Glødehovedmotoren

Gassens fremstilling.

I denne motor sprøjtes brændselsolien ind i kompressionsrummet. Da det her som overalt, hvor der skal foregå en fuldstændig forbrænding af olien, er nødvendigt at få den findelt og godt blandet med luften, skal hele oliemængden sprøjtes ind i motoren med stor kraft. hertil kræves først og fremmest en absolut tæt og omhyggeligt forar-bejdet pumpe med tætte ventiler.

På Fig. 45 ses en brændselsoliepumpe, som den ofte anvendes ved ældre motortyper.
Stemplet er et hærdet og slebet stålstempel, der passer nøjagtigt i et pumpehus af bronce, og for yderligere at sikre tæthed er der i pakdåsen anbragt pakninger, der indsmøres i olie og grafit. Ventilerne kan som vist være kegleventiler, men kan også være små stålkugler. Disse sidste kan naturligvis ikke slibes, hvis de bliver utætte, men er billige at ombytte med nye. Sugeventilen er un-dertiden og trykventilen er altid fjederbelastet. Stemp-let stødes indad fra en knast eller vippearm, der træk-kes af motoren, men påvirkningen bør altid ske på en sådan måde, at stemplet så vidt muligt bliver skånet for sidetryk. En fjeder bringer stemplet tilbage igen.
Ved nyere motorer bruges der i reglen ingen pakning, i-det stempel og cylinder slibes så nøjagtigt sammen, at der kun siver enkelte dråber ud, og disse ledes i en spil-debakke. Hvis utætheden i tidens løb bliver væsentlig større, må man fra fabrikken rekvirere en ny pumpe.

 

 

 

Fig. 46 viser en sådan moderne pumpe uden pakning. Med håndtaget H kan stemplet bevæges og oliens for-støvning kontrolleres, og ved at løsne skruen S vil luft, der muligvis har samlet sig i pumpecylinderen, kunne uddrives. Ventilerne er kugleventiler, der kan udtages for eftersyn og rensning ved at udskrue den i ventilhu-set siddende gennemborede prop.
Hvis en kugleventil er utæt, og utætheden skyldes ven-tilsædet, vil man ofte kunne rette fejlen ved med en hammer og en dorn at give et par faste, passende hårde slag ovenpå kuglen, medens den ligger på ventilsædet. –

Da kuglen er af hårdt stål og ventilsædet af det forholdsvis bløde metal, vil mindre utætheder i reglen kunne fjernes på denne primitive måde.

Da selv en ganske ringe mængde luft i pumpe og trykledning vil hindre brændstoftil-førslen, bør oliebeholderen altid anbringes betydelig højere end pumpen således, at olien af sig selv løber til pumpen.
fra pumpen føres olien gennem tykvæggede rør af metal eller stål til “strålespidsen”, og da det er af stor vigtighed, at røret er absolut tæt, og samlingerne er lette at adskille, bør der anvendes samlinger med konus, så pakningsringe kan undgås.
“strålespidsen” eller brændstofdysen er altid anbragt således, at der sprøjtes ind i kompressionsrummet, men iøvrigt kan den anbringes i forhold til dette på mange for-skellige måder: På siden af glødehovedet, på toppen af dette visende lodret nedad og i cylinderen visende skråt opad.
I alle tilfælde findes 1 à 2 små fjederbelastede kontraventiler i strålespidsen, der åb-ner sig for olietrykket og smækker til igen, så snart trykket falder under det tryk, som kræves til en god forstøvning. Nævnte ventil bevirker, at strålen “klippes af”, og den hindrer at strålespidsen “savler”.

På Fig. 47 ses en strålespids, som tidligere er blevet anvendt ved 4-takts glødeho-vedmotorer. Med et par bolte kan den spændes fast på siden af glødehovedet, og olien presses i en stråle gennem et enkelt fint, cylindrisk hul i mundstykket. den e-gentlige forstøvning opstår da ved, at strålen med stor kraft træffer glødehovedets modstående væg.

