El Motor 250/400 es el primer motor diésel funcional . Fue diseñado por Rudolf Diesel y dibujado por Imanuel Lauster . El taller de la Maschinenfabrik Augsburg construido dos unidades, la A-motor , y la B-Motor . Este último ha estado en exhibición estática en el Museo Alemán de München desde que terminaron las pruebas. A finales de la década de 1890, se hicieron varias copias con licencia del Motor 250/400 . La mayoría de estas copias eran muy poco fiables, lo que casi provocó la desaparición del motor Diesel.
Motor 250/400 | |
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Descripción general | |
Fabricante | Maschinenfabrik Augsburg |
Diseñador |
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Producción | 30 de abril de 1896-6 de octubre de 1896 |
Diseño | |
Configuración | Pistón de cruceta monocilíndrico tipo A |
Desplazamiento | 19.635 cm 3 (1.198,2 pulg. 3 ) |
Diámetro interior del cilindro | 250 mm (9,84 pulgadas) |
Golpe del pistón | 400 mm (15,75 pulgadas) |
Material de bloque | Hierro fundido gris |
Material de la cabeza | Hierro fundido gris |
Tren de válvulas | OHC , 2 válvulas |
Combustión | |
Principio de operación | Diesel |
Sobrealimentador | Sobrealimentador de pistón (hasta el 28 de enero de 1897) Ninguno (desde el 28 de enero de 1897) |
Sistema de combustible | Inyección con chorro de aire |
Tipo de combustible | Queroseno Gasolina Ligroína Aceite de creosota de alquitrán de hulla Aceite de parafina Gasóleo Gasóleo Aceite solar Nafta Benceno Aceite de esquisto Aceite de cacahuete Gas de red |
Sistema de aceite | Manual |
Sistema de refrigeración | Enfriado hidráulicamente |
Producción | |
Salida de potencia | 13,1 kW (17,8 PS) a 154 / min |
Salida de par | 812 N⋅m (82,8 kp⋅m) a 154 / min |
Dimensiones | |
Diámetro | 3.000 mm (120 pulgadas) |
Cronología | |
Predecesor | Motor 220/400 |
Historia
Desarrollo
A principios de 1893, Rudolf Diesel había contratado tanto a Maschinenfabrik Augsburg como a Krupp en Essen para desarrollar un motor basado en su ensayo Teoría y construcción de un motor térmico racional . Sin embargo, a mediados de 1893, Diesel se había dado cuenta de que el motor térmico racional no funcionaría y modificó su diseño. Este diseño modificado se conocería más tarde como motor diésel . El primer prototipo, Motor 150/400 , se completó el 12 de julio de 1893. [1] Las pruebas iniciales demostraron el concepto, y en octubre de 1895, después de que el primer prototipo se convirtió en el segundo prototipo del Motor 220/400 , se convirtió en Está claro que había que diseñar un motor completamente nuevo desde cero. [2] El 20 de febrero de 1896, Krupp, Maschinenfabrik Augsburg y Diesel decidieron iniciar el desarrollo del nuevo motor. Se suponía que el nuevo motor era un motor de 250 mm de diámetro con una carrera de 400 mm. [3] El 5 de marzo de 1896, Diesel presentó una solicitud de patente para sobrealimentación; el 26 de marzo, se decidió construir el nuevo motor con sobrealimentador. [4]
Para mejorar la eficiencia del proceso de desarrollo, se construyó una nueva oficina de diseño directamente en el laboratorio de pruebas de Diesel en Augsburg. Allí trabajaron varios ingenieros jóvenes, entre ellos Imanuel Lauster , [3] [5] que dibujó el Motor 250/400. [6] Friedrich Sass escribe que Lauster hizo la mayor parte del trabajo de dibujo él mismo, pero considera que el asistente de Diesel, Nadrowski, podría haber ayudado a Lauster. [5] El 30 de abril de 1896, después de que Lauster terminara los dibujos, el taller de Augsburgo comenzó a fabricar piezas para el motor. [7]
