CN104481728A - 轴向活塞发动机和用于操作轴向活塞发动机的方法 - Google Patents

Abstract

为了改进轴向活塞发动机的效率，本发明提出一种轴向活塞发动机，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸导引至工作缸的压力管路，其中，在工作缸中设置有带有工作连杆的工作活塞并且在压缩机缸中设置有带有压缩机连杆的压缩机活塞，并且其中，轴向活塞发动机特征在于，这两个连杆中的至少一个具有横向加强部。

Description

轴向活塞发动机和用于操作轴向活塞发动机的方法

本申请是国际申请日为2010年7月26日的已进入中国国家阶段的PCT专利申请(中国国家申请号为201080043188.8，国际申请号为PCT/DE2010/000877，发明名称为“轴向活塞发动机、用于操作轴向活塞发动机的方法以及用于制造轴向活塞发动机的热交换器的方法”)的分案申请。

技术领域

一方面，本发明涉及一种轴向活塞发动机(Axialkolbenmotor)，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂(Brennmittel)从压缩机缸导引至工作缸的压力管路，其中，在工作缸中设置有带有工作连杆(Arbeitspleuel)的工作活塞并且在压缩机缸中设置有带有压缩机连杆的压缩机活塞。

另一方面，本发明涉及一种轴向活塞发动机，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸经过燃烧室导引至工作缸的压力管路，其中，从燃烧室至工作缸的燃烧剂流经由至少一个控制活塞来控制。

此外，本发明涉及一种轴向活塞发动机，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸经过燃烧室导引至工作缸的压力管路，其中，从燃烧室至工作缸的燃烧剂流必要时经由至少一个由控制驱动(Steuertrieb)所驱动的控制活塞来控制。

此外，本发明涉及一种轴向活塞发动机，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级、带有至少一个以燃烧室压力加载的构件并且带有用于润滑的油回路。

此外，本发明涉及一种轴向活塞发动机，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级、带有至少一个在压缩机级与膨胀器级之间的燃烧室并且必要时带有至少一个热交换器其中，热交换器的吸收热的部分布置在压缩机级与燃烧室之间，而热交换器的放出热的部分布置在膨胀器级与环境之间。

本发明也涉及一种带有燃烧剂供给部(Brennmittelzufuhr)和废气排出部(Abgasabfuhr)的轴向活塞发动机，它们以热交换的方式相互连结。

本发明同样涉及一种用于操作带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级并且带有至少一个在压缩机级与膨胀器级之间的燃烧室的轴向活塞发动机的方法以及一种用于制造具有包括至少一个气缸的压缩机级和包括至少一个气缸的膨胀器级以及至少一个在压缩机级与膨胀器级之间的燃烧室的轴向活塞发动机的热交换器的方法。

背景技术

轴向活塞发动机从现有技术中充分已知并且标记为能量转化机器，其在输出侧在至少一个活塞的帮助下提供机械的旋转能，其中，活塞执行线性的振动运动，其取向大致同轴于旋转能的旋转轴线取向。

除了例如仅仅以压缩空气来运行的轴向活塞发动机，也已知被供给燃烧剂的轴向活塞发动机。该燃烧剂可多成分地(例如由燃料并且由空气构成)构造，其中，成分共同地或分离地被输送给一个或多个燃烧室。由此，在当前的情况中概念“燃烧剂”表示这样的材料，其参与燃烧或携带有参与燃烧的成分并且流经轴向活塞发动机。那么，燃烧剂至少包括燃烧物(Brennstoff)或燃料，其中，概念“燃料”就此而言燃烧物即描述这样的材料，其通过化学的或其它反应、尤其通过氧化还原反应放热地反应。此外，燃烧剂还可具有成分，例如空气，其提供用于燃料的反应的原料。同样，燃烧剂可包含另外的成分，例如化学的添加剂(Zusatz)或起催化作用的物质。

尤其地，轴向活塞发动机也可在内部连续燃烧(ikV)的原理下来操作，根据该原理，燃烧剂(即例如燃料和空气)被连续地输送给一个燃烧室或多个燃烧室。

此外，轴向活塞发动机一方面可利用旋转的活塞和相应地旋转的气缸工作，其接连地(sukzessiv)旁经燃烧室。另一方面，轴向活塞发动机可具有静止的气缸，其中，工作介质那么对应于期望的负载顺序被接连地分配到气缸上。

例如，从文件EP 1 035 310 A2和文件WO 2009/062473 A2中已知这样的具有静止的气缸的ikV轴向活塞发动机，其中，在文件EP1 035 310 A2中公开了一种轴向活塞发动机，在其中燃烧剂供给部和废气排出部以热交换的方式相互连结。

此外，在文件EP 1 035 310 A2和文件WO 2009/062473 A2中所公开的轴向活塞发动机具有在工作缸与相应的工作活塞和压缩机缸与相应的压缩机活塞之间的分离部，其中，压缩机缸设置在轴向活塞发动机的背向工作缸的侧面上。就此而言，这样的轴向活塞发动机可关联有压缩机侧和工作侧。

应理解的是，概念“工作缸”、“工作活塞”和“工作侧”与概念“膨胀缸”、“膨胀活塞”和“膨胀侧”或“膨胀器缸”、“膨胀器活塞”和“膨胀器侧”以及与概念“膨胀级”或“膨胀器级”同义地来使用，其中，“膨胀器级”或“膨胀级”表示所有存在于其中的“膨胀缸”或“膨胀器缸”的整体。

发明内容

本发明的目的是改进轴向活塞发动机的效率。

该目的通过带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸导引至工作缸的压力管路的轴向活塞发动机来实现，其中，在工作缸中设置有带有工作连杆的工作活塞而在压缩机缸中设置有带有压缩机连杆的压缩机活塞，在其中这两个连杆中的至少一个具有横向加强部(Querversteifung)。

如果这样的横向加强部至少设置在这两个连杆中的一个处，则连杆总地可以以显著更小的质量来构造，由此该连杆有利地可在重量上更轻地设计。就此而言，在配备有这样的横向加强部的连杆方面，更小的质量必须被移动或加速，由此可更有效地操作该轴向活塞发动机。由此轴向活塞发动机的总效率有利地改进。

横向加强部尤其可应用在轻型结构中，以便尽管减少或节省材料能够足够硬地且稳定地设计构件。当前，只要加强部的主延伸具有垂直于例如连杆的主延伸方向或垂直于轴向活塞发动机的(在轴向上观察)主轴线的分量，那么使用名称“横向”。

本发明的目的还尤其由带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸导引至工作缸的压力管路的轴向活塞发动机来实现，其中，在工作缸中设置有带有工作连杆的工作活塞而在压缩机缸中设置有带有压缩机连杆的压缩机活塞，并且工作活塞具有横向加强部。

工作活塞也可通过设置合适的横向加强部在重量上显著更轻地来构建，使得在轴向活塞发动机处更小的质量必须利用工作活塞本身来移动，由此可进一步改进轴向活塞发动机的效率。

就此而言，本发明的目的也由这样的轴向活塞发动机实现，在其中增加地或备选地，压缩机活塞具有横向加强部。当压缩机活塞由于横向加强部可以以更小的质量来提供时，轴向活塞发动机那么也必须更少地做内部功。

为了实现本发明的目的，此外提出一种轴向活塞发动机，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸导引至工作缸的压力管路，其中，在工作缸中设置有带有工作连杆的工作活塞并且在压缩机缸中设置有带有压缩机连杆的压缩机活塞，并且该轴向活塞发动机特别地特征在于，这两个连杆中的至少一个由铝构成。

由于使用铝或其合金，可能有利地减小运动的构件的质量，由此轴向活塞发动机可附加地更有效地工作。就此而言，由此也获得轴向活塞发动机的效率的提高。应理解的是，代替铝有利地也可使用任何其它轻质材料，只要它经受住运行温度或其它边界条件。必要时也可使用合适的措施(例如在合适的部位处的热绝缘)，以便使轻质材料的应用成为可能。

应理解的是，轴向活塞发动机的另外的尤其运动的构件也可由轻质材料制成，只要其那么总是还具有足够的强度和/或刚度。

就此而言，除了它的可直接与热的介质接触的热的区域之外，轴向活塞发动机的活塞也可借助于铝或其合金来设计。就此而言，概念“热的区域”尤其描述活塞的面对燃烧剂的区域，其可被严重热负载。

鉴于此，本发明的目的也由带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸导引至工作缸的压力管路的轴向活塞发动机来实现，其中，在工作缸中设置有带有工作连杆的工作活塞并且在压缩机缸中设置有带有压缩机连杆的压缩机活塞，并且其中，该轴向活塞发动机特征在于由铝制成的工作活塞，其在工作缸侧具有优选地由铁构成的燃烧保护部。

由此可保证工作活塞(除了其热的区域)的非常轻的结构形式，由此可进一步改进轴向活塞发动机的效率。

必要时该燃烧保护部也可利用其它材料、例如利用陶瓷覆层来实现。在此，也可考虑由陶瓷材料制成的工作活塞。

独立于本发明的其余特征，本发明的目的也由这样的轴向活塞发动机实现，其特征在于由铝制成的压缩机活塞，因为由此可相应有利地改进轴向活塞发动机的以上所描述的轻型结构。

当已经在压缩机缸处利用热的燃烧剂来工作时，必要时在压缩机活塞处在压缩机缸侧还必须设置有燃烧保护部。在此，燃烧保护部也可由抗热的材料制成。例如燃烧保护部由铁或由陶瓷制成，其中，在此可靠地也可应用由陶瓷材料制成的压缩机活塞。

由此，在这里描述的和使用的工作活塞和压缩机活塞方面，活塞底部有利地可由铁或钢而活塞裙(Kolbenschaft)有利地由铝或由其合金构成。

这样重量减小的或重量优化的活塞未从开头所描述的相关的现有技术中已知，使得从该相关的现有技术中不可明显地得出当前的有利的进一步改进，虽然开头所描述的现有技术的发明的目的是在其效率方面进一步改进轴向活塞发动机。

本发明的目的的备选的解决方案提出一种轴向活塞发动机，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸导引至工作缸的压力管路，其中，在工作缸中设置有带有工作连杆的工作活塞并且在压缩机缸中设置有带有压缩机连杆的压缩机活塞，并且其中，不仅工作连杆和压缩机连杆而且工作活塞和压缩机活塞由钢形成。

如果两个活塞由钢制成，则活塞一方面特别耐热，并且另一方面不必考虑在唯一的构件处的不同的材料特性。此外，活塞的一件式的结构成本更有利，其中，由于钢的较高的强度并且通过另外的结构上的措施(例如以上所提及的横向加强部)活塞的质量可减小到最小。相对于铝活塞的重量缺点由此也可被相对化。尤其也可能，相应的连杆同样由钢设计，使得由工作活塞和工作连杆以及压缩机连杆和压缩机活塞构成的整体组件可由相同相同的材料并且必要时甚至由一件形成。前者必要时简化了相应的部件的连接，因为不同的材料特性可不出现并且不损害连接，而后者自然才完全不会出现可能的连接问题。

因为在压缩机活塞侧通常作用有与在工作活塞侧不同的力，与工作活塞的连杆相比，压缩机活塞的连杆尤其可重量更减小地设计。就此而言，本发明的目的也由带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸导引至工作缸的压力管路的轴向活塞发动机实现，其中，在工作缸中设置有带有工作连杆的工作活塞并且在压缩机缸中设置有带有压缩机连杆的压缩机活塞，并且其中，压缩机连杆比工作连杆更轻地构造。工作活塞在此尤其也可不同于压缩机活塞来构造。例如压缩机活塞更轻地构造，因为其在轴向活塞发动机的工作介质方面不暴露于如此大的力。由此，轴向活塞发动机可被非常准确地匹配于它的特定的负载并且相应地被优化。

此外，本发明的目的也由这样的轴向活塞发动机实现，即，在其中将能量从连杆中的至少一个传递到输出轴上的输出轴承在压缩机连杆侧比在工作连杆侧更弱地构造。因为在压缩机活塞侧与在工作活塞侧不同的力(通常更小的力)作用到相应的连杆上，连杆在压缩侧在其重量方面有利地可更轻地构造。然而这尤其也可取决于所使用的材料，但是也是结构或质量比的问题。如果工作连杆和压缩机连杆一件式地构造，其可非常成本有利地制造。当工作连杆和压缩机连杆彼此同轴地构造时，是有利的。由此，尤其也可在轴向活塞发动机的罩壳处提供特别有利的负载比。

独立于本发明的其余特征，该目的也由带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸经过燃烧室导引至工作缸的压力管路的轴向活塞发动机实现，其中，从燃烧室至工作缸的燃烧剂流经由至少一个控制活塞来控制并且其中，控制活塞在燃烧室侧由铁或钢形成。因为控制活塞也与轴向活塞发动机的非常热的工作介质或燃烧剂接触，当控制活塞的至少关于此的区域耐高温地来设计时，是有利的。就此而言，代替铁或钢也可应用任何其它耐高温的材料，例如陶瓷。有利地，控制活塞其余由铝或其合金形成，从而控制活塞特别轻并且由此可实现极端短的控制时间。

对此替代地，整个控制活塞可由铁或钢形成，因为控制活塞通常大多较小地构建并且因此较小地具有质量。当极端短的控制时间不扮演重要作用或者(刚好因为控制活塞的较低的重量)仍然可被实现时，这尤其是好的解决方案。

此外，为了实现本发明的目的，备选地或增加地提出一种轴向活塞发动机，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸导引至工作缸的压力管路，其中，从燃烧室至工作缸的燃烧剂流经由至少一个控制活塞来控制，该轴向活塞发动机特征在于，即，控制活塞的至少一个燃烧室侧的表面是反射性的。通过这样的反射性(Verspiegelung)可能以有利的方式减小相应的部件尤其通过热负载的辐射的反射而引起的热负载。