Ved nyere motorer og da særlig ved 2-takts motorer, der går med solarolie, kræves en fin forstøvning af olien, allerede når den forlader strålespidsens munding. I den hensigt kan der anbringes en prop med en spiralformet kanal, der vil give olien en roterende bevægelse, ude i mundingen, som vist Fig. 62, men der kan også anvendes andre metoder.
I alle tilfælde skal strålespidsen være vandkølet, for at varmen fra glødehovedet ikke skal påvirke brændselsolien i strålespidsen så stærkt, at de lettere dele af denne fordamper, og kun de tungere bliver tilbage og danner koks, hvilket let vil medføre, at de fine huller i strålespidsen tilstoppes. Under opvarmningen af glødehovedet, altså før motoren kommer i gang, cirkulerer vandet jo ikke, og ved visse motorer kan det da være formålstjenligt at fjerne strålespidsen så længe.
Ved 4-takts glødehovedmotorer tilføres brændslet meget tidligt, d.v.s. enten under sidste del af udstødningsslaget eller i hvert fald straks, når indsugningen begynder. Dette sker for at få en god blanding med luften, thi under sugeslaget suges dampene, der dannes af olien oppe i glødehovedet, ned i cylinderen og blandes under kom-pressionen med den indsugede luft.
Ved 2-takts motorer, hvor der intet sugeslag findes, tilføres brænselsolien under kompressionsslaget lidt før eller lidt senere.
Skønt brændstoftilførslen således foregår på en meget enkel måde, kan den alligevel komme i uorden, og ved en glødehovedmotor er fejl i brændstoftilførslen en af de almindeligste.
Om pumpen giver olie, og om forstøvningen er god, undersøges ved at fjerne stråle-spidsen og med det håndtag, der altid er monteret på pumpen, give et par kraftige slag. Strålen skal da være kraftig, eventuelt forstøve og pludselig “klippes af”, som man siger. Strålens kraft må ikke mod slagets slutning blive svagere, og der må ikke samle sig dråber på strålespidsen mellem slagene. Uforstøvet og uforbrændt olie vil nemlig ikke alene gøre gavn, men kan også gøre skade ved at danne koks på stråle-spidsen eller ved at synke ned langs cylindervæggen og skylle smøreolien bort fra stemplet.

Fejl i brændstoftilførsel.

Fejl i brændstoftilførsel kan skyldes forskellige årsager: Utætte eller fastsiddende ventiler, delvis tilstopning af strålespidsen eller luft i trykledningen.
Da luft modsat olien kan sammentrykkes og atter udvide sig, og da pumpeslaget kun er meget lille, vil selv en ganske ringe luftblære kunne standse olietilførslen. Luft kan komme ind i ledningen, hvis denne er utæt, og olien skal suges op; man bør derfor altid anbringe brændselsolietanken så højt, at olien af sig selv løber til pumpen. Alligevel kan der komme luft i ledningen, hvis f.eks. beholderen løber tom, eller hvis man glemmer at lukke op for brændselsolien, eller hvis man ved adskillelse af ledningen og pumpen ikke sørger for at få luften drevet ud, forinden ledningen atter samles.

Antændelse af ladningen i glødehovedmotoren.