Fase de construcción y post-diseño
La fundición del cilindro funcionó sin problemas y se utilizó la primera fundición del cilindro. [7] El 25 de julio de 1896, se sometió a prueba de presión con agua a una presión de 80 atm (8,1 MPa); sólo se encontraron pocas fugas. Sin embargo, la culata de cilindros fue difícil de fabricar, por lo tanto, se fundieron dos con fines de prueba; ambas demostraron ser porosas a una presión de agua de 50 atm (5,1 MPa) y, por lo tanto, inutilizables. Lauster y el capataz de fundición de Maschinenfabrik Augsburg tuvieron que rediseñar la culata varias veces; en total, se tuvieron que fabricar cinco unidades. [8] el 6 de octubre de 1896, el primer motor estaba terminado y listo para ser probado. [9] En diciembre de 1896, Lauster recibió un aumento de sueldo y una bonificación de 3000 marcos por diseñar el Motor 250/400 , las modificaciones finales al motor se realizaron a principios de enero de 1897. [10]
Fase posterior a la finalización
El 17 de febrero de 1897, Moritz Schröter realizó la prueba oficial del motor. El motor resultó exitoso, [11] a pesar de que el sistema de combustible no era confiable. La prueba de Schröter convenció a ingenieros e industriales por igual de que el motor estaba listo para la producción en serie. [12] Schröter concluyó “que estamos ante una máquina bastante comercial que ha sido diseñada minuciosamente con gran atención a cada detalle”. [13] En este momento, varias empresas compraron licencias para construir copias legales del Motor 250/400. [14] Se creía que las copias del motor funcionarían bien sin problemas, porque el Motor 250/400 en Augsburg funcionaba perfectamente debido al extenso cuidado y mantenimiento que recibió. [15]
En el verano de 1898, Paul Meyer y Ludwig Noé, que trabajaban para Diesel, diseñaron la "Kollektiv-Ausstellung von Dieselmotoren" (exposición colectiva de motores Diesel) en una choza de madera en la antigua Coal Island en München . [16] Se planeó exhibir cinco copias del Motor 250/400 construido por varios licenciatarios, pero solo cuatro se completaron a tiempo. La finalización de estos motores se apresuró, y las primeras ejecuciones de estos motores solo se llevaron a cabo después de que se instalaron en la exposición. [17] Surgieron varios problemas, más notablemente, fuertes golpes al arrancar el motor. [dieciséis]
Poco después de la exhibición, otras copias del Motor 250/400 construidas por licenciatarios comenzaron a fallar. [18] A diferencia del Motor A y B, estas copias fueron tratadas como máquinas de vapor de la época y con frecuencia sobrecargadas, lo que provocó defectos en el pistón y el inyector de combustible, entre otros problemas. Un problema de seguridad significativo fue la bomba de chorro de aire que era propensa a explotar debido a la ignición por compresión de su aceite lubricante. El inyector de combustible no era confiable debido a la frágil gasa de bronce de su atomizador; gasas mal enrolladas dieron como resultado un escape lleno de hollín y pérdida de energía. Friedrich Sass sostiene que la falta de experiencia con el motor diesel causó estas fallas y que casi resultaron en la desaparición del motor diesel. [19] Sin embargo, Sass también describe que un motor instalado por Noé en Aktie-Bolag Diesels Motorer en Estocolmo funcionó sin mayores problemas desde 1900. Burmeister & Wain en København finalmente rediseñó el atomizador del inyector de combustible, que resolvió uno de los principales problemas del motor. [20]