对此替代地或增加地，本发明的目的相应地可通过带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸导引至工作缸的压力管路的轴向活塞发动机实现，其中，从燃烧室至工作缸的燃烧剂流经由至少一个控制活塞来控制，该轴向活塞发动机特征在于，燃烧室具有由反射性的金属构成的燃烧室底部。

此外，金属的表面的反射性带来该优点，即可减小通过在烧尽的(verbrannt)燃烧剂与金属的表面之间的高的温度差而产生的壁热流至少对于由热辐射引起的壁热流。在内燃机中的效率损失的很大份额通过该提及的壁热流产生，因此通过减小壁热流给出存在通过本发明的所提出的解决方案提高轴向活塞发动机的热力学效率的可能性。

应理解的是，一方面通过反射性，非金属的表面也可在热力学效率上带来优点，并且另一方面增加地或备选地可由此实现在热力学效率上的该优点，即，只要燃烧剂的温度高于壁温度，轴向活塞发动机的每个与燃烧剂处于接触的构件变得有反射性。

此外应理解的是，可应用任何其它能够提高构件表面的光谱的反射度的表面覆层。此外，当然可想象这样的表面覆层，其对此替代地或增加地减小构件表面的导热系数，以便通过对流减小热力学损失的份额。

此外，为了实现本发明的目的，备选地或增加地提出一种轴向活塞发动机，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级、带有至少一个在压缩机级与膨胀器级之间的燃烧室、带有至少一个以燃烧室压力加载的构件并且带有用于润滑的油循环，其中，油循环具有发动机油循环和带有与发动机油循环不同的压力水平的压力油循环。由此实现该优点，即，在带有不同的压力水平的相应的油循环中，该循环的油泵(例如压力油循环的压力油泵)仅仅必须施加为了输送油所需的背压，并且不必通过压力油泵施加在该循环中为了达到出于其它原因可能需要的、超过用于输送油的压力的更高的压力。通过压力油循环可具有克服位于燃烧室中的燃烧室压力工作的构件，当压力油循环的压力水平对应于燃烧室压力时，相应是有利的。

对此替代地或增加地，也可以是有利的是，压力油循环的压力水平对应于压缩机压力。通过压力油循环的对应于燃烧室压力或压缩机压力的压力水平，可以气动地尽可能补偿作用在以燃烧室压力加载的构件处(例如在控制活塞处)的气体力。就此而言由此实现在其效率方面进一步改进轴向活塞发动机的目的，即，使作用在控制活塞处的活塞功最小化并且因此在相同的燃烧物应用时使在轴向活塞发动机处发出的功或功率最大化。

就此而言应指出的是，说法“压力水平对应于压力”也以宽容地允许在压力水平与应是压缩机压力或硬石燃烧室压力的压力之间直至40％的压力差。然而优选地，通过说法“压力水平对应于压力”应获取最大7bar的压差。在没有过大的效率损失的情况下这样的压力差还可由也经受更高的温度的密封部截获。

为了在轴向活塞发动机的可变的功率输出时不与该改进效率的优点相对立，此外提出，在轴向活塞发动机全负荷时压力油循环具有大于20bar的压力水平。增加地或备选地提出，在轴向活塞发动机的部分负荷时压力油循环具有在5bar与20bar之间的压力水平。在所有运行情况的大部分中这确保均衡的压缩比，通过该压缩比优化效率。对此替代地或增加地提出，在轴向活塞发动机的怠速运转时和/或在轴向活塞发动机的停止时，压力油循环具有在5bar之下的压力水平。尤其在这些运行状态中，这使相应的密封部的小的负载成为可能，从而可在更长的时间段上有效的可能的泄漏流尤其也不具有明显的干扰的影响。在轴向活塞发动机的与负载相关的且非静态的运行中，通过该措施尤其可实现该优点，即，在以燃烧室压力加载的构件处的燃烧室压力的补偿始终对应于轴向活塞发动机的燃烧室压力或负荷点。通过符合需要地在以燃烧室压力加载的构件处提供为了补偿燃烧室压力所需的气体力，由此保证在不同的运行条件下优化的效率。始终更大地显出的气体力导致燃烧室压力的过补偿，由此又引起用于产生在压缩机级处的补偿压力的不利于效率的压缩机功率。

“怠速运转”指在运行状态的该部位处，在其处轴向活塞发动机的指示功率大致对应于轴向活塞发动机的摩擦功率，即有效的功率产生为零。

本发明通过将油循环分离成发动机油循环和压力油循环在其效率方面改进轴向活塞发动机的目的尤其补充地由此实现，即，发动机油循环具有发动机油底壳和发动机油泵，而压力油循环具有压力油底壳和压力油泵。这具有提高效率的优点，即发动机油泵和压力油泵可提供对于发动机油循环和压力油循环独立的油体积流，并且因此发动机油泵和压力油泵的功率需求对应于发动机油循环和压力油循环的要求。

为了保证湿润加载以燃烧室压力的构件(诸如控制活塞和其它与控制活塞处于相互作用的构件)，此外提出，压力油底壳具有用于获取油位的器件。有利地，该用于获取油位的器件特征在于，压力油底壳的通过用于获取油位的器件所获得的油位是最小的和/或最大的油位。该优点有助于，不仅在运行可靠上阻止了润滑不良，而且阻止压力油循环的过填充和与此伴随的效应，如油起泡、油喷出或另外不期望的油从压力油循环中流出。

此外提出，至少一个控制腔为压力油循环的组成部分。该布置的优点由此得出，即在控制活塞的背对燃烧室的侧面处形成的控制腔可通过压力油循环的对应于燃烧室压力水平的压力水平补偿作用到控制活塞上的燃烧室压力。

在此，利用“控制腔”描述相应的空腔，其布置在一个或多个控制活塞的背对燃烧室的侧面上。背对燃烧室的侧面对此附加地通过控制活塞的运动方向限定。由此，背对燃烧室的侧面对应于控制活塞的该侧面，在其上，所施加的气体压力在其合力(Resultierenden)上与作用到控制活塞上的燃烧室压力相反。在控制腔中也可设置有另外的部件，其与一个或多个控制活塞相互作用，例如控制地起作用的凸轮盘(Kurvenscheibe)或轴承组件。就此而言，油循环的压力油循环必要时还包含一个或多个控制活塞的部分，其中，为了润滑控制活塞而循环的油可在湿润位于控制活塞处的摩擦副之后流入该控制腔中并且从该处起被收集在油底壳中。

为了实现作用在不同的构件处的燃烧室压力的补偿的优化效率的优点，此外提出，压力油循环经由增压管路与压缩机级的至少一个气缸相连接。使用这样的增压管路带来该优点，可始终运行可靠地且简单地满足需要提供在压力油循环中的压力水平，该压力水平也以相似的高度存在于燃烧室中。适宜地且有利地，经由该增压管路提供根据运行点控制的或调节的压力建立。

为了满足轴向活塞发动机的交变的负荷点的要求，提出，在压缩机级的至少一个气缸与压力油循环之间布置有增压阀，以便提供根据运行点控制的或调节的压力建立。该增压阀尤其可设置在以上已经描述的增压管路中。

增压阀优选地由此满足调节技术上的花费，即，增压阀可接通地实施，尤其由此即增压阀实施成可经由压缩机压力接通。为此，增压阀可与压缩机级有效连接并且具有带有用于接通的器件的控制装置。

在合适的实施形式中，增压阀例如可以是电地或电子地操纵的或者而还有气动地操纵的阀。因此可间接地通过控制器操纵增压阀，或者而还直接地通过出现在阀处的压缩机压力。如果压缩机压力超过一定的值，则增压阀打开并且压缩机级与压力油循环相连接，由此导致压力油循环利用压缩的空气或其它存在于压缩机级中的介质增压。

有利地，对应于在轴向活塞发动机的运行中存在的负荷点，增压阀特征在于，在5bar、更优选地10bar、最优选地30bar的增压压力下接通增压阀。这具有该优点，即在压力油循环中可提供对于补偿作用在构件处的燃烧室压力所需的或者很大程度上对应于其的压力。此外，如果压缩机压力下降到在压力油循环中存在的压力水平之下，通过以上描述的增压阀有效地阻止压力从压力油循环中漏出。有利地，增压阀可实施为气动的、压力控制的多路阀(Mehrwegeventil)，使得增压阀的主动的控制是可能的。

此外，可考虑的是，增压阀是止回阀(Rückschlagventil)，尤其压力控制的止回阀。这使在不需要另外的措施的情况下增压阀的在结构上特别简单的开关成为可能。

应用通过轴向活塞发动机的压缩机级所提供的压力(其中，为了施加该压力所提供的空气或所提供的燃烧剂在从环境条件中压缩时通常具有处于环境条件之上的温度水平)可导致，在节流部位(例如其是阀)之后的压力降或在增压管路的壁处的冷却可引起流体的冷凝。

因此，作为压力油循环的另一设计方案提出，在增压阀与压力油循环之间布置有油分离器。因为在该油分离器处所分离的油已经位于高的压力水平上，此外提出，油分离器的出口(Ablauf)与压力油底壳相连接。此外提出，在增压阀与压力油循环之间布置有脱水器。由此，位于压缩的空气中的水蒸气可能已经在引入该压缩空气之前被高效地分离出，从而阻止水蒸气在压力油循环中的凝出并且关于此，轴向活塞发动机的使用寿命不由出现的腐蚀限制。当如所提出的那样使用油分离器并且油分离器的出口将分离的油又供应给压力油循环时，对于从压力油管路朝向压缩机级的回流的情况也可有效地阻止从压力油循环中的油的损失。借助于油分离器尤其也可阻止轴向活塞发动机的损坏，其在压缩机级中可通过含油的空气的自燃引起。

有利于效率地在压力油循环中使用与发动机油循环相比更高的压力水平通过存在的压力降可导致从压力油循环到发动机油循环中更高的油泄漏。为了在轴向活塞发动机的整个运行期间持续地维持压力油循环的提高效率的优点，因此适宜的是，在压力油底壳与压力油泵之间以及在发动机油底壳或发动机油泵与压力油泵之间布置有平衡阀。这具有该优点，即可由此阻止低于在压力油底壳中的最小的必要的油位，即压力油泵从发动机油底壳中吸取(beziehen)油，直至压力油底壳的油位达到最大值。此外，油循环的该维护效率的设计方案由此实现，即平衡阀有效连接用于获取油位的器件。

此外提出，平衡阀与控制装置有效连接。这样的控制装置例如可以是轴向活塞发动机的控制器，在其中储存有特性场或算法，应根据其同样实现压力油循环与发动机油循环的连接，以便达到在压力油循环中油位的平衡。因此，平衡阀可直接与用于获取油位的器件相连接或者而间接地经由控制装置与用于获取油位的器件相连接。

也可考虑，控制装置不仅经由在压力油循环中的油位而且经由温度或其它参数(诸如紧急运转信号(Notlaufsignal)或维护信号)操控平衡阀，以便例如实现位于压力油循环中的油的更换。

当平衡阀优选地在第一运行状态中将压力油底壳与压力油泵连接并且在第二运行状态中将发动机油底壳或发动机油泵与压力油泵连接时，那么在压力油循环中使用与发动机油循环相比更高的压力水平在能量上是特别有利的。这具有该优点，通过使用压力油循环如此保证效率使得仅仅在发动机油循环和压力油循环之间压差较小时连接这两个分循环，从而压力油泵的功率消耗通过克服高的压力差不导致效率下降。

对此增加地，对于平衡阀的维护效率的设计方案提出，第一运行状态对应于轴向活塞发动机的部分负荷和/或全负荷，而第二运行状态对应于轴向活塞发动机的怠速运转和/或停止。平衡阀的该设计方案保证，平衡阀仅仅在发动机油循环与压力油循环之间压力差较小时接通，以便有效地阻止由于负的压力降油从压力油循环回流到发动机油循环中。压力油循环的排空可能通过润滑不良可使轴向活塞发动机的效率显著恶化。

因此此外备选地或增加地提出，在发动机油底壳与平衡阀之间或在发动机油泵与平衡阀之间布置有构造为止回阀的单向阀(Rücklaufventil)。此外，借助于该单向阀可有利地阻止在平衡阀功能故障时无意地排空压力油循环。

尤其相应地提出，单向阀具有从发动机油循环至压力油循环的流动方向。

止回阀的保险功能在该布置中有利地由此实现，即由此在正的压力降时压力油循环的进一步填充是可能的，然而在负的压力降时排空被阻止。

此外，为了实现改进效率的轴向活塞发动机，相应地提出一种用于操作轴向活塞发动机的方法，该轴向活塞发动机带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级并且带有至少一个在压缩机级与膨胀器级之间的燃烧室，其中，从燃烧室中在燃烧室压力下至膨胀器级的气缸的燃烧剂流经由至少一个控制活塞来控制，并且轴向活塞发动机具有用于润滑的油循环，该方法特征在于，油循环被划分成发动机油循环和压力油循环并且轴向活塞发动机的以燃烧室压力加载的构件通过压力油循环来润滑。

对此附加地提出，作用到控制活塞上的燃烧室压力由存在于控制腔中的且对应于燃烧室压力的压力水平补偿。

通过一方面油循环的两个分循环相应本身以最小所需的压力水平工作并且由此位于这些分循环中的油泵的功率消耗是符合需要的、最小的并且因此效率优化的，该所提出的用于轴向活塞发动机的方法又有助于改进轴向活塞发动机的效率。另一方面，通过在以燃烧室压力加载的构件、尤其在以燃烧室压力加载的控制活塞处的燃烧室压力的补偿，阻止或使在控制活塞处的对于循环过程的效率无益的活塞功最小化，从而使轴向活塞发动机的热力学效率最大化。

有利地，在控制腔中的对应于燃烧室压力的压力水平可通过压缩机级来提供。这带来该优点，即不需要用于产生相应的压力水平的附加的设备或附加的部件，并且此外具有该优点，即通过压缩机级所提供的压力或压力水平也处于对应于待补偿的燃烧室压力的数量级。