Forinden man starter en glødehovedmotor skal den del af kompressionsrummet, der ikke er vandkølet, og som populært kaldes “glødehovedet”, opvarmes til svag rødvarme. Til opvarmningen anvendes i reglen en blæselampe, selv om andre metoder, som vi senere skal se, kan anvendes. Når først motoren er kommet i gang skal varmen fra eksplosionerne tilføre glødehovedet netop så megen varme, at det stedse holder sig passende varmt. d.v.s. så varmt, at eksplosionerne indtræffer til rette tid, altså lidt før stemplet når top.
Ved den varierende belastning, som motorer i reglen går med, har det dog vist sig meget vanskeligt at holde glødehovedet passende varmt under alle forhold, idet den højere temperatur, der udvikles ved stærk belastning, gør, at glødehovedet bliver for varmt, hvilket atter medfører for tidlig tænding (“fortænding”), medens lille belastning eller tomgang bevirker, at glødehovedet bliver for koldt, så at tændingen sker for sent, eventuelt går motoren helt i stå. Særlig vanskeligt bliver det, hvor man, som ved fiskerimotorer, både må regne med variation i belastning og i hastighed.
Man er altså ikke helt herre over tændindstidspunktet i en glødehovedmotor, og på forskellig måde har man i tidens løb søgt at råde bod på denne ulempe.
Særlig i 2-takts motoren, hvor ulemperne er føleligst, har man anvendt flere forskel-lige metoder. Af disse skal først og fremmest nævnes “den direkte vandindsprøjt-ning”, der kom i brug allerede ved århundredets begyndelse og snart vandt en meget stor udbredelse, men senere er forladt.
Ved at sprøjte vand ind i cylinderen vil temperaturen af såvel denne som glødehove-det naturligvis falde og fortændingerne ophøre. Vandet kan tilføres sammen med skylleluften ved, at det gennem et rør med regulerventil ledes ind i skylleluftkanalen og af den forbistrømmende luft rives med ind i cylinderen, eller vandet kan sprøjtes med en særlig pumpe ind i glødehovedet, eller vand og olie i blandingen kan tilføres med den samme pumpe.
Ved den direkte vandindsprøjtning undgik man ikke alene fortændingerne, men meto-den medførte også andre fordele: Der kunne anvendes betydelig højere kompression, motoren ydede mere kraft, og forbruget pr. arbejdsenhed blev mindre. Og hertil kom, at motoren holdt sig bedre ren, idet navnlig stempelringene ikke koksede fast.
Foruden de nævnte fordele var der dog også så væsentlige ulemper ved metoden, at den nu som sagt næsten er forladt.
Af ulemper kan særlig nævnes den forøgede pasning, motoren krævede, da vandtil-førslen i reglen måtte indstilles skønsmæssigt i forhold til belastningen. – For lidt vand medførte fortændinger, for meget at motoren gik i stå. – Endvidere viste erfa-ringen, at stempel og cylinder i reglen blev hurtigere udslidt, hvor der anvendtes vand, end hvor dette ikke anvendtes. Ja, undertiden blev stempel og cylinder udslidt i løbet af nogle få måneder, og en dyr reparation var følgen. At vandet kan have den nævnte uheldige virkning lader sig let forklare, hvis der anvendtes “hårdt” vand d.v.s. vand, der indeholder opløste kalksalte, eller hvis vanddampe fortætter sig på cylindervæggen, efter at motoren er standset, og der får tid til at danne rust, og selv om dette undgås, og vandet er fuldkommen “blødt”, så er der alligevel en mulig-hed for, at de overhedede vanddampe, hvortil vandet omdannes i cylinderen, kan indvirke skadeligt på smøreolien, og endeligt kan selv meget små mængder af svovl eller klor i brændslet sammen med vandet danne flere for motoren højst skadelige forbindelser. Som den aller væsentligste grund til, at vandindsprøjtningen nu er næs-ten forladt, må dog anføres den ulempe, det var for fiskere at medføre en meget betydelig mængde fersk vand til fjerne fiskepladser, hvor al disponibel tonnage gerne skulde anvendes til brændselsolien og fangsten.
Da der imidlertid endnu findes adskillige motorer, for hvilke vandindsprøjtningen er en nødvendighed, kan man, for at mindske ulemperne ved metoden det mest mulige, opstille følgende almengyldige regler:
Brug ikke mere vand end nødvendigt.
Brug kun absolut blødt og rent vand.
Luk for vandtilførslen lidt før motoren standser, for at der kan danne sig en olie-hinde på cylindervæggen.

Til erstatning for vandindsprøjtningen er man gået flere forskellige veje.
På dette sted skal vi kortelig antyde de vigtigste af de principper, der er fulgt, medens den mere detaillerede omtale vil fremkomme under de specielle motorer.
Nogle almindelige betragtninger angående brændslets antændelse kan det dog være nyttigt at fremføre forinden.
Forsøg har vist, at fint forstøvet olie, – oliestøv antændes ved en lavere tempera-tur end oliedampe. Temperaturen af glødehovedet kan derfor være lavere ved en moderne motor med en kraftig umiddelbar forstøvning end ved den ældre 4-takts motor.
Jo hurtigere forbrændingen er afsluttet efter øverste dødpunkt, desto bedre bliver økonomien, og desto mindre varme overgår der til motoren og dennes kølevand, og omvendt vil en forhalet forbrænding – “efterbrænding” – forårsage, at motoren og glødehovedet bliver varmere, mere af varmen tabes til kølevandet, og stempelringene evt. stemplet vil være udsat for at bege fast.
Opgaven er nu at få tænding på passende tidspunkt uanset motorens hastighed og belastning, og følgende metoder eller kombinationer af dem kan da bringes i anven-delse. (Her tænkes kun på 2-takts glødehovedmotorer).

