Daarom besloten wij in overleg met de N.D.S.M. een nieuw motortype te ontwikkelen,namelijk een enkelwerkende tweetakt motor met gelijkstroomspoeling, waarbij de spoellucht door poorten aan de onderzijde van de cilinder wordt toegelaten en waarbij de uitlaatgassen aan de bovenzijde van de cilinder door uitlaatkleppen ontwijken. Daar de spoellucht bij deze wijze van spoelen niet van richting verandert en de uitlaatgassen, welke na de vooruitlaatperiode nog in de cilinder aanwezig zijn, door de opstijgende spoelluchtkolom vrijwel geheel en practisch zonder vermenging uit de cilinder worden verdreven, behoeft de luchtovermaat niet groot te zijn om toch van een niet door restgassen verontreinigde luchtvulling verzekerd te zijn.

Door verschillende omstandigheden verminderde echter na de oorlog aanvankelijk de belangstelling voor de proefmotor. Tezamen met de N.D.S.M. kregen wij nl. direct na de oorlog een groot aantal dubbelwerkende Stork-Hesselman motoren in opdracht, waarvan vele voor Noorse rederijen. Dit was ongetwijfeld mede te danken aan het feit, dat de dubbelwerkende motoren die vóór de oorlog waren gebouwd, gedurende de oorlog – waarin helaas vele ervan in de golven verdwenen - hebben bewezen zeer betrouwbaar te zijn. Dat bleek uit de enthousiaste berichten van Hollandse Inspecteurs, die gedurende de oorlog in Amerika door de Nederlandse regering belast waren geweest met het toezicht op de Nederlandse koopvaardijvloot. Men mag gerust zeg gen dat schepen zoals de “Bloemfontein" en “Tjitjalenka", wat de betrouwbaarheid van de motor betreft tot de beste van onze vloot behoorden.

Door de vele bestellingen van dubbelwerkende motoren moest de afdeling Dieselmotoren van Stork, in plaats van zich met ontwikkelingswerk bezig te houden, er voor zorgen dat een groot aantal grote dubbelwerkende tweetakt-motoren in productie werd genomen. Hierin waren alle verbeteringen verwerkt die in de oorspronkelijke AEG-Hesselman-motor waren aangebracht.

Inleiding

Ir. E.A. van der Molen

Rendement

De één cilinder proefmotor

Om de motor voor verschillende proefnemingen gemakkelijk te kunnen ombouwen, is het cilinderblok uit drie delen geconstrueerd, die tezamen door middel van trekankers op het kastvormige frame en de fundatieplaat zijn bevestigd. De spoellucht wordt geleverd door een electrisch gedreven  Rootsblower.

De proeven begonnen in October 1943 en duurden voort tot Juli 1944. Toen werden de verbindingen van Hengelo met het Westen zo slecht, dat de proeven moesten worden stopgezet. Na de bevrijding, in November 1945 werden ze hervat.

Aanvankelijk was het resultaat van deze proeven niet geheel bevredigend. De rookgrens van de motor lag bij een lagere gemiddelde druk dan verwacht mocht worden. Om de centrale brandstofklep zoals wordt toegepast bij Stork-Hesselman motoren, te handhaven, werd de motor voorzien van twee

uitlaatkleppen. Ook de vorm van de verbrandingsruimte werd geheel overgenomen van de tot dusver gebouwde Stork-Hesselman motoren. De zuiger had dus ook de normale Hesselmanrand.

Daar de proeven de indruk wekten dat deze rand de spoeling stoorde, werd zij er eerst voor de helft afgedraaid en toen dit een verbetering bleek te geven werd zij geheel ver wijderd, hetgeen nog verdere verbetering bracht. Door deze verbetering en door de toe passing van vier in plaats van twee uitlaatkleppen waarover hierna nog nadere mede delingen volgen gelukte het tenslotte de rookgrens van de motor zeer hoog te krijgen.