优选地，在低于压力油底壳中的最小油位时，压力油循环利用来自发动机油循环的油来填充。这具有该优点，即通过由来自发动机油循环的油代替由于提高的压力从压力油循环离开的油，始终提供足够的油用于润滑通过燃烧室压力加载的构件。为此，尤其在轴向活塞发动机的怠速运转时和/或在停止时压力油循环可与发动机油循环相连接，因为压力差那么相对很小。通过当在发动机油循环与压力油循环之间的压差最小时那么尤其实现从发动机油循环中取出油，压力油循环与发动机油循环之间的高的压力差通过所提出的方法可有利地被避开(umgehen)，从而使两个压力油泵的由该压力差所引起的功率消耗最小化并且关于此使轴向活塞发动机的总效率最大化。

对最后提及的方法替代地或补充地，在压力油循环与发动机油循环之间的压力差小于5bar时压力油循环可被与发动机油循环相连接。该操作方法提供该优点，即当发动机油循环与压力油循环之间的压力差与轴向活塞发动机的转速无关地假设为这样的值，在该值时克服为了填充压力油循环所需的压力差要求用于此的油泵的最小功率消耗，压力油循环可利用来自发动机油循环的油来填充。因此在轴向活塞发动机的运行期间也可在有利的效率下运行可靠地填充压力油循环。

对于本发明的其余特征附加地或备选地，本发明的目的通过带有以传递热的方式相互连结的燃烧剂供给部和废气排出部的轴向活塞发动机来实现，其特征在于至少一个热交换器绝缘部。以该方式可确保，尽可能多的热能保留在轴向活塞发动机中并且经由热交换器到燃烧剂处又被利用。就此而言应理解，热交换器绝缘部不必强制地完全包围热交换器，因为必要时一些余热也可有利地利用在轴向活塞发动机的其它部位处。然而尤其地，朝向外应设置有热交换器绝缘部。

优选地，这样设计热交换器绝缘部，使得其在轴向活塞发动机的热交换器与环境之间保留400℃、尤其至少380℃的最大温度梯度。尤其利用前进的(fortschreitend)热交换(即朝向压缩机侧)温度梯度那么可快速地明显变小。对此增加地或备选地，热交换器绝缘部优选地可这样设计，使得在热交换器绝缘部的区域中轴向活塞发动机的外部温度不超过500℃或480℃。以该方式保证，通过热辐射和热传递失去的能量被减小到最小值，因为在更高的温度或温度梯度下损失以过大的比例(überproportional)升高。此外，仅仅在小的部位处出现最大温度或最大的温度梯度，因为此外热交换器的温度向压缩侧逐渐减小。

优选地，热交换器绝缘部包括至少一个由与热交换器不同的材料制成的部件。那么该材料可在其目的上最佳地设计为绝缘体并且例如包括石棉、石棉替代物、水或空气，其中，尤其为了使通过材料运动的热导出最小化，对于流态的绝缘材料，热交换器绝缘部必须具有罩壳，而对于固态的绝缘材料可设置有用于稳定化的罩壳或设置为保护部。罩壳尤其可由与热交换器的护罩材料相同的材料形成。

独立于此，本发明的目的也由一种轴向活塞发动机实现，其特征在于至少两个热交换器。在此，轴向活塞发动机主要包括燃烧剂供给部和废气排出部，其以热传递的方式相互连结。尤其对于每个工作缸多个排出阀，当例如第一热交换器后置于并关联于第一排出阀，而第二热交换器后置于并关联第二排出阀时，废气可更快地被从相应的工作缸中运走。虽然通过两个热交换器首先引起更大的费用和更复杂的流动情况(其实际上必然减小效率)，但是应用两个热交换器使至热交换器的明显更短的路径以及它的能量上更有利的布置成为可能。由此，轴向活塞发动机的效率可令人吃惊地显著提高。

这尤其适用于带有静止的气缸(活塞相应在其中工作)的轴向活塞发动机，与在其中气缸和因此活塞同样绕旋转轴线旋转的轴向活塞发动机不同，因为后者的布置需要仅仅一个旁经气缸的排气系。

优选地，热交换器大致轴向地布置，其中，概念“轴向”就此而言表示平行于轴向活塞发动机的主旋转轴线或平行于旋转能的旋转轴线的方向。这使特别紧凑的且因此节省能量的结构形式成为可能，当应用仅仅一个热交换器、尤其绝缘的热交换器时，这尤其也适用。

如果轴向活塞发动机具有至少四个活塞，则当至少两个邻近的活塞的废气相应被导引到一个热交换器中，是有利的。由此，可使在活塞与用于废气的热交换器之间的路径最小化，从而可将不能经由热交换器回收的以废热的形式的损失减小到最小。当三个邻近的活塞的废气相应被导引到共同的热交换器中时，后者也还可实现。

另一方面也可考虑，轴向活塞发动机包括至少两个活塞，其中，每个活塞的废气相应被导引到热交换器中。就此而言，如果每个活塞设置有热交换器，那么(根据本发明的具体的实现方案)可以是有利的。虽然这引起提高的结构成本；另一方面热交换器相应可更小地并且因此结构上可能更简单地构造，由此轴向活塞发动机总体更紧凑地并且由此负载更小的损失地构建。尤其在该设计方案中，而即使当对于每两个活塞设置由一个热交换器时，(必要时)可将相应的热交换器集成到两个活塞之间的楔部(Zwickel)中，由此，整个轴向活塞发动机可相应紧凑地来构造。

根据本发明的另一方面提出一种轴向活塞发动机，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级并且带有至少一个热交换器，其中，热交换器的吸收热的部分布置在压缩机级与燃烧室之间，而热交换器的放出热的部分布置在膨胀器级与环境之间，该轴向活塞发动机特征在于，热交换器的吸收热的和/或放出热的部分在下游和/或上游具有用于配给(Aufgabe)至少一个流体的器件。

通过例如通过配给合适的流体可将燃烧剂流的特有的热容量与废气流的特有的热容量相平衡或者而可将其提高到废气流的特有的热容量之上，流体配给到燃烧剂流中可有助于热交换器的交换效率的提高。从废气流到燃烧剂流的由此例如有利地影响的热交换有助于此，即在热交换器的结构尺寸保持不变的情况下可将更高的热量接入燃烧剂流中并且因此到循环过程中，由此可提高热力学的效率。备选地或增加地，也可给废气流配给流体。在此，所配给的流体例如可以是对于后置的废气后处理所需的辅助介质，其可通过构造在热交换器中的涡旋的(turbulent)流动理想地与废气流相混合，以便由此能够以最大效率运行后置的废气后处理系统。

在该情况中，以“在下游”表示热交换器的相应的流体从其离开的侧，或表示排气系的或引导燃烧剂的管系(Verrohrung)的流体在离开热交换器之后所进入的部分。

与此相似地，以“在上游”表示热交换器的相应的流体所进入的侧，或表示排气系或引导燃烧剂的管系的流体从其进入热交换器的部分。

就此而言，是否直接在热交换器的更靠近的空间环境中实现流体的配给或者是否空间上进一步相间隔地实现流体的配给并不重要。

作为流体例如可相应地配给水和/或燃烧物。这具有该优点，燃烧剂流一方面具有之前所描述的通过配给水和/或燃烧物而提高的特有的热容量的优点，并且另一方面可已经在热交换器中或在燃烧室之前实现混合气准备(Gemischaufbereitung)，并且在燃烧室中的燃烧可以以尽可能局部均匀的空燃比实现。这尤其也具有该优点，该燃烧方法不含有或仅仅非常少地含有损害效率的、不完全的燃烧。

对于轴向活塞发动机的另一设计方案提出，在热交换器的放出热的部分中或在热交换器的放出热的部分下游布置有脱水器。蒸汽状的水可通过存在于热交换器处的温度下降凝出，并且通过腐蚀损害后续的排气系。有利地，可通过该措施减少排气系的损害。

此外，提出一种用于操作轴向活塞发动机的方法，该轴向活塞发动机带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级、带有至少一个在压缩机级与膨胀器级之间的燃烧室并且带有至少一个热交换器，其中，热交换器的吸收热的部分布置在压缩机级与燃烧室之间，并且热交换器的放出热的部分布置在膨胀器级与环境之间，在该方法中，给流过热交换器的燃烧剂流和/或流过热交换器的废气流配给至少一个流体。通过由配给流体提高燃烧剂流的特有的热容量并且由此也提高至燃烧剂流的热流，由此(如以上已经示出的那样)可改进从导引至环境中的废气流到燃烧剂流的提高效率的热交换。在此，在合适的方法指导中，能量流到轴向活塞发动机的循环过程中的反馈在此又可引起效率提高、尤其热力学效率的提高。

有利地这样运行轴向活塞发动机，使得水和/或燃烧物被配给。该方法引起，通过在热交换器中和在燃烧室之前的理想的混合又可提高效率、尤其燃烧方法的效率。

同样，如果这对于废气后处理有益，可给废气流配给燃烧物，从而可进一步提高在热交换器中或在热交换器之后的废气温度。必要时，由此也可实现后燃，其以有利的方式对废气进行后处理并且使污染物最少。由此，在热交换器的放出热的部分中释放的热也可间接地用于燃烧剂流的进一步加热，从而由此几乎不负面地影响轴向活塞发动机的效率。

此外为了实现该优点，此外提出用于操作轴向活塞发动机的方法，其特征在于，在热交换器下游和/或上游配给流体。

对此增加地或备选地，给燃烧剂流和/或废气流重新配给分离出的水。由此，在最有利的情况中实现封闭的水循环，不必再从外面为其输送水。因此，由此产生另一优点，即配备有根据该结构类型的轴向活塞发动机的车辆不必装满水、尤其不必装满蒸馏水。

有利地，在轴向活塞发动机停止之前在限定的时刻停止水和/或燃烧物的配给，并且轴向活塞发动机在没有水和/或燃烧物的配给的情况下运行直至停止。可通过该方法避免对于排气系可能有害的水(其可沉积在排气系中，尤其当其冷却时)。有利地，在轴向活塞发动机停止之前也从轴向活塞发动机本身移除这样的水，从而尤其在停止状态期间不促进轴向活塞发动机的部件由水或水蒸气的损害。

此外，本发明的目的由带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸经过燃烧室导引至工作缸的压力管路的轴向活塞发动机实现，其中，从燃烧室至工作缸的燃烧剂流通过至少一个由控制驱动所驱动的控制活塞来控制，并且其中，轴向活塞发动机特征在于，除了由控制驱动所施加的力之外，控制活塞在它的背向燃烧室的侧面处以与燃烧室压力相反地指向的补偿力加载。

有利地，在燃烧室处借助于这样的附加的压缩力可明显改进在控制活塞方面的密封，其中，对于密封理想地仅仅一个纯粹简单的刮油部就足够，使得从国际专利申请文件WO2009/062473 A2中已知的关于此的密封明显简化。在该处应指出，特别地可多样地设计控制驱动，例如作为液压的、电气的、磁性的或机械的控制驱动。当由控制驱动所施加的力与根据本发明与燃烧室压力相反地指向的补偿力不同时，是特别有利的。

那么通常整个控制驱动可明显更紧凑地构建，因为其基本上仅须吸收引导力。根据本发明，可由补偿力施加此外所需的力，从而不通过用于在控制活塞处密封的力或者仅仅以待忽略的程度加载控制驱动。控制活塞相应地也被更少地加载并且相应可更轻且更简单地来设计。因为仅仅需要简单的刮油器，由此控制驱动的负载也下降。

应理解的是，结构上可以以不同的方式施加这样的补偿力。优选的实施方案变体为此设置成，机械地、例如经由弹簧施加补偿力，因为机械的布置方案在结构上可非常简单地在轴向活塞发动机处实现。

对此备选地，当液压地例如通过油压力施加补偿力，是有利的。例如，可通过油泵、尤其也通过分离的油泵来提供这样的油压力。即所需的油压力可这样选择，使得通常存在于轴向活塞发动机处的油压力足够用于产生补偿力并且可用于它。然而，独立的油泵和独立的油循环是有利的，其从其它在轴向活塞发动机中的压力开始工作，尤其例如克服压缩机压力，从而该油泵仅仅必须施加小的功率。必要时，该解决方案可补充应用于之前所描述的、在提高的压力下运行的油循环。

关于另一实施方案变体设置成，气动地、尤其经由压缩机压力施加补偿力。该气动的变体特别具有该优点，用于产生补偿力的压力总归存在于轴向活塞发动机处并且此外有利地大致对应于燃烧室压力，因为用于产生该压力的实际的功已经在工作活塞中实现。就此而言，仅仅需要设置有小的密封，其仅需要密封小的压力差。对此补充地，油泵可产生相应的油膜，其中那么该油膜有利地在独立的循环中引导油，以便该油泵仅仅暴露于特别小的背压中，如这之前已经描述的那样。就此而言，那么油泵不需要施加克服压缩机压力的泵功。

有利地，如之前已经示出的那样，借助于所设置的大约30bar的燃烧剂压力产生气动地产生的补偿力。由此，尤其可有利地密封控制腔，从而(如之前已经指出的那样)仅仅需要用于密封的刮油部。

就此而言，该目的的另一解决方案设置有一种轴向活塞发动机，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸经过燃烧室导引至工作缸的压力管路，其中，从燃烧室至工作缸的燃烧剂流经由至少一个由控制驱动所驱动的控制活塞来控制，并且其中，该轴向活塞发动机特征在于，控制活塞布置在压力室、例如之前已经详细阐述的控制腔中。

由于控制活塞本身布置在压力室或控制腔中的事实，有利地，不需要昂贵的密封，从而在轴向活塞发动机处可以以较小的损失工作，由此又可改进轴向活塞发动机的效率。从现有技术中迄今仅仅已知，燃烧室侧而非控制活塞设置在压力室中。