Descripción técnica
El Motor 250/400 es un motor monocilíndrico tipo A (sin cárter) refrigerado por agua con un pistón de cruceta . Es un motor diésel de cuatro tiempos y baja velocidad con una velocidad nominal del motor de 160 rpm. Con un diámetro del cilindro de 250 mm y una carrera del pistón de 400 mm, desplaza unos 19,6 litros. Aunque diseñado y construido como un motor de pistón de doble acción con la parte inferior del pistón actuando como una bomba de sobrealimentación, [21] el motor se hizo funcionar con aspiración natural desde el 28 de enero de 1897, debido a las pérdidas de eficiencia causadas por una expansión incompleta. [22]
El cilindro del motor está hecho de hierro fundido gris y tiene una camisa de enfriamiento, la culata del cilindro de flujo cruzado también está hecha de hierro fundido. La cámara de combustión está ubicada entre el pistón y la culata, el combustible se inyecta directamente en ella con inyección de aire , una forma temprana de inyección directa. Por lo tanto, el motor tiene un inyector de combustible, que está integrado en el centro de la culata, entre las válvulas de admisión y escape. El motor estaba equipado con dos válvulas separadas, una válvula de entrada y una válvula de salida. A diferencia de su predecesor, tenía puertos de admisión y escape separados. El pistón está hecho de hierro, hueco y refrigerado por agua; tiene cuatro anillos de compresión. [23] La muñequilla también está refrigerada por agua. [8]
La bomba de combustible está montada por encima de la culata y accionada por el árbol de levas, [21] la bomba de chorro de aire se echa sobre el cilindro y se acciona mediante una palanca mediante dos bielas del vástago del pistón del motor. [24] Como todos los motores diesel con inyección de aire, el Motor 250/400 tiene una botella de gas comprimido para el aire de inyección. Está hecho de acero soldado y también se utiliza para arrancar el motor (arranque por aire comprimido). Por razones de seguridad, el motor estaba equipado con varias válvulas de seguridad, [25] y algunos de sus tubos estaban diseñados para gases llenos de guijarros y lana de alambre. [26] [8] El motor fue diseñado para queroseno , pero también podría quemar varios otros tipos de combustible, incluyendo gasolina, aceites y gas de red.
Especificaciones técnicas y características de rendimiento.
El Motor 250/400 fue probado exhaustivamente y finalmente demostró ser el motor más eficiente de su tiempo, alcanzando una eficiencia térmica de más del 38%. De las muchas pruebas, la prueba de Moritz Schröter realizada el 17 de febrero de 1897 fue la prueba oficial del motor; [11] la potencia efectiva fue de 17,8 PS (13,1 kW) a 154 / min. [27] Según Diesel , el motor fue diseñado con una potencia indicada de 20 PS i (14,7 kW i ). Tenía una velocidad nominal de 160 rpm, [28] y aún podía funcionar normalmente a una velocidad de 40 rpm con una carga baja. [29]
Fecha de prueba | Ensayador | Aspiración | Carga | Eficiencia térmica | Presión efectiva media | Energía | El consumo de combustible | Tipo de combustible | Fuente |
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12 de enero de 1897 | Diesel | Sobrealimentador ajustado al 100% | 100% | 24% | 9,2 kp / cm 2 (0,9 MPa) | > 15 CV (11,0 kW) | 396 g / PSh (538 g / kWh) | Queroseno | [30] [10] |
