Oppfinnelsen av den økonomiske varmemotoren tilskrives Rudolf Diesel, men den kunne like gjerne kalles Carnot-motor. For det var monsieur Carnots varmeteorier som satte Rudolf D. på sporet.
Bildet øverst: En bil som tidlig hadde Diesels motor OM 636 var Mercedes-Benz 170. (Foto: A. Miegl)
Av Stein Bekkevold
Carnots syklus for «varmemotorer» var en ideell syklisk prosess for trykk og temperatur, i gassen i en stempelmotor. Teoriene kom tidlig på 1800-tallet ved den franske ingeniøren N. L. S. Carnot. Hans teori er i dag en norm, en ytelsesstandard for varmemotorer i driftsområdet mellom høy og lav temperatur.
Motoren har fire prosesser i serie: Ekspansjon/oppvarming ved konstant høy temperatur;reversibel (adiabatisk) ekspansjon; kompresjon under avkjøling ved konstant lav temperatur; og reversibel (adiabatisk) kompresjon. Adiabatisk betyr «uten utveksling av varme» – mellom indre arbeid og alt utenfor.
Carnot leverte en teori: Energiutbyttet mellom netto ytelse og varmetilførsel er lik forholdet mellom temperaturforskjellen mellom varmekilde og kjølesystem – dividert på temperaturen i varmekilden. Dette studerte vi på sekstitallet. Du snakker …
Rudolf D. i moden alder – med patentskriv og motor. (Foto: Mercedes-Benz)
Rudolf Diesel
(1858-1913) ble lett besatt av dette, og jobbet hardt med Carnots sytti år gamle teorier. Hanvar tysk termisk ingeniør og kunstkjenner, lingvist og sosialteoretiker, og bodde i Paris til familien dro til England i 1870 – ved starten på den fransk-tyske krig.
Fra London dro ungdommen til Augsburg, farens fødeby, for å fortsette på skole. Der – og senere ved Teknisk Universitet München – ble han kjent for utmerket viten i ingeniørfag.Han ble venn med kjøleingeniør Carl von Linde, og begynte hos ham i Paris i 1880. Diesel var svært opptatt av termodynamikk og hadde havnet i paradis … Termo-dynamikk er i teoretisk fysikk læren om hvordan varme og arbeid er koblet – de er ulike former for energi.
Carnots syklus i all sin prakt. Diesel ble dypt imponert. (Kilde: Encyclopedie Francaise)
Utviklingspatent i 1892
Diesel viet nå mye av tiden til å lage en motor som kunne jobbe tett opp til Carnots teorier.Først prøvde han en ekspansjonsmotor som gikk på ammoniakk. Rundt 1890, med ny jobb hos Linde i Berlin, kom ideen til en «dieselmotor». Han kalte den varmemaskin, og så kalte han den oljemotor – og fikk tysk utviklingspatent i 1892. Året etter utga han beskrivelsen Theorie und Konstruktion eines rationellen Wäremotors. Tyskere blir det nok ikke …
Oljemotor
Med støtte fra Maschinenfabrik Augsburg og Krupp bygget han stadig mer vellykkede modeller, som i 1897 ble vist som 25-hesters firetakts, vertikal kompresjonsmotor. Den skulle teoretisk gå på komprimert luft der luftas oksygen under høy kompresjon selvantente; dette gikk dårlig så Diesel tilsatte peanøttolje – og fikk en oljemotor. Høy effektivitet gjordeden til verdenssuksess, og royaltyavgifter gjorde unge Rudolf til en holden mann.
Men ideen kom altså fra Carnot …