就此而言，概念“压力室”表示轴向活塞发动机的每个被包围的空间，其相对于环境具有优选地至少10bar的明显的过压，这尤其可能适用于之前所阐述的控制腔。

此外，本发明的目的也由一种轴向活塞发动机来实现，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸经过燃烧室导引至工作缸的压力管路，其中，从燃烧室至工作缸的燃烧剂流经由至少一个由控制驱动所驱动的控制活塞来控制，并且其中，该轴向活塞发动机特别地特征在于，控制驱动包括控制轴，其驱动控制活塞并且其与一方面加载以压缩机压力的轴密封共同作用。

如果一方面轴密封加载以压缩机压力，在理想情况中不需要另外的密封，并且有利地可以以更小的损失运行轴向活塞发动机。轴密封那么优选地用作对具有压缩机压力的轴向活塞发动机的压力室的密封。

然而，在相应地设计的轴密封中，也可以以大气压力或以低于压缩机压力的其它的发动机压力来工作。

根据本发明的另一方面，提出一种轴向活塞发动机，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级并且带有至少一个在压缩机级与膨胀器级之间的燃烧室，其特征在于，压缩机级具有与膨胀器级不同的排量。

对此增加地尤其提出，压缩机级的排量小于膨胀器级的排量。

此外，提出一种用于操作带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级并且带有至少一个在压缩机级与膨胀器级之间的燃烧室的轴向活塞发动机的方法，其特征在于，与在压缩期间在压缩机级中存在的压缩比相比，燃烧剂或作为废气存在的燃烧了的燃烧剂在膨胀期间在膨胀器级中以更大的压缩比膨胀。

轴向活塞发动机的热力学效率可通过这些措施相应特别有利地被最大化，因为与迄今的现有技术(诸如文件WO 2009/062473)相比，在轴向活塞发动机中执行的循环过程的理论的热力学的势能(Potential)可通过由此成为可能的延长的膨胀被最大化地利用。在从环境中吸气并且排放到同一环境中的发动机中，当膨胀实现至环境压力时，热力学的效率通过这些措施达到其在该方面的最大效率。

因此，此外提出一种用于操作轴向活塞发动机的方法，借助于该方法，燃烧剂在膨胀器级中近似膨胀直至环境压力。

以“近似”来指最大提高了轴向活塞发动机的摩擦功率的量的环境压力。对于区别于0bar的平均摩擦压力，膨胀至精确的环境压力与膨胀至平均摩擦压力的量相比在效率上不具有明显的优点。平均摩擦压力的量可理解为作用到活塞上的平均的恒定的压力，其中，当作用到活塞上侧的气缸内压力等于作用到活塞下侧的环境压力加上平均摩擦压力时，活塞可视为不受力的因此，已经在达到相对的膨胀压力(其处于平均摩擦压力的水平上)的情况下存在内燃机的有利的总效率。

有利地，此外可以该形式实施轴向活塞发动机用于实现该优点，即压缩机级的至少一个气缸的单个排量小于膨胀器级的至少一个气缸的单个排量。尤其可考虑，如果膨胀器级与压缩机级的气缸数量应保持相同，通过膨胀器级的气缸的较大的单个排量，通过面积体积比的有利的影响(由此实现在膨胀器级中更小的壁热损失)有利于热力学效率。在此应理解的是，对于带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级并且带有至少一个在压缩机级以及膨胀器级之间的燃烧室的轴向活塞发动机，也独立于本发明的其余特征，该设计方案是有利的。

备选地或增加地同样提出，压缩机级的气缸的数量等于或小于膨胀器级的气缸的数量。

除了以上优点之外，通过为了实现延长的膨胀取消压缩机级的至少一个气缸并且由此同样不必再施加所取消的气缸的摩擦功率，在膨胀器级和压缩机级的气缸的单个排量相同的情况下通过选择合适的气缸数量、尤其气缸的减少的数量可使轴向活塞发动机的机械的效率和因此还有轴向活塞发动机的总效率最大化。可通过活塞组件或气缸组件的这样的非对称引起的可能的不平衡可在一些情况下被容忍或通过补充的措施来避免。

为了解决开头所提的目的，此外提出一种轴向活塞发动机，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级并且带有至少一个在压缩机级与膨胀器级之间的燃烧室，其特征在于，至少一个气缸具有至少一个由轻金属制成的换气阀。尤其在应用在运动的构件处时，轻金属减小由该轻金属构成的构件的惯量并且由于其小的密度可减小轴向活塞发动机的摩擦功率使得对应于更小的惯性力设计换气阀的控制驱动。通过使用由轻金属构成的构件减小摩擦功率又导致在轴向活塞发动机处更小的总损失并且同时导致总效率的提高。

对此增加地提出，该轴向活塞发动机特征在于，轻金属是铝或铝合金、尤其硬铝(Dural)。铝、尤其强的或高强的铝合金特别提供用于换气阀的设计，因为在此通过材料的密度不仅可使换气阀的重量而且可使换气阀的强度提高或保持在高的水平上。显然也可考虑的是，代替铝或铝合金也可使用材料钛或镁或由铝、钛和/或镁构成的合金。与重的换气阀已经由于更大的惯性可实现的相比，相应轻的换气阀尤其可相应更快地跟随负载变换。

换气阀尤其可以是进气阀。尤其在使用由轻的材料制成的进气阀时可实现轴向活塞发动机的伴随的更小的平均摩擦压力或更小摩擦功率的和轻的换气阀的优点，因为在轴向活塞发动机的该部位处存在较低的温度，其与铝或铝合金的熔化温度具有足够的距离。

根据本发明的另一方面，为了解决开头所提的目的，提出一种轴向活塞发动机，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸经过燃烧室导引至工作缸的压力管路，其中，从燃烧室至工作缸的燃烧剂流经由至少一个由控制驱动所驱动的控制活塞来控制，该轴向活塞发动机特征在于，控制活塞具有利用在轴向活塞发动机的运行温度下液态的金属填充的空腔或利用在轴向活塞发动机的运行温度下液态的金属合金填充的空腔。在运行温度下液态的金属合金或液态的金属的使用可用于控制活塞的集中冷却，由此有利地，在更高的温度下控制活塞也可以以足够的使用寿命和强度来使用。

对此增加地提出，金属或金属合金至少具有钠。钠以其非常小的熔化温度和它的在内燃机中良好的可操控性具有可应用在热的构件中的优点。应理解的是，同样可使用由周期系(Perioden-System)中的碱族中的任何金属，只要该金属的熔化温度在轴向活塞发动机的运行温度之下。此外应理解的是，为了该目的同样可使用材料汞、镓、铟、锌、铅或这些材料的合金以及其它液态的金属。

开头所阐述的目的也(尤其与文件WO 2009/062473 A2不同)由一种轴向活塞发动机实现，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级、带有至少一个在压缩机级与膨胀器级之间的燃烧室、带有至少一个控制活塞以及在燃烧室与膨胀器级之间的通道，在该轴向活塞发动机中，控制活塞和通道具有带有主流向的通过控制活塞的运动所开启的流动横截面，并且控制活塞具有平行于主流向的导向面和/或垂直于主流向的碰撞面并且在该轴向活塞发动机中，控制活塞以及通道具有通过控制活塞的运动所开启的流动横截面，并且控制活塞的运动沿着控制活塞的纵轴线实现，并且控制活塞具有与控制活塞的纵轴线成锐角的导向面和/或碰撞面。

通常在内燃机的两个含有体积的构件之间的充量交换(Ladungswechsel)通过节流部位与流动损失相联系。在当前情况中由通道和控制活塞形成的这样的节流部位通过该流动损失引起效率损失。由此，该通道和/或活塞的在流动技术上有利的设计方案引起效率提高。

相应地，控制活塞的平行于主流向取向的导向面具有避免流动损失和使效率最大化的优点。尤其当流动这样构造使得其刚好不垂直于控制活塞的纵轴线时，通过与控制活塞的纵轴线成锐角地取向的导向面，导向面可与流经该导向面的流动成有利的角度。有利地，通过使在导向面处或在控制活塞处的流动损失最小化，通过该措施也提高轴向活塞发动机的效率。

当前以“主流向”指燃烧剂通过通道的流动方向，其可在燃烧剂的层流的情况下或也在涡流的情况下测得并还可图示示出。由此，特征“平行”涉及该主流向并且应在数学几何的意义上理解，其中，控制活塞的平行于主流向的导向面就由于燃烧剂的流动不吸收冲量或者就不改变流动的冲量。

如果控制活塞到达在其中控制活塞关闭所开启的流动横截面的位置，有利地，该垂直于主流向构造的碰撞面带有相对于燃烧室的最小的表面，从而位于该燃烧室中的燃烧剂也引起到控制活塞中的最小的热流。由此，通过该相对于主流向最小地实施的碰撞面也获得尽可能小的壁热损失，由此又使轴向活塞发动机的热力学效率最大化。

与之前已经描述的导向面类似，碰撞面又可借助于锐角布置并且这样置于燃烧剂的流动中，使得如果流动不垂直于控制活塞或控制活塞的纵轴线，则碰撞面具有相对于流动的最小的表面。最小地实施的碰撞面又得出该优点，一方面壁热损失被减小并且在漩涡形成时使流动的不利的转向最小化并且相应地使轴向活塞发动机的热力学效率最大化。

导向面和/或碰撞面可以是平的面、球形的面、柱形的面或锥形的面。导向面和/或碰撞面的平的设计带来该优点，一方面可特别简单地且成本有利地制造控制活塞，并且另一方面，与导向面共同作用的密封面同样在结构上可简单地实施，并且在该导向面处实现最大的密封效果。此外，导向面和/或碰撞面的球形的设计带来该优点，如果通道同样具有圆形的或者而还椭圆形的横截面，该导向面几何上特别好地匹配于紧随该处的通道。由此，在从控制活塞或控制活塞的导向面至通道的过渡处不产生不期望的流动中断或涡流。同样，柱形的导向面和/或碰撞面可实现该优点，即在控制活塞与通道之间的过渡处或者而还在控制活塞与燃烧室之间的过渡处可在避免流动中断或涡流的情况下实现流动。备选地，如果紧随在控制活塞处的通道具有在通道的长度上可变的横截面，在导向面和/或碰撞面处锥形的面同样可以是有利的。如果通道应构造为扩散器或为喷嘴，则流动又可通过在控制活塞处锥形地构造的导向面在没有流动中断或涡流的情况下实现。应理解的是，每个之前所阐述的措施本身也独立于其它措施地效率最大化地起作用。

轴向活塞发动机在燃烧室与膨胀器级之间可具有导向面密封面，其中，导向面密封面平行于导向面构造并且在控制活塞的上止点中与导向面共同作用。因为控制活塞在其上止点中也具有密封作用，导向面密封面有利地这样构造，使得其在控制活塞的上止点中大面积地与导向面共同作用并且由此实现密封作用。如果导向面密封面的每个点具有与导向面相同的间距、优选地与导向面没有间距，那么存在导向面密封面的最大的密封作用。平行于导向面构造的导向面密封面与导向面具有何种几何形状无关地满足该要求。

对此增加地提出，导向面密封面在通道侧过渡到垂直于控制活塞的纵轴线的表面中。在最简单的实施方案中，导向面密封面至垂直于控制活塞的纵轴线的表面中的过渡也可以以弯折的方式存在，由此，流经导向面密封面的流动在该弯折即该突出部可中断，使得燃烧剂的流动可以以尽可能小的流动损失过渡到紧随在控制活塞处的通道中。

对于前述的特征备选地或增加地提出，轴向活塞发动机在燃烧室与膨胀器级之间具有裙密封面其中，裙密封面平行于控制活塞的纵轴线构造并且与控制活塞的裙的表面共同作用。如果控制活塞达到其上止点，控制活塞不仅具有朝向燃烧室密封的作用，而且有利地也实现相对于膨胀器级的密封，其通过控制活塞的裙与相应的裙密封面的共同作用实现。由此再次减小经由控制活塞的泄漏损失，由此，又可使轴向活塞发动机的总效率最大化。

此外提出，导向面、碰撞面、导向面密封面、裙密封面和/或控制活塞的杆的表面具有反射性的表面。因为这些表面中的每个可与燃烧剂相接触，也可经由这些面中的每个实现壁热流和因此效率损失。由此，反射性的表面因此阻止不必要的通过热辐射的损失并且由此实现相应地提高轴向活塞发动机的热力学效率的优点。

开头提及的目的同样通过用于制造轴向活塞发动机的热交换器的方法来实现，该轴向活塞发动机具有包括至少一个气缸的压缩机级、包括至少一个气缸的膨胀器级和至少一个在压缩机级以及膨胀器级之间的燃烧室，其中，热交换器的吸收热的部分布置在压缩机级与燃烧室之间，而热交换器的放出热的部分布置在膨胀器级与环境之间，其中，热交换器包括至少一个将热交换器的吸收热的部分与放出热的部分隔开的管壁用于分离两个物质流，并且其中，该制造方法特征在于，管布置在至少一个由相应于管的材料构成的基体(Matrize)中并且材料配合地和/或力配合地与该基体相连接。

热交换器在之前所阐述的轴向活塞发动机中的使用可通过一方面在热交换器的入口与出口之间的并且另一方面在热交换器的吸收热的与放出热的部分之间的特别高的温度差的产生导致由于限制使用寿命的材料损坏的缺点。为了克服由此引起的热应力和通过损坏所产生的燃烧剂或废气损失，根据之前所描述的建议，在合适的设计方案中热交换器有利地在它的经受关键应力的部位处几乎仅仅由仅仅一种材料制成。甚至当后者不是该情况时，通过之前所描述的解决方案有利地减小材料应力。