28 de enero de 1897 | Diesel | Supercargador eliminado | 100% | 31,9% | 8,0 kp / cm 2 (0,8 MPa) | 258 g / PSh (351 g / kWh) | Queroseno | [31] [32] | |
28 de enero de 1897 | Diesel | Supercargador eliminado | 50% | 38,4% | 264 g / PSh (359 g / kWh) | Queroseno | [31] | ||
1 de febrero de 1897 | Dyckhoff | Supercargador eliminado | 100% | 18,3 PS (13,5 kW) a 158 rpm | 250 g / PSh (340 g / kWh) | Queroseno | [33] | ||
1 de febrero de 1897 | Dyckhoff | Supercargador eliminado | 100% | 34–38% | 234 g / PSh (318 g / kWh) | Queroseno | [34] | ||
17 de febrero de 1897 | Schröter | Supercargador eliminado | 100% | 34,2% | 17,8 PS (13,1 kW) a 154 / min | 238 g / PSh (324 g / kWh) | Queroseno | [35] [27] | |
17 de febrero de 1897 | Schröter | Supercargador eliminado | 50% | 38,4% | 277 g / PSh (377 g / kWh) | Queroseno | [35] | ||
21 de octubre de 1897 | Diesel | Supercargador eliminado | 100% | 38,7% | 211 g / PSh (287 g / kWh) | Queroseno | [36] |
Referencias
- ^ Friedrich Sass: Geschichte des deutschen Verbrennungsmotorenbaus von 1860 bis 1918, Springer, Berlín / Heidelberg 1962, ISBN 978-3-662-11843-6 . pag. 435
- ^ Rudolf Diesel: Die Entstehung des Dieselmotors. Springer, Berlín 1913. ISBN 978-3-642-64940-0 , pág. 49
- ^ a b Rudolf Diesel: Die Entstehung des Dieselmotors. Springer, Berlín 1913. ISBN 978-3-642-64940-0 , pág. 52
- ^ Friedrich Sass: Geschichte des deutschen Verbrennungsmotorenbaus von 1860 bis 1918, Springer, Berlín / Heidelberg 1962, ISBN 978-3-662-11843-6 . pag. 467
- ↑ a b Friedrich Sass: Geschichte des deutschen Verbrennungsmotorenbaus von 1860 bis 1918, Springer, Berlín / Heidelberg 1962, ISBN 978-3-662-11843-6 . pag. 468
- ^ Günter Mau: Handbuch Dieselmotoren im Kraftwerks- und Schiffsbetrieb, Vieweg (Springer), Braunschweig / Wiesbaden 1984, ISBN 978-3-528-14889-8 , pág. 6
- ^ a b Rudolf Diesel: Die Entstehung des Dieselmotors. Springer, Berlín 1913. ISBN 978-3-642-64940-0 , pág. 53
- ^ a b c Rudolf Diesel: Die Entstehung des Dieselmotors. Springer, Berlín 1913. ISBN 978-3-642-64940-0 , pág. 63
- ^ Rudolf Diesel: Die Entstehung des Dieselmotors. Springer, Berlín 1913. ISBN 978-3-642-64940-0 , pág. 64
- ↑ a b Friedrich Sass: Geschichte des deutschen Verbrennungsmotorenbaus von 1860 bis 1918, Springer, Berlín / Heidelberg 1962, ISBN 978-3-662-11843-6 . pag. 475
- ↑ a b Friedrich Sass: Geschichte des deutschen Verbrennungsmotorenbaus von 1860 bis 1918, Springer, Berlín / Heidelberg 1962, ISBN 978-3-662-11843-6 . pag. 480
- ^ Friedrich Sass: Geschichte des deutschen Verbrennungsmotorenbaus von 1860 bis 1918, Springer, Berlín / Heidelberg 1962, ISBN 978-3-662-11843-6 . pag. 444
- ^ Friedrich Sass: Geschichte des deutschen Verbrennungsmotorenbaus von 1860 bis 1918, Springer, Berlín / Heidelberg 1962, ISBN 978-3-662-11843-6 . pag. 481: "daß wir es hier mit einer durchaus marktfähigen, in allen Einzelheiten vollkommen durchgearbeiteten Maschine zu tun haben"
- ^ Friedrich Sass: Geschichte des deutschen Verbrennungsmotorenbaus von 1860 bis 1918, Springer, Berlín / Heidelberg 1962, ISBN 978-3-662-11843-6 . pag. 481
- ^ Friedrich Sass: Geschichte des deutschen Verbrennungsmotorenbaus von 1860 bis 1918, Springer, Berlín / Heidelberg 1962, ISBN 978-3-662-11843-6 . pag. 482
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- ^ Rudolf Diesel: Die Entstehung des Dieselmotors. Springer, Berlín 1913. ISBN 978-3-642-64940-0 , pág. 91
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