1) Som “glødehoved” anvendes en flad kalot med en bred anlægsflange. Ved at lede mere eller mindre kølevand gennem den hertil svarende modflange kan førstnævnte flanges temperatur og derved tillige glødehovedets temperatur varieres.

2) En mere eller mindre fuldkommen udskylning af cylinderen kan man få ved at anbringe et indstilleligt spjæld i skylleledningen. Ved en ufuldkommen udskylning forbliver mange af de varme forbrændingsprodukter i cylinderen, og denne og glødehovedet afkøles derfor mindre, og da efterbrændingen samtidig øges, vil motoren og glødehovedet kunne holde den fornødne varme selv ved tomgang. (Metoden er dog ret uøkonomisk og kræver i hvert fald omhyggelig indstilling af spjældet).

3) Ved moderne motorer med deres kraftige oliepumper og spredeelementer i strålespidsen vil olien forlade denne som en støvkegle. Hvis nu glødehove-det eller rettere kompressionskammeret består af en vandkølet og en ikke vandkølet del, så vil man kunne undgå fortændinger ved fuld last, hvis strålen rettes ned i cylinderen eller mod kammerets vandkølede del, og ved tomgang vil tændingerne kunne opretholdes, når støvkeglen bestryger kammerets varmeste del, altså det egentlige glødehoved.

På Fig. 49 er antydet, hvorledes strålespidsen med et håndtag kan drejes således, at støvkeglen, alt efter belastningens størrelse, kan rettes mod den varmere eller den koldere del af glødehovedet. Samme princip går igen i Fig. 50, hvor forstøverelementet F ved lille belastning eller tomgang kan skrues mere mod bund, hvorved spredningen øges således, at støvkeglen vil strejfe den varmeste del af kammeret.
4)  Ved tomgang og langsom gang indsprøjtes en mindre mængde brændsel på et meget tidligt tidspunkt, som regel allerede før udstødningen er forbi enten ved en særlig pumpe eller ved hjælp af en særlig lille knast på regulatormuffen. Der opstår herved en lille forbrænding i glødehovedet, hvorved dette holdes tilstrækkeligt varmt. Endelig kan indsprøjtningstidspunktet afpasses efter belastningen og således, at den kommer tidlig ved lille belast-ning og sent, altså mod slutningen af slaget, ved stor belastning.

Kun ved de sidstnævnte metoder kan håndindstillingen undgås, og indstillingen foretages af regulatoren.
En 2-takts glødehovedmotors gang, kraftydelse og økonomi er dog afhængig af mange andre faktorer end de nævnte, og særlig er glødehovedets form og størrelse samt halsens dimensioner af stor betydning.
Som regel konstrueres glødehovedet ikke, men opstår ad empirisk vej som resultatet af omfattende forsøg. Fig. 51 giver et begreb om de mange forskelligartede løsninger.

Også godstykkelsen af glødehovedet vælges empirisk og meget forskellig, idet det i reglen fremgår som et kompromis mellem hensynet til hurtig opvarmning og hensynet til at kunne holde varmen samt modstå spændinger og tæring. Ofte fastskrues et gløderør af tyndt, men varmebestandigt gods, som f.eks. nikkelstål, på det sted af glødehovedet, hvorimod blæselampens flamme rettes. Man opnår herved at få en hurti-gere start.

Opvarmning af glødehovedet.