应理解的是，尤其那么当不涉及带有高的热应力或带有对密封性的高要求的区域时，所使用的焊料或其它用于固定或装配热交换器所使用的器件可由其它材料构成。

也可考虑使用两个或多个带有相同的热膨胀系数的材料，由此，可以以相似的方式克服在材料中产生热应力。

为了建立管与基体之间的材料配合和/或力配合的连接，此外提出一种用于制造热交换器的方法，其特征在于，通过焊接或钎焊实现管与基体之间的材料配合。通过这样的方法，以简单的方式且特别有利地保证热交换器的密封性。在此，也可能又使用相应于管或基体的材料作为焊接或钎焊材料。

对此备选地或增加地，通过收缩实现管与基体之间的力配合。这又具有该优点，通过避免使用与管或基体的材料不同的材料(例如在材料配合的连接中)，可防止管与基体之间的热应力。那么，也可快速地且运行可靠地提供相应的连接。

根据本发明的另一方面，提出一种轴向活塞发动机，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级、带有至少一个在压缩机级与膨胀器级之间的燃烧室，其中，该轴向活塞发动机包括振荡的以及开启流动横截面的换气阀，并且该换气阀借助于阀弹簧的作用在换气阀处的弹簧力关闭该流动横截面，并且其中，该轴向活塞发动机特征在于，换气阀具有碰撞弹簧。当存在的压差引起非常高的打开力时，自动的、即非凸轮操纵的换气阀(其在出现压差时打开)可被这样强烈地加速，换气阀的阀弹簧压缩到一块(aufBlock gehen)，阀弹簧盘(Ventilfederteller)而或也可比的支撑环撞到另一构件。这样在两个构件之间的不允许的且不期望的接触可非常快地导致该构件的破坏。为了有效地避免阀弹簧盘的撞上(Aufsetzen)，由此有利地设置有另一实施为碰撞弹簧的弹簧，其消除换气阀的多余的动能并且将换气阀制动至停止。

尤其地，碰撞弹簧可具有比阀弹簧的弹簧长度更小的弹簧长度。如果这两个弹簧、阀弹簧和碰撞弹簧具有共同的支承面，这碰撞弹簧有利地这样实施，使得所安装的阀弹簧的弹簧长度始终比碰撞弹簧的弹簧长度短，从而在换气阀打开时，阀弹簧首先仅仅施加对于关闭换气阀所需的力，并且在达到最大设置的阀行程之后，碰撞弹簧与换气阀相接触，以便立刻阻止换气阀的继续打开。

对此增加地，碰撞弹簧的弹簧长度对应于阀弹簧的减小了换气阀的阀行程的弹簧长度。在此，适宜地且有利地，利用该状态，即，两个弹簧的弹簧长度之差刚好对应于阀行程的量。

在此，概念“阀行程”表示换气阀的行程，从该行程，由换气阀所开启的流动横截面近似达到最大。在发动机制造中通常使用的盘阀通常在打开较小时具有线性上升的几何的流动横截面，然后在阀继续打开时该流动横截面过渡到带有恒定的值的直线中。当阀行程达到内部的阀座直径的25％时，通常达到最大的几何的打开横截面。内部的阀座直径是最小的在阀座处存在的直径。

在此，概念“弹簧长度”表示碰撞弹簧或阀弹簧在安装的状态中的最大可能的长度。因此，碰撞弹簧的弹簧长度刚好对应于在未张紧的状态中的弹簧长度，而阀弹簧的弹簧长度刚好对应于阀弹簧在安装的状态中在换气阀关闭时所具有的长度。

此外，在此备选地或增加地提出，碰撞弹簧的弹簧长度对应于阀引导部的提高了碰撞弹簧的弹簧行程的高度。这具有该优点，即阀引导部(而还有每个其它静止的可与阀控制部的运动的构件相接触的构件)刚好不与阀控制部的运动的构件相接触，因为即使在到达所设置的弹簧行程时，碰撞弹簧也就未被压到进入接触的程度。

在此，概念“弹簧行程”表示减去在最大的负载时所存在的弹簧长度的弹簧长度。最大的负载而经由阀驱动的计算上的设计在包括安全系数的情况下限定。由此，当在轴向活塞发动机的运行中产生的最大负载或在轴向活塞发动机的运行中最大地设置的阀行程(在不寻常的负载下)出现时，弹簧行程刚好为弹簧压缩的长度。在此，最大的阀行程表示上面所限定的阀行程加上换气阀的在运动的构件与静止的构件之间刚好产生接触的行程。

代替阀引导部，也可出现可与阀驱动的运动的部分相接触的任何其它构件。

此外，在到达碰撞弹簧的弹簧行程时，碰撞弹簧可具有势能，其对应于在开启流动横截面时换气阀的最大的由运行引起的动能。有利地，刚好那么当在两个构件之间恰好不接触时，刚好在满足该物理的或动力学的条件时实现换气阀的制动。如上面另外所实施的那样，最大的由运行引起的动能是换气阀的运动能，其可在阀驱动的计算上的设计中在包括安全性的情况下得到。由最大地邻近换气阀处的压力或压差引起最大的由运行引起的动能，由此，换气阀由于其质量被加速并且在该加速消退后获得最大的运动速度。多余的、储存在换气阀中的动能由碰撞弹簧吸收，从而碰撞弹簧被压缩并且具有势能。在达到碰撞弹簧的弹簧行程或在碰撞弹簧的最大地设置的压缩量时，换气阀或阀组的动能减少到零是有利的，以便在两个构件之间刚好不产生接触。因此，概念“最大的、由运行引起的的动能”同样包含所有与换气阀一起运动的构件(诸如气门锁销、阀弹簧盘或阀弹簧)的动能。

附图说明

根据附图的接下来的描述阐述本发明的另外的优点、目的和特性，在附图中示例性地示出不同的轴向活塞发动机及其部件。

其中：

图1显示了第一轴向活塞发动机的示意性的剖面图；

图2显示了根据图1的轴向活塞发动机的示意性的俯视图；

图3以与图2类似的图示显示了第二轴向活塞发动机的示意性的俯视图；

图4以与图1类似的图示显示了第三轴向活塞发动机的示意性的剖面图；

图5显示了带有预燃烧器温度传感器和两个废气温度传感器的另一轴向活塞发动机的示意性的剖面图；

图6显示了带有构造为压力室的控制腔、油循环的部段的另一轴向活塞发动机的示意性的剖面图和控制活塞的备选的设计方案；

图7显示了带有构造为压力室的控制腔、油循环的部段的另一轴向活塞发动机的示意性的剖面图和控制活塞的备选的设计方案；

图8显示了带有压力油循环的用于轴向活塞发动机的油循环的示意图；

图9显示了带有布置在其中的用于容纳热交换器的管的基体的用于热交换器的法兰的示意图；

图10显示了带有阀弹簧和碰撞弹簧的换气阀的示意性的剖面图；以及

图11显示了带有阀弹簧和碰撞弹簧的换气阀的另一示意性的剖面图。

具体实施方式

在图1和2中示出的轴向活塞发动机201具有连续地做功的燃烧室210，从其中连续的工作介质经由喷射道215(示例性地编号)被输送给工作缸220(示例性地编号)。

借助于由控制驱动(在此未详细显示)所驱动的控制活塞(在此未详细显示)来控制在从燃烧室210朝向相应的工作缸220的喷射道215之内的关于此的工作介质流或燃烧剂流。

有利地，除了由控制驱动所施加的力，附加地还以与燃烧室压力相反地指向的补偿力加载控制活塞531，从而控制驱动在结构上可特别简单地实施。根据存在的压缩机缸压力在结构上以特别小的花费气动地产生补偿力。

尤其地，当控制活塞位于压力室(在其中存在与在燃烧室210中相似的压缩比)中时，在相应的控制活塞处的密封可极其简单地进行。在此理想地，借助于纯粹的刮油部已经获得足够的密封性。

有利地，为了也可在存在的控制活塞方面减小运动的质量，控制活塞此外具有横向支撑部(Querverstrebung)并且至少在其活塞裙方面由铝制成。然而，在活塞底部的区域中，控制活塞在燃烧室侧由铁合金制成，以便自身可更好地经受非常高的燃烧剂温度。

备选地，控制活塞也可由钢合金制成，从而与在铝合金方面相比，更不可能产生强度和/或刚度问题以及热的问题。

在工作缸220中相应布置有工作活塞230(示例性地编号)，其一方面经由直线的连杆235与输出部相连接，在该实施例中，输出部实现为承载有弯道(Kurvenbahn)240的、布置在输出轴241上的隔离物(Abstandhalter)242，另一方面与压缩机活塞250相连接，压缩机活塞250相应以下面进一步详细产生的方式在压缩机缸260中运行。

连杆235具有横向加强部(在此未编号)，从而其总体非常细长地或与迄今在轴向活塞发动机处所应用的连杆相比质量更小地构造。通过横向加强部可平衡在连杆235处所进行的质量减小，由此在其刚性和强度方面未不利地影响连杆235。此外，连杆235由铝合金制成，由此实现进一步的重量减小。如可直接看出，连杆235在驱动活塞侧被称为驱动连杆而在压缩机侧被称为压缩机连杆，其中，工作连杆和压缩机连杆一件式地相互连接。

但是，不仅连杆235而且同样工作活塞230和压缩机活塞250配备有横向加强部，从而在轴向活塞发动机201的运动的质量方面可获得进一步的显著的重量减小。为了可更好地面对(begegnen)甚至更高的热负载，工作活塞230在其气缸底部处相应具有由铁合金构成的燃烧保护部。

借助于横向加强的连杆235、横向加强的工作活塞230和横向加强的压缩机活塞250，结果在轴向活塞发动机201处实现在传统的轴向活塞发动机中至今尚未已知的轻型结构。在此，所有横向加强部构造为加强支柱

在工作缸220中的工作介质提供了其功且相应地加载工作活塞230之后，经由排气道225将工作介质从工作缸220中排出。在排气道225处设置有未示出的温度传感器，其测量废气的温度。

排气道225相应通到热交换器270中并且接下来在相应的排出口227处以已知的方式离开轴向活塞发动机201。排出口227尤其在它方面又可与未示出的环形通道相连接，使得废气最终仅仅在一个或两个部位处离开发动机201。根据尤其热交换器270的具体的设计，必要时也可取消消声器，因为热交换器270本身已经具有消声的效果。

热交换器270用于预热燃烧剂，其在压缩机缸260中由压缩机活塞250压缩并且通过压力管路255被导引至燃烧室210。在此，通过经由输入管路257(示例性地编号)从压缩机活塞250处抽吸进入的空气(Zuluft)并在压缩机缸260中进行压缩，压缩以本身已知的方式实现。为此，应用本身已知的且可无问题地相应使用的阀系统。

如可直接从图2中看出的那样，轴向活塞发动机201具有两个热交换器270，其相应关于轴向活塞发动机201轴向地布置。通过该布置方案，与现有技术的轴向活塞发动机相比可明显减少废气通过排气道225直至热交换器270相应必须经过的路径。这导致，最终带有明显更高的温度的废气到达相应的热交换器270，从而最终也可将燃烧剂预热到相应更高的温度上。在实践中证实，通过这样的设计方案可节省至少20％的燃料。在此从此出发，通过优化的设计甚至节约直至30％或更高是可能的。

此外，利用这里未示出的由石棉替代物构成的隔热部来隔绝热交换器。由此确保，在该实施例中，在几乎所有运行状态中在热交换器270的区域中轴向活塞发动机的外部温度不超过450℃。仅仅过载情况形成例外，其总归仅短暂地出现。在此，隔热部设计成在热交换器的最热的部位处确保350℃的温度梯度。

就此而言应理解的是，可通过另外的措施提高轴向活塞发动机201的效率。因此，为了燃烧室210的冷却或热绝缘例如可以以本身已知的方式使用燃烧剂，由此，在燃烧剂到达燃烧室210中之前，还可进一步提高其温度。在此应强调的是，一方面相应的调温(Temperierung)仅仅可限制于燃烧剂的成分，如这在该实施例中参考燃烧用空气的情况。也可考虑已经在压缩之前或期间给燃烧用空气配给水，然而这毫无疑问在之后(例如在压力管路255中)也是可能的。

特别优选地，在相应的压缩机活塞250的吸气冲程期间实现水配给到压缩机缸260中，这引起等温压缩或尽可能接近等温压缩的压缩。如可直接看出的那样，压缩机活塞250的工作循环相应包括吸气冲程和压缩行程，其中，在吸气冲程期间燃烧剂到达压缩机缸260中，然后其在压缩行程期间被挤压(即压缩)并且被输送到压力管路255中。通过在吸气冲程期间配给水，可以以操作上简单的方式确保水的均匀的分布。

同样可考虑已经相应地调温燃料，其中，这不一定是必要的，因为相对于燃烧用空气，燃料量通常相对较小并且由此可被非常快速地带到较高的温度。

在该设计方案中，同样可将水配给到压力管路255中，其中，在热交换器之内通过流动的合适的转向使水均匀地与燃烧剂混合。也可选择排气道225用于配给水或其它流体(如燃料或用于废气后处理的介质)，以便确保在热交换器270之内的均匀的混合。此外，所显示的热交换器270的设计方案允许废气在热交换器自身中的后处理，其中，通过后处理释放的热直接被输送给位于压力管路255中的燃烧剂。在排出口227中布置有未示出的脱水器，其将位于废气中的冷凝的水引回轴向活塞发动机201用于重新配给。脱水器当然可实施成与冷凝器相连接。此外，在相似地实施的轴向活塞发动机中该应用当然是可能的，其中，即使在排出口227中未使用脱水器的情况下，在轴向活塞发动机201处或在相似的轴向活塞发动机处的其余的有利的特征是有利的。

在图3中示出的轴向活塞发动机301在其结构上并且在其工作原理上大致对应于根据图1和2的轴向活塞发动机201。出于该原因，取消细节的描述，其中，在图3中相似地起作用的部件也设有相似的附图标记并且仅仅在第一个数字中相互区别。

轴向活塞发动机301也具有中央的燃烧室310，从其中经由喷射道315(示例性地编号)可对应于轴向活塞发动机301的工作顺序来导引工作缸320中的工作介质。利用相应的控制活塞和控制驱动来控制穿过喷射道315的燃烧剂流，如这在活塞发动机201方面所描述的那样。