Al spoedig na de oorlog zijn wij voor vele van onze viertakt-motoren Brown Boveri drukvulgroepen gaan toepassen. Als gevolg van het nauwe contact dat hierdoor met Brown Boveri ontstond, zijn wij in 1949 besprekingen met haar begonnen over eventuele toepassing van drukvulling bij tweetakt-motoren, door middel van drukvulgroepen. Voor deze drukvulling is naar onze mening een tweetaktmotor, welke uitlaatkleppen heeft, beter geschikt dan een tweetaktmotor met uitlaatpoorten. Bij de drukvulling wordt gebruik gemaakt van de energie welke zich nog in de gassen bevindt aan het eind van de expansieslag. Bij een motor met uitlaatpoorten gaat deze energie voor een groot deel verloren ten gevolge van wervelingen. Door de grote spoelluchtovermaat, welke bij motoren met lusspoeling wordt toegepast, daalt boven dien de temperatuur der uitlaatgassen en daardoor tevens de hoeveelheid energie, welke voor de uitlaatgasturbine beschikbaar blijft.

Daar de proefmotor in Delft uitlaatkleppen had, kwam deze motor weer in het middelpunt van de belangstelling. Bij het overleg met Brown Boveri bleek echter dat de uitvoering met twee uitlaatkleppen niet geschikt was om te voldoen aan de eis welke Brown Boveri stelde aangaande de klepdoortocht en de snelheid van het openen der kleppen. Er moest daarom een keus worden gedaan tussen de toepassing van één uitlaatklep en vier uitlaatkleppen. Met deze beide aantallen zijn betere

resultaten te bereiken dan met twee-kleppen.

Wij hebben onze keuze laten vallen op vier uitlaatkleppen, en wel om verschillende redenen. In de eerste plaats kon de brandstofklep daardoor in het midden blijven, zoals bij alle grote Storkmotoren en kon ook de vorm van de verbrandingsruimte onveranderd blijven. De uitvoering met één uitlaatklep zou de toepassing van twee brandstofkleppen meebrengen, terwijl de gehele vorm van de verbrandingruimte veranderd zou moeten worden. Daarmee zouden wij eerst weer ervaringen moeten opdoen.

In de tweede plaats bleek het met vier uitlaatkleppen gemakkelijker dan met één uitlaatklep mogelijk te zijn aan de verlangens van Brown Boveri te voldoen speciaal met betrekking tot het snelle openen der kleppen.

Fig.S. Druk- en temperatuurverloop in de uitlaatleiding aan de proefmotor en de spoeldruk,

Er werd dus voor de proefmotor een nieuw cilinderdeksel gemaakt- met vier uitlaatkleppen, zie tekening rechts, waarmee in 1952 verschillende proeven werden genomen.

Eerst werd de motor zonder drukvulling beproefd,  waarbij al spoedig betere resultaten werden bereikt dan indertijd met de motor met twee uitlaatkleppen het geval was. Hierna werden proeven gedaan, waarbij de toestand welke bij de drukvulling optreedt werd nagebootst, maar zonder een drukvulgroep. Dit ging als volgt in zijn werk. De spoellucht werd geleverd door een afzonderlijk aangedreven blower. In de uitlaatleiding werd een stuwdüse gebouwd met dezelfde weerstand als de later toe te passen uitlaatgasturbine. Op deze wijze werkte de motor geheel als met een aangebouwde drukvulgroep. Een uitgebreide serie proeven werd genomen met stuwdüsen van verschillende diameters, met verschillende lengtes van uitlaatleidingen en met verschillende hoeveelheden spoellucht. Hierbij werden metingen verricht van de temperaturen van de cilindervoering en het cilinderdeksel en deze werden vergeleken met de overeenkomstige temperaturen van de motor zonder drukvulling. Hieruit kon worden afgeleid hoeveel stijging van vermogen door druk vulling mogelijk was bij dezelfde thermische belasting van de motor.

Door het Laboratorium voor Verbrandingsmotoren der T.H. te Delft werd het druk- en temperatuurverloop in de uitlaatleiding tussen uitlaatklep en stuwdüse alsmede het drukverloop in de spoelluchtreceiver gemeten. De drukmetingen zin uitgevoerd met de capacitieve drukmeetmethode, systeem Boerema (fabricaat Bureau van Reijsen te Delft), de temtemperatuurmeting met een Wolfram-draad, diameter 30 ? en een versterker, systeem Laboratorium voor Verbrandingsmotoren der T.H. te Delft.

De grafiek rechts geeft een beeld van de waarnemingen tijdens één der proeven.