolge-
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den auftretenden ausserordentlich hohen Temperaturen auch für die Haltbarkeit von Zylinder und Kolben von grösster Bedeutung.
Die Gegenkolbenmaschine. von der in der Zeichnung schematisch ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, erfüllt auch die für die Form des Explosionsraumes erwähnten Bedingungen.
Es ist a der Zylinder und b, c sind die beiden in entgegengesetzter Richtung sich bewegenden Kolben-die die Ein- und Auslassöffnungen steuern und den Verbrennungsraum d zwischen sich einschliessen. Infolge des bei dieser Maschinengattung ausführbaren grossen Hubverhältnisses erhält der Verbrennungsraum eine denkbar günstige Gestaltung, so dass die Wärmeabführung
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ist dann vorhanden, wenn der Abstand der Wandungsteile vom Mittelpunkt am gleichmässigsten ist, d. i. wenn der Durchmesser des Zylinders gleich der Höhe ist. Dies ist etwa bei beendeter Verbrennung der Fall.
Mit Vorschreiten der Kolbenbewegung nimmt das Arbeitsvolumen, wie die Zeichnung erkennen lässt, eine langgestreckte Zylinderform an, wodurch der Einfluss der Wandungsküblung schnell wächst, so dass ein Wiederzerfall der Verbindungen ohne weitere Kühlung als sie durch die 1IantelkÜhlung gegeben ist, eingeschränkt oder verhütet wird.
Bei Grossmaschinen normaler Bauart mit einem Kolben ist diese Oberflächenkühlung nicht zu erreichen, da bei dem bei diesem üblichen Hubverhältnis die Zylinderform von D gleich H erst gegen Ende des Hubes erreicht wird, d. h. der Einfluss der Kühlung bis zum Hubende abnimmt,
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Die bisher angeführten. mit Explosion arbeitenden Doppelkolbenmaschinen mit zwei gegenläufigen, die Ein- und Auslassöffnung steuernden Kolben sind zur Erzeugung von NO-Ver-
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der Kraftleistung gewählt sind und sie nicht mit genügend hohen Verbrennungstemperaturen arbeiten.
In bekannter Weise können bei der Gegenkolbenmaschine die Kolben auch verschiedene Durchmesser erhalten, der Auspuff zwecks Leistungssteigerung gedrosselt und die Kurbeln unter einem anderen Winkel als 1800 zueinander versetzt sein.