在其提供其功之后，工作介质经由排气道325相应被输送给热交换器370。在此，与轴向活塞发动机201不同，轴向活塞发动机301对于刚好两个工作缸320各具有一个热交换器370，由此，通道325的长度可减小到最小。如可直接看出的那样，在该实施例中，热交换器370部分地进入轴向活塞发动机301的罩壳体305中，这导致比根据图1和2的轴向活塞发动机201的结构形式还更紧凑的结构形式。在此，通过另外的部件(例如用于工作缸220的水冷却部)的布置方案的可能性来限制热交换器370可被多大程度放入罩壳体305中的度量。

在图4中示出的轴向活塞发动机401也大致对应于根据图1至3的轴向活塞发动机201和301。相应地，相同的或相似地起作用的部件也相似地编号并且仅仅通过第一位相区别。此外，相应地在该实施例中也取消工作原理的详细解释，因为这已经参考根据图1和2的轴向活塞发动机201进行过。

轴向活塞发动机401同样包括罩壳体405，在其处设置有连续地工作的燃烧室410、六个工作缸420以及六个压缩机缸460。在此，燃烧室410相应经由喷射道415与工作缸420相连接，使得后来可对应于轴向活塞发动机401的动作顺序将工作介质输送到工作缸420。

在做功之后，工作介质相应通过引导至热交换器470的排气道425离开工作缸420，其中，该热交换器470布置成与根据图1和2(尤其参见图2)的轴向活塞发动机201的热交换器270相同。工作介质通过排出口427(示意性地编号)离开热交换器470。

在工作缸420或压缩机缸460中相应布置有工作活塞430或压缩机活塞450，其经由刚性的连杆435相互连接。

工作活塞430和压缩机活塞450在重量上优化，因此其负有更小的质量并且出于强度原因相应地配备有横向加强部(在此未详细显示)，如这已经在图1和2中的第一轴向活塞发动机201方面充分地描述的那样。

为了进一步减小重量，活塞430和450由铝合金制成。尤其地，工作活塞430相应在燃烧室侧包括由铁构成的燃烧保护部(在此未详细编号)，从而其特别耐高温。压缩机活塞450相应也可制造有这样的燃烧保护部。

连杆435以本身已知的方式包括弯道440，其设置在隔离物424上，其最终驱动输出轴441。有利地，连杆435设有横向加强部(在此未详细显示)，从而其也以较少的材料并且由此以重量减小地来构建。

也在该实施例中，燃烧用空气经由输入管路457被抽吸并且在压缩机缸460中被压缩，以便经由压力管路455配给到燃烧室410，其中，根据具体的实现方案，同样可设置在上述实施例中所提及的措施。

补充地，在轴向活塞发动机401中，压力管路455经由环形通道456相互连接，由此，可以以已知的方式在所有压力管路455中确保均匀的压力。在环形通道456与压力管路455之间相应设置有阀485，由此，可调节或调整通过压力管路455的燃烧剂的流入。此外，燃烧剂存储器480经由存储器管路481联接在环形通道456处，在存储器管路481中同样布置有阀482。

阀482和485可根据轴向活塞发动机401的运行状态来打开或关闭。因此例如可考虑当轴向活塞发动机401需要更少的燃烧剂时关闭阀485之一。同样可考虑在这样的运行情况中部分地关闭所有阀485并且其可作为节流部起作用。在阀482打开时那么可将过量的燃烧剂输送给燃烧剂存储器480。尤其地，当轴向活塞发动机401在惯性运行中时(也就是说，完全不需要燃烧剂，而是经由输出轴441来驱动)，那么后者也是可能的。那么，由压缩机活塞450的在这样的运行情况中所产生的运动引起的过量燃烧剂同样可毫无疑问地储存在燃烧剂存储器480中。

以该方式储存的燃烧剂在需要时(即，尤其在发动或加速情况中以及为了起动)可以被补充地输送给轴向活塞发动机401，从而在没有压缩机活塞450的附加的或更快的运动的情况下提供过量的燃烧剂。

为了确保后者，必要时也可取消阀482和485。由于不可避免的泄漏，取消这样的阀对于压缩的燃烧剂的持续储存显得不适合。

在对于轴向活塞发动机401备选的实施形式中，可取消环形通道456，其中，那么(必要时经由环形通道部件)对应于压力管路455的数量综合(zusammenfassen)压缩机缸460的排出口。在这样的设计方案中，必要时将压力管路455中的仅仅一个或不是所有的压力管路455与燃烧剂存储器480相连接或设置成可与其相连接可以是有意义的。虽然这样的设计方案引起，在惯性运行中不是所有的压缩机活塞450可填充燃烧剂存储器480。那么另一方面，在没有另外的调节技术或控制技术上的措施的情况下为燃烧室410提供足够的燃烧剂，从而燃烧可被充分地维持。与此并行地，经由其余压缩机活塞450填充燃烧剂存储器480，从而燃烧剂相应地储备并且尤其地可直接供起动或发动或或者加速阶段使用。

应理解的是，在另一在此未详细显示的实施变型方案中，轴向活塞发动机401可配备有两个燃烧剂存储器480，那么其中，也可以不同的压力加载两个燃烧剂存储器480，从而可实时地始终以不同的压力水平利用两个燃烧剂存储器480工作。优选地，在此设置压力调节部，其确定第一压力下限和第一压力上限用于第一燃烧剂存储器480并且确定第二压力下限和第二压力上限用于第二燃烧剂存储器(在此未显示)，在压力下限和压力上限之间利用压力加载燃烧剂存储器480，其中，第一压力上限在第二压力上限之下，并且第一压力下限在第二压力下限之下。特别地，可调整第一压力上限小于或等于第二压力下限。

在图1至4中未示出用于测量废气的或在燃烧室中的温度的温度传感器。作为这样的温度传感器可考虑所有能够运行可靠地测量800℃与1100℃之间的温度的温度传感器。尤其地，当燃烧室包括预燃烧器和主燃烧器时，经由这样的温度传感器也可测量预燃烧器的温度。就此而言，相应经由温度传感器可这样调节之前所描述的轴向活塞发动机201、301和401，使得在离开工作缸220、320、420时废气温度为大约900℃并且(如果存在)在预燃烧器中的温度为大约1000℃。

在根据图5的图示显示的另一轴向活塞发动机501中，这样的温度传感器以预燃室温度传感器592和两个废气温度传感器593的设计方案存在并且相应示意性地示出。尤其地，借助于预燃室温度传感器592(其在该实施例中由于其接近该另一轴向活塞发动机501的预燃烧器517，也可被称为预燃烧器温度传感器592)可获得关于燃烧的质量的或在另一轴向活塞发动机501的运行稳定性方面的有说服力的值。例如，可测量在预燃烧器517中的火焰温度，以便可借助于燃烧室调节部调节另一轴向活塞发动机501的不同的运行状态。借助于位于相应的工作缸520的排出口或排气道525处的废气温度传感器593，增加地，燃烧室510的运行状态可特别地来检测并且必要时进行调节，从而始终确保燃烧剂的优化的燃烧。

此外，另一轴向活塞发动机501的结构和工作原理对应于之前所描述的轴向活塞发动机的结构和工作原理。就此而言，该另一轴向活塞发动机501具有罩壳体505，在该处设置有连续地工作的燃烧室510、六个工作缸520以及六个压缩机缸560。

在燃烧室510之内，既可点燃也可燃烧燃烧剂，其中，燃烧室510可以以之前所描述的方式装以燃烧剂。有利地，该另一轴向活塞发动机501以两阶段燃烧的方式工作，为此，燃烧室510具有之前已经提及的预燃烧器517和主燃烧器518。可将燃烧剂喷射到预燃烧器517和主燃烧器518中，其中，尤其也可将轴向活塞发动机501的燃烧用空气的一定份额导入预燃烧器517中，特别在该实施例中，该份额可小于全部燃烧用空气的15％。

预燃烧器517具有比主燃烧器518更小的直径，其中，燃烧室510具有过渡区域，其包括锥形的腔513和柱形的腔514。

为了输入燃烧剂或燃烧用空气，一方面主喷嘴511而另一方面处理喷嘴(Aufbereitungsdüse)512通到燃烧室510中、尤其到所关于此的锥形的腔513中。借助于主喷嘴511和处理喷嘴512可将燃烧剂或燃烧物喷入燃烧室510中，其中，在该实施例中，借助于处理喷嘴512喷入的燃烧剂已经与燃烧用空气混合。

主喷嘴511大致平行于燃烧室510的主燃烧方向502取向。此外，主喷嘴511同轴于燃烧室510的对称轴线503取向，其中，对称轴线503平行于主燃烧方向502。

此外，处理喷嘴512相对于主喷嘴511成角度(为了清晰性起见在此未详细绘出)布置，使得主喷嘴511的辐射方向516与处理喷嘴512的辐射方向519在锥形的腔513之内的共同的交点中相交。

在该实施例中，在没有另外的空气供给的情况下将燃烧物或燃料从主喷嘴511中喷入主燃烧器518中，其中，燃烧物已经由预燃烧器517预热并且理想地可被热分解。为了燃烧，将对应于流经主喷嘴511的燃烧物量的燃烧用空气量导入在预燃烧器517或主燃烧器518之后的燃烧室526中，为此，设置有独立的燃烧用空气供给部504，其通到燃烧室526中。

为此，独立的燃烧用空气供给部504联接到过程空气供给部521处，其中，从独立的燃烧用空气供给部504可供应另一燃烧用空气供给部522以燃烧用空气，在此，其以燃烧用空气供应孔圈523。在此，孔圈523与处理喷嘴512相关联。就此而言，可将利用处理喷嘴512喷入的燃烧物附加地与过程空气相混合地喷入预燃烧器517或到主燃烧器518的锥形的腔513中。

此外，燃烧室510、尤其燃烧室526包括陶瓷的部件506，有利地，其是水冷的。在此，陶瓷的部件506包括陶瓷的燃烧室壁507，其又由成型的管508包围。围绕该成型的管508延伸有冷却空气腔509，其经由冷却空气腔供给部534与过程空气供给部521相连接。

本身已知的工作缸520引导相应的工作活塞530，其相应借助于连杆535与压缩机活塞550机械地连接。不仅工作活塞530而且压缩机活塞550重量减少并且相应地比已知的轴向活塞发动机的传统的活塞质量更小地构造。然而，此外为了能够达到足够的刚度值以及强度值，活塞530和550具有横向加强部(在此未详细显示)，在该实施例中，其特征也在于垂直于相应的连杆535的主延伸方向的部分。由此，活塞530和550极其坚固地构建，尽管其非常轻。为了进一步减少重量，活塞530、550以铝实施。然而，为了能确保高的耐热性，工作活塞530在相应的活塞底部以燃烧保护部(在此未详细编号)来加强。然而，相应的活塞裙由铝构造。

此外，连杆535也以轻型结构实施，其中，其还具有相应的横向加强部(未显示)，以便因此尽管质量减少也获得足够的强度和刚度。

总地来说，由于轻型结构，轴向活塞发动机501已经可以以改进的效率运行。

在该实施例中，连杆535包括连杆工作轮(Pleuellaufrad)536，在工作活塞530或压缩机活塞550被移动时，其沿着弯道540行进。由此，输出轴541被置于旋转中，其借助于驱动弯道支架537与弯道540相连接。经由输出轴541可发出由轴向活塞发动机501所产生的功率。

借助于压缩机活塞550以本身已知的方式进行过程空气、必要时还包括喷入的水(其必要时可被用于附加的冷却)的压缩。如果在相应的压缩机活塞550的吸气冲程期间实现水或水蒸汽的配给，则可特别有利于燃烧剂的等温压缩。伴随吸气冲程的水配给可以以运行上简单的方式确保水在燃烧剂之内的特别均匀的分布。

由此，当应经由一个或多个这样的热交换器预热过程空气并且将其作为燃烧剂引导至燃烧室510时，必要时可明显更深度地冷却在一个或多个在此未示出的热交换器中的废气，如这例如已经在之前所阐述的关于图1至4的实施例中详尽地描述的那样。对应于轴向活塞发动机201，在轴向活塞发动机501(此外，也如在轴向活塞发动机301和401中那样)中也可设置有热交换器隔绝部。

废气可经由之前提及的排气道535被输送给一个或多个热交换器，其中，热交换器关于该另一轴向活塞发动机501轴向地布置。

附加地，可通过与轴向活塞发动机501的另外的部件(其必须被冷却)的接触进一步预热或加热过程空气，如这同样已经所阐述的那样。以该方式压缩并加热的过程空气然后以已经解释的方式配给到燃烧室510，由此，可进一步提高该另一轴向活塞发动机501的效率。

轴向活塞发动机501的每个工作缸520经由喷射道515与燃烧室510相连接，从而点燃的燃烧剂-燃烧用空气混合物从燃烧室510中出来经由喷射道515到达相应的工作缸520中并且可作为工作介质做功到工作活塞530处。

就此而言，从燃烧室510中流出的工作介质可经由至少一个喷射道515被连续输送到至少两个工作缸520，其中，工作缸520各设置有一个喷射道515，其可经由控制活塞531来关闭或打开。由此，该另一轴向活塞发动机501的控制活塞531的数量由工作缸520的数量规定。在此，经由控制活塞531还利用其控制活塞盖532封闭或密封喷射道515。借助于带有控制活塞弯道533的控制驱动(在此未详细编号)来驱动控制活塞531，其中，设置有用于控制活塞弯道533与输出轴541的隔离物534，其尤其也用于热隔绝。在该另一轴向活塞发动机501的该实施例中，控制活塞531可执行大致轴向地指向的冲程运动543。为此，控制活塞531中的每个借助于未另外编号的支承在控制活塞弯道533中的滑块(其支承在控制活塞弯道533中)来引导，其中，滑块相应具有安全凸轮，其在未另外编号的引导槽中来回行进并且阻止在控制活塞531中的旋转。