Til opvarmning af glødehovedet anvendes endnu som oftest en blæselampe efter det almindelige kendte “primus” system, Fig 52.
Medens en nærmere beskrivelse af nævnte lampes virkemåde antagelig vil være overflødig, viser det store antal brande, der årligt foranlediges netop med denne lampe, at nogen vejledning i dens brug kan gøres nødig.
 1) Brug altid sprit og aldrig petroleum til opvarmning!
Petroleum kan kun brænde ved hjælp af væge. Som sådan anvendes oftest tvist, der efter brug kan ligge og ulme længe, til den f.eks. ved trækvind bliver i stand til at forårsage brand.

2) Fyld skålen med sprit, hverken mere eller mindre.
Hældes der for meget på vil spritten drive ned over beholderen, antændes og forår-sage en trykstigning, der kan blive skæbnesvanger, hvis beholderen i forvejen er pumpet stærkt op. Hældes der for lidt på bliver petroleumen ikke forgasset, men står som en osende væskeflamme ud gennem brænderen, og en sådan er i højeste grad brandfarlig.

3) Pump ikke op, før spritten omtrent er ud-brændt.
Pumpes for tidligt, drives olie op i rørspiralen, hvor den delvis fordamper og delvis afsætter koks – tilbøjelighed til væskeflamme bliver følgen.

4) Pumpningen bør ikke forceres ud over alle grænser. Overdrevent tryk er unødvendigt, og faren for sprængning øges.

5) Spildt olie og sprit bør tørres op inden sprittens antændelse.

6) Brænderen bør en gang imellem fornyes. I tidens løb afsættes der oliekoks i brænderspiralerne, og der må enten anvendes urimeligt meget sprit til opvarmning, eller man får en osende væskeflamme.

Adskilligt hurtigere end med primuslampen foregår opvarmningen af glødehovedet med den i de senere år indførte “trykluftlampe” (På Svensk “snabblampe”), hvor trykluft ved injektorvirkning river olien med ud af beholderen og forstøver den således, at oliestøvet umiddelbart, altså uden forudgående opvarmning med sprit, kan antændes med en tændstik. På Fig 53 er vist en trykluftlampe.
Trykluft af mindst 8 à 10 atm. tryk strømmer gennem regulerventilen F og river olien med sig fra beholderen B. Oliemængden reguleres af ventilen D. E er en fakkel til antændelse af oliestøvet. Når lampen skal tændes, åbnes først for trykluften, derefter for olien, og med faklen, der i forvejen er dyppet i sprit og antændt, antændes den udstrømmende og fint forstøvede olie. Faklen slukkes nemt ved at stikke den ned i et i brændselsbeholderen indloddet rør. Slukning foregår ved først at lukke for olie, derefter for trykluft.

Da man med trykluftlampen er fri for den forudgående opvarmning med sprit, og da flammen i reglen er betydelig mere intensiv end flammen fra en almindelig blæselampe, så spares betydeligt i tid, og desuden er det både en besparelse og en behagelighed at kunne anvende samme olie både til lampe og motor. – Men metoden kan naturlig-vis kun finde anvendelse, hvor trykluft forefindes, altså ved større motorer med luftstart.
Selv med gode blæselamper tager det dog både tid og volder besvær, at starte en glødehovedmotor, og der er derfor gjort mange forsøg på at finde metoder, hvorved de nævnte ulemper kan undgås. Der er således blevet anvendt glødespiraler, der op-varmes med en elektrisk strøm. Så snart motoren er varm, brydes strømmen, alligevel bruges der en del elektricitet, og der må altid disponeres over et opladet akkumula-torbatteri. Man har også anvendt thermitkapsler, der anbringes i en skål ovenpå glø-dehovedet. Den stærke varme, der udvikles ved antændelsen af kapslen, vil trænge gennem skålen ned i glødehovedet, således at dette bliver tilstrækkeligt varmt til at give de første tændinger.

Endelig er glødehovedet helt udeladt ved nogle nyere typer (Skandia, Vølund). Til start anvendes da en tændpatron, der består af et hylster med iltholdige kemikalier, der efter antændelse og anbragt ud for kompressionsrummet giver de første tændin-ger. Når patronen er udbrændt, skal et varmelegeme af varmebestandigt stål, der sid-der i kompressionsrummet, give den til en fortsat tænding fornødne varme. Ved de nævnte metoder kan starten af motoren ske umiddelbart, som ved benzinmotoren.