为了一方面进一步改进在控制活塞531处的密封并且另一方面有利地卸载控制驱动，不仅由控制驱动所施加的力而且附加地还有补偿力(其与燃烧室压力相反地指向)作用到控制活塞531上。该补偿力在控制活塞的背向燃烧室的侧面处作用在控制活塞处。就此而言，在控制活塞531方面补偿力可有利地支持密封。

对此，轴向活塞发动机501在控制活塞531的区域中设有压力室，使得控制活塞531在燃烧室侧在相应的背压环境中工作，由此密封再次更简单地实现。为此，在未编号的轴承(其设置在输出轴541的燃烧室侧和隔离物534的压缩机侧)处设置有相应的轴密封。

有利地，为了在控制活塞531方面也可减小运动的质量，控制活塞531同样具有横向支撑部并且至少在其活塞裙方面由铝制成。然而，在活塞底部的区域中，控制活塞531由铁合金构成，以便自身可更好地经受非常高的燃烧剂温度。

备选地，控制活塞531也可由钢合金制成，使得与在铝合金方面相比强度和/或刚度问题以及热的问题还可更少地出现。

因为控制活塞531在喷射道515的区域中与来自燃烧室510的热的工作介质相接触，当控制活塞531水冷时，是有利的。为此，该另一轴向活塞发动机501尤其在控制活塞531的区域中具有水冷却部538，其中，水冷却部538包括内冷却道545、中间冷却道546和外冷却道547。如此良好地冷却可使控制活塞531运行可靠地在相应的控制活塞缸中运动。备选地或增加地还可设置有油冷却。

此外，控制活塞531的与燃烧剂接触的表面是反射性的或设有反射的覆层，从而可使经由热辐射出现到控制活塞531中的热引入最小化。在该实施例中(同样未示出)喷射道515和燃烧室510的另外的与燃烧剂接触的表面还设有带有提高的光谱的反射度的覆层。这尤其适用于燃烧室底部(未详细编号)，但是也适用于陶瓷的燃烧室壁507。应理解的是，与燃烧剂接触的表面的设计方案也可以独立于其余的设计方案存在于轴向活塞发动机中。应理解的是，在变型的实施形式中，其它的部件也可以是反射性的，或者但是可至少部分地取消上述的反射涂覆。

当该另一轴向活塞发动机501具有喷射道环539时，可结构上特别简单地提供喷射道515和控制活塞531。在此，喷射道环539具有中轴线，尤其工作缸520和控制活塞缸的部件同心地围绕该中轴线布置。在每个工作缸520与控制活塞缸之间设置有喷射道515，其中，每个喷射道515空间上与燃烧室510的燃烧室底部548的凹口(在此未编号)相连接。就此而言，工作介质可从燃烧室510中出来经由喷射道515到达工作缸520中并且在该处做功，借助于该功也可使压缩机活塞550运动。应理解的是，根据具体的设计方案还可设置有覆层和插入物，以便尤其保护喷射道环539或其材料不与腐蚀性的燃烧产物或与太高的温度直接接触。另一方面，燃烧室底部548也可在其表面上附有另外的陶瓷的或金属的覆层、尤其反射涂覆，其一方面通过反射度的提高减小从燃烧室510中出现的热辐射并且另一方面通过减小导热性减小热传导。

应理解的是，该另一轴向活塞发动机501同样可配备有至少一个燃烧剂存储器和相应的阀，然而其中，这在根据图5的具体的实施例中未详细显示。在该另一轴向活塞发动机中燃烧剂存储器也可以以双重的实施方案设置，以便能够以不同的压力储存压缩的燃烧剂。

在此，这两个存在的燃烧剂存储器可联接到燃烧室510的相应的压力管路处，其中，燃烧剂存储器可经由阀与压力管路流体地相连接或相分离。尤其地，在工作缸520或压缩机缸560与燃烧剂存储器之间可设置有阻断阀或者节流阀或调节或控制阀。例如，上述阀可在发动或加速情况以及用于起动被相应地打开或关闭，由此可至少在限定的时间段上给燃烧室510提供过量的燃烧剂。

优选地，燃烧剂存储器流体地置于压缩机缸与热交换器之间。理想地，以不同的压力运行两个燃烧剂存储器，以便由此可非常好地利用由该另一轴向活塞发动机501以压力的形式提供的能量。此外，可借助于相应的压力调节部将在第一燃烧剂存储器处设置的压力上限和压力下限调整到第二压力介质存储器的压力上限和压力下限之下。应理解的是，在此在燃烧剂存储器处可利用不同的压力间隔来工作。

在图6和7中示出的另外轴向活塞发动机大致对应于轴向活塞发动机501，从而就此而言不重新解释工作原理。在一方面图6和7中的轴向活塞发动机与另一方面轴向活塞发动机501之间的主要区别是经由柱形的腔1314供给以燃烧剂的燃烧室1236的冷却，在所示出的轴向活塞发动机中补充地通过水进行冷却。应理解的是，这样的或类似的水冷却也可设置在轴向活塞发动机501或其它在此示出的轴向活塞发动机中。为此，两个轴向活塞发动机相应具有水室1309A，其包围燃烧室1326并且经由输送管路被供应以液态的水。为此，相应经由未编号的输送管路以燃烧室压力供给水。

经由分支通道(Stichkanal)相应给环形通道1309D配给水，环形通道1309D与钢管(未编号)接触，钢管在它方面包围相应的燃烧室1326的成型的管1308并且这样设计尺寸，使得不仅一方面在成型的管1308与钢管之间而且另一方面在钢管与具有分支通道的罩壳部件之间相应保留有环形间隙(未编号)并且这两个环形间隙经由钢管的背向环形通道1309D的端部相互连接。在此应理解的是，管也可由不同于钢的其它材料形成。

在所示出的轴向活塞发动机中，在成型的管1308之上相应设置有其它环形通道1309E，其一方面与相应径向上位于内部的环形间隙相连接并且另一方面经由通道1309F打开至环形喷嘴(未编号)，环形喷嘴引导至相应的燃烧室1326中。在此，环形喷嘴轴向于燃烧室壁或陶瓷的燃烧室壁1307取向，从而水也可在燃烧室侧保护陶瓷的燃烧室壁1307。

应理解的是，水相应在它的从输入管路至燃烧室1326的路径上蒸发并且水必要时可设有另外的添加剂。也应理解的是，必要时可从相应的轴向活塞发动机的废气中回收水并且再次利用。

其余大致对应于之前描述的实施例的轴向活塞发动机包括燃烧室1236、控制活塞1331、喷射道1315和工作活塞1330。如以上描述的那样，围绕对称轴线1303旋转对称地布置的燃烧室1326具有陶瓷的部件1306，其带有陶瓷的燃烧室壁1307和成型的钢管1308。沿着对称轴线1303得到主燃烧方向1302，在该主燃烧方向1302上燃烧剂在喷射道1315和工作缸1320的方向上流动。燃烧室1326与工作缸1320经由平行于对称轴线1303布置的控制活塞1331隔开。一旦位于工作缸1320中的工作活塞1330实施在其上止点的方向上的运动或已经处于其上止点中，通过控制活塞1331沿着其纵轴线1315B的振荡的运动相应周期性地开启属于控制活塞的喷射道1315。喷射道1315具有对称轴线1315A，导向面1332A沿着其取向。由此，一旦控制活塞1331位于其下止点中，平行于对称轴线1315A取向的导向面1332A与喷射道1315对准，并且由此使燃烧剂在工作缸1320的方向上无转向的流动成为可能。另一方面，导向面密封面1332E平行于导向面1332A取向，从而，一旦控制活塞1331达到其上止点，该导向面密封面1332E近似以导向面1332A封闭。此外，控制活塞1331的柱形的侧面以裙密封面1332D封闭，并且由此增大在燃烧室1326与工作缸1320之间的密封作用。此外，控制活塞1331具有碰撞面1332B，其近似垂直于喷射道1315A的对称轴线取向。由此，当燃烧剂从燃烧室1326中离开并且进入喷射道1315中时，该取向近似垂直于燃烧剂的流动方向。因此，控制活塞1331的该部分尽可能小地由热流加载，因为碰撞面1332B具有相对于燃烧室1326的最小的表面。

控制活塞1331经由控制活塞弯道1333来控制。该控制活塞弯道1333不必包含以正弦形表现的轮廓。不同于正弦形的控制活塞弯道1333允许在限定的时间段上保持控制活塞1331在相应的上止点或下止点中，并且由此通过在打开时刻经由控制活塞弯道1333的设计方案选择最大可能的打开速度，一方面在打开喷射道1315时尽可能大地保持打开横截面并且另一方面在打开和关闭喷射道期间由于燃烧剂的关键的流动速度保持控制活塞表面的热应力尽可能低。

图6还显示了位于控制活塞1331中的控制活塞油室1362，其以油操纵控制活塞密封1363或又容纳从控制活塞密封1363中流回的油。控制活塞油室1362经由压力油循环1361来供给。控制活塞1331的下侧显示构造为压力室的控制腔1364的方向。同时，控制腔1364收集从控制活塞1331和压力油循环1361中离开的油。可选地，代替经由水循环，内冷却道1345也可经由压力油循环1361供以油，以便冷却燃烧室1326的下侧。

在图7中示出的实施例中，设置有第一控制腔密封1365和实施成径向轴密封的第二控制腔密封1366，其相对于轴向活塞发动机的处于近似的环境压力下的剩余部分密封可能处于更高的压力下的控制腔1364。第一控制腔密封1365和第二控制腔密封1366经由密封套1367密封控制腔1364。该密封套1367借助于压力结合(Pressverband)位于轴向活塞发动机的旋转的中央的轴上，其部分地包含压力油循环1361。密封套1367当然也可以以其它方式与旋转的轴相连接。也可考虑材料配合的连接或在轴与密封套1367之间的附加的密封。如可直接看出的那样，该密封处于相对小的半径上，从而可使效率损失最小化。同样，该密封位于轴向活塞发动机的相对冷的区域中，从而在此可应用传统的密封。

图7也显示了用于密封喷射道1315的控制活塞表面的另一设计方案。其中表明，碰撞面1332B不必强制为平的面，而是也可构造由球表面、柱表面或椎表面构成的部段并且由此相对于对称轴线1303旋转对称。导向面1332A和导向面密封面1332E也可不同于平面地构造。在此，图7显示了导向面1332A和导向面密封面1332E的设计方案，其中，这些面至少在剖面中示出弯曲的直线。

控制活塞1331的在该实施形式中示出的表面(诸如导向面1332A或碰撞面1332B)以及密封面(如导向面密封面1332E或裙密封面1332D)是反射性的，以便抑制或使经由控制活塞通过热辐射出现的热损失最小化。此外，这些表面的所施加的反射涂覆也可由陶瓷的覆层构成，其降低至控制活塞的壁的热传递或导热性。同样如控制活塞1331的表面那样，燃烧室底部1348(在图6中示例性地显示)的表面是反射性的，以便使壁热损失最小化。在燃烧室底部1348的下侧处为了冷却附加地存在内冷却道，其可选地利用水或油从燃烧室1326中导出热量。

在图7中示出的控制活塞1331的冷却室1334利用在轴向活塞发动机的运行温度时液态地存在的金属(在该实施例中为钠)填充，其通过对流和热传导将热从控制活塞的表面导出并且可将热传递到位于压力油循环1361中的油中。

在图8中示意性地示出利用油供应控制活塞1331的压力油循环1361。在此，示出发动机油循环2002与压力油循环2003和在油循环2001之内的压缩机级2011的互连(Verschaltung)。经由增压阀2016和平衡阀2026可完全切断的压力油循环2003主要包含压力油底壳2022，在压力油底壳2022上压力油泵2021经由第二输入2033和共同的输入2034吸入油，并且经由第二输入管路2025给控制腔2023提供油。通过流回的油由油回流2031又输送给压力油底壳2022，然后油循环由油回流2031封闭。如果相对于其环境封闭压力油循环2003，压力油泵2021仅仅需要最小的功率消耗用于输送油。在此，仅仅经由泵功率施加通过在压力油循环2003中的油的循环所引起的流动损失。经由由压缩机级2011所施加的压力来补偿为了补偿作用到控制活塞1331上的燃烧室压力所需的力。为此，压缩机级2011经由输入2035和压力管路2015和2030同样与控制腔2023相连接。增压阀2016位于输入2035与压力管路2015之间，以便一旦压力油循环2003的进一步的增压不需要时，将压力油循环2003与压缩机级2011隔开。在此，增压阀2016实施为多路阀。此外，经由控制管路2036(其同样经由输入2035与压缩机级2011相连接)实现增压阀2016的操控。控制在一实施形式中这样实现，使得当由压缩机级所施加的压缩机压力对应于位于控制腔2023中的压力或超过该压力时，增压阀2016将输入2035与压力管路2015相连接。带有限定的打开压力的增压阀2016的设计方案也是可能的。因此，例如阀也可这样调整，使得其例如在30bar的压缩机压力下才打开。也可能的是，经由位于轴向活塞发动机的控制器中的特性场来操控增压阀2016，并且由此与负载和转速相关地打开增压阀2016。在该情况中，负载或转速相关性指轴向活塞发动机的运行状态。

在该实施形式中，通过接通经由控制管路2024与压力油底壳2022相连接的平衡阀2026实现压力油循环2003的填充，从而至少在压力油底壳2022中的最小油位，只要其允许轴向活塞发动机的运行点，油可从发动机油底壳2012经由第一输入2032被输送给压力油循环。如果压力油泵2021不可在压力油循环2003与发动机油循环2002之间产生足够的压力降，位于第一输入中的单向阀2027阻止压力油循环2003到发动机油循环2002中的无意排空。

同样油分离器2028置于压力管路2015和2030中。一方面，该油分离器2028用于以无油的、压缩的空气供应控制腔2023，另一方面当然也可能的是，第二分循环2003的压力卸载经由增压阀2016是可能的并且由此将无油的空气引回给压缩机级2011。由此，在从压力油循环2003中流回到压缩机级2011的情况中，可有效地阻止在压缩期间或压缩之后积聚有油的燃烧剂自动地点燃。在此，回流2029将油分离器2028与压力油底壳2022相连接。

此外，压力油底壳2022具有用于获取油位的器件，其经由控制管路2024与平衡阀2026相连接。在此，平衡阀2026具有将发动机油循环2002与压力油循环2003或与发动机油循环2002的发动机油底壳2012相连接的目的。由此，通过压力油泵2021可经由第一输入2032从发动机油底壳2012中吸取缺少的油，平衡阀2026此外具有以足够大的油量供应压力油循环2003的目的。优选地，如果压力油循环2003中的压力水平特别低，那么才经由平衡阀2026实现发动机油循环2002与压力油循环2003的连接，以便避免由于更高的压力差而提高压力油泵2021的功率消耗。

图9显示了热交换器顶板3020，其适合用于轴向活塞发动机所用的热交换器。为了在轴向活塞发动机的排气管(Auslasskrümmer)处的装配和联接目的，热交换器顶板3020包括法兰3021，其在热交换器顶板3020的在径向上在外部的区域中带有相应的以孔圈的形式布置的孔3022。在法兰3021的在径向上在内部的区域中存在基体3023，其具有多个实施为管座3024的孔用于容纳管。

整个热交换器顶板3020优选地由管也由其形成的同一材料制成，以便确保，在整个热交换器中热膨胀系数尽可能均匀，并且由此使在热交换器中的热的热应力最小化。对此增加地，热交换器的套壳同样可由对应于热交换器顶板3020或管的材料制成。例如，管座3024可实施有配合(Passung)，从而装配在这些管座3024中的管借助于压配合来插入。

对此备选地，也可这样实施管座3024，使得实现间隙配合或过渡配合。由此，代替力配合的连接，也可通过材料配合的连接实现管到管座3024中的装配。在此，优选地，通过焊接或钎焊实现材料配合，其中，使用对应于热交换器顶板3020或管的材料作为焊料或焊接材料。这同样具有该优点，通过均匀的热膨胀系数可使到在管座3024中的热应力最小化。

在该解决方案中也可能通过压配合将管装配到管座3024中并且对此附加地进行钎焊或焊接。如果使用不同的材料用于管和热交换器顶板3020，则通过这样的装配也可确保热交换器的密封性，因为存在该可能性，即由于非常高的所出现的超过1000℃的温度，唯一使用的压配合由于不同的热膨胀系数可能会失效。

图10显示了带有阀弹簧1411和碰撞弹簧1412的换气阀1401的示意性的剖面图。在此，换气阀1401实施为没有凸轮控制的自动地打开的阀，其在一定的压力差下打开，其中，在气缸的吸气过程中气缸内压力小于在进气通道中的压力，相应的气缸从进气通道中抽吸燃烧剂。优选地，使用换气阀1401作为在压缩机级中的进气阀。在此，阀弹簧1411提供在换气阀1401处的关闭力，借助于该关闭力，打开时刻可经由阀弹簧1411的设计来确定。在此，包围换气阀1401的阀杆1404的阀弹簧1411位于阀引导部1405中，并且支撑在阀弹簧盘1413处。

另一方面，阀弹簧盘1413利用至少两个锥形件1414形状配合地固定在换气阀1401的阀杆1404处。

阀弹簧1411的设计(其中，该阀弹簧1411刚好这样设计，使得在小的压力差下已经发生换气阀1041的打开)在一定的运行条件时可导致，换气阀1401通过出现在阀盘1402处的压力差实现这样高的加速，该压力差导致换气阀1401超过确定的阀行程的过度打开。

在换气阀1401打开时阀盘1402在其阀座1403处开启流动横截面，其从一定的阀行程起在几何形状上不再明显增加。通常经由阀盘1402的直径限定在阀座1403处的最大流动横截面。在最大流动横截面时换气阀1401的行程对应于在其内阀座处的阀盘1402的直径的大约四分之一。在最大流动横截面时在超过阀行程或计算上的阀行程时，一方面在阀座1403与阀盘1402之间的流动横截面处的空气质量流不再明显增加并且另一方面可能的是，阀弹簧盘1413与气缸盖的静止的构件(在此例如阀弹簧引导部1406)进入接触并且由此阀弹簧盘1413或阀弹簧引导部1406被破坏。

为了阻止或限制换气阀1401的这种过度打开，阀座1403靠到碰撞弹簧1412，由此，总弹簧力(由阀弹簧1411和碰撞弹簧1412构成)跳跃式地上升并且换气阀1401经受强的延迟。在该实施例中，碰撞弹簧1412的刚度这样选择，使得在换气阀1401的最大打开速度时换气阀1401通过置于碰撞弹簧1412上刚好被这样强地延迟，使得不实现在阀组的运动的构件(例如阀弹簧盘1413)与静止的构件(例如阀弹簧引导部1406)之间的接触。

此外在该实施形式中，该两级地施加的弹簧力带来该优点，即在换气阀1401的关闭过程期间换气阀1401不过度地被加速到逆向中并且在阀盘1402中不以过度的速度撞击到阀座1403中，因为负责打开和关闭换气阀1401的阀弹簧1411刚好这样设计，使得其不提供过高的弹簧力。

图11显示了带有阀弹簧1411和碰撞弹簧1412的换气阀1401的另一示意性的剖面图，在其中使用与支撑环1415相连接的两件式的阀弹簧盘1413。在该实施形式中，在不使用锥形件1414的情况下将分体式的阀弹簧盘1413与阀杆1404带入接触并且在该处形状配合地吸收阀弹簧1411和碰撞弹簧1412的弹簧力。在此，一方面支撑环1415代表固定部(Verliersicherung)，并且另一方面支撑环1415吸收在径向(从阀杆的轴线观察)上的力。而保险环1416防止支撑环1415脱出。

此外，为了实现迅速地打开和关闭换气阀，根据该实施例的换气阀1401(即使用在压缩机级中并且作为自动打开的阀)由轻金属制成。在此，由轻金属制成的换气阀1401的更小的惯性不但有利于换气阀1401的快速打开也有利于其快速地且柔和地关闭。通过小的惯性还保护阀座1403，因为在该实施形式中换气阀1401在装到阀座1403中时不释放过高的动能。优选地，所显示的换气阀1401由硬铝、高强的铝合金制成，由此，尽管其密度较小，换气阀1401具有足够高的强度。

附图标记清单

201    轴向活塞发动机

205    罩壳体

210    燃烧室

215    喷射道

220    工作缸

225    排气道

227    排出口

230    工作活塞

235    连杆

240    弯道

241    输出轴

242    隔离物

250    压缩机活塞

255    压力管路

257    输入管路

260    压缩机缸

270    热交换器

301    轴向活塞发动机

305    罩壳体

310    燃烧室

315    喷射道

320    工作缸

325    排气道

370    热交换器

401    轴向活塞发动机

405    罩壳体

410    燃烧室

415    喷射道

420    工作缸

425    排气道

427    排出口

430    工作活塞

435    连杆

440    弯道

441    输出轴

442    隔离物

450    压缩机活塞

455    压力管路

456    环形通道

457    输入管路

460    压缩机缸

470    热交换器

480    燃烧剂存储器

481    存储器管路

485    阀

501    轴向活塞发动机

502    主燃烧方向

503    对称轴线

504    燃烧用空气供给部

505    罩壳体

506    陶瓷的部件

507    陶瓷的燃烧室壁

508    成型的管

509    冷却腔

510    燃烧室

511    主喷嘴

512    处理喷嘴

513    锥形的腔

514    柱形的腔

515    喷射道

516    第一辐射方向

517    预燃烧器

518    主燃烧器

519    另一辐射方向

520    工作缸

521    过程空气供给部

522    另一燃烧用空气供给部

523    孔圈

524    冷却空气腔供给部

525    排气道

526    燃烧室

530    工作活塞

531    控制活塞

532    控制活塞盖

533    控制活塞弯道

534    隔离物

535    连杆

536    连杆工作轮

537    驱动弯道支架

538    水冷却部

539    喷射道环

540    弯道

541    输出轴

543    冲程运动

545    内冷却道

546    中间冷却道

547    外冷却道

548    燃烧室底部

550    压缩机活塞

560    压缩机缸

592    预燃室温度传感器

593    废气温度传感器

1302   主燃烧方向

1303   对称轴线

1306   陶瓷的部件

1307   陶瓷的燃烧室壁

1308   成型的钢管

1309A  水室

1309D  环形通道

1309E  环形通道

1309F  通道

1314   柱形的腔

1315   喷射道

1315A  喷射道的对称轴线

1315B  控制活塞的纵轴线

1320   工作缸

1326   燃烧室

1330   工作活塞

1331   控制活塞

1332A  导向面

1332B  碰撞面

1332D  裙密封面

1332E  导向面密封面

1333   控制活塞弯道

1334   冷却室

1345   内冷却道

1348   燃烧室底部

1361   压力油循环

1362   控制活塞油腔

1363   控制活塞密封

1364   控制腔

1365   第一控制腔密封

1366   第二控制腔密封

1367   密封套

1401   换气阀

1402   阀盘

1403   阀座

1404   阀杆

1405   阀引导部

1406   阀弹簧引导部

1411   阀弹簧

1412   碰撞弹簧

1413   阀弹簧盘

1414   锥形件

1415   支撑环

1416   保险环

2001   油循环

2002   发动机油循环

2003   压力油循环

2011   压缩机级

2012   发动机油底壳

2015   压力管路

2016   增压阀

2021   压力油泵

2022   压力油底壳

2023   控制腔

2024   控制管路油位

2025   第二输入管路

2026   平衡阀

2027   单向阀

2028   油分离器

2029   回流

2030   压力管路

2031   油回流

2032   第一输入

2033   第二输入

2034   共同的输入

2035   输入

2036   控制管路

3020   热交换器顶板

3021   法兰

3022   装配孔

3023   基体

3024   管座

Claims (53)

1.一种通过内部连续燃烧(icc)操作的轴向活塞发动机，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级、带有至少一个在所述压缩机级与所述膨胀器级之间的燃烧室、带有至少一个控制活塞以及在所述燃烧室与所述膨胀器级之间的通道，其中，所述控制活塞和所述通道具有带有主流向的通过所述控制活塞的运动所开启的流动横截面，其特征在于，所述控制活塞具有平行于所述主流向的导向面。

2.一种通过内部连续燃烧(icc)操作的轴向活塞发动机，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级、带有至少一个在所述压缩机级与所述膨胀器级之间的燃烧室、带有至少一个控制活塞以及在所述燃烧室与所述膨胀器级之间的通道，其中，所述控制活塞和所述通道具有带有主流向的通过所述控制活塞的运动所开启的流动横截面，其特征在于，所述控制活塞具有垂直于所述主流向的碰撞面。

3.一种通过内部连续燃烧(icc)操作的轴向活塞发动机，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级、带有至少一个在所述压缩机级与所述膨胀器级之间的燃烧室、带有至少一个控制活塞以及在所述燃烧室与所述膨胀器级之间的通道，其中，所述控制活塞以及所述通道具有通过所述控制活塞的运动所开启的流动横截面并且所述控制活塞的运动沿着所述控制活塞的纵轴线实现，其特征在于，所述控制活塞具有与所述控制活塞的纵轴线成锐角的导向面。

4.一种通过内部连续燃烧(icc)操作的轴向活塞发动机，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级、带有至少一个在所述压缩机级与所述膨胀器级之间的燃烧室、带有至少一个控制活塞以及在所述燃烧室与所述膨胀器级之间的通道，其中，所述控制活塞以及所述通道具有通过所述控制活塞的运动所开启的流动横截面并且所述控制活塞的运动沿着所述控制活塞的纵轴线实现，其特征在于，所述控制活塞具有与所述控制活塞的纵轴线成锐角的碰撞面。

5.根据权利要求1至4所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述导向面和/或所述碰撞面是平的面、球形的面、柱形的面或锥形的面。

6.根据权利要求1至4所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述轴向活塞发动机在所述燃烧室与所述膨胀器级之间具有导向面密封面，其中，所述导向面密封面构造成平行于所述导向面并且在所述控制活塞的上止点中与所述导向面共同作用。

7.根据权利要求6所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述导向面密封面在通道侧过渡到垂直于所述控制活塞的纵轴线的表面中。

8.根据权利要求1至4所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述轴向活塞发动机在所述燃烧室与所述膨胀器级之间具有裙密封面，其中，所述裙密封面构造成平行于所述控制活塞的纵轴线并且与所述控制活塞的裙的表面共同作用。

9.根据权利要求1至4所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述导向面、所述碰撞面、所述导向面密封面、所述裙密封面和/或所述控制活塞的裙的表面具有反射性的表面。

10.根据权利要求6所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述导向面和/或所述碰撞面是平的面、球形的面、柱形的面或锥形的面。

11.根据权利要求7所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述导向面和/或所述碰撞面是平的面、球形的面、柱形的面或锥形的面。

12.根据权利要求8所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述导向面和/或所述碰撞面是平的面、球形的面、柱形的面或锥形的面。

13.根据权利要求9所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述导向面和/或所述碰撞面是平的面、球形的面、柱形的面或锥形的面。

14.根据权利要求6所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述轴向活塞发动机在所述燃烧室与所述膨胀器级之间具有裙密封面，其中，所述裙密封面构造成平行于所述控制活塞的纵轴线并且与所述控制活塞的裙的表面共同作用。

15.根据权利要求7所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述轴向活塞发动机在所述燃烧室与所述膨胀器级之间具有裙密封面，其中，所述裙密封面构造成平行于所述控制活塞的纵轴线并且与所述控制活塞的裙的表面共同作用。

16.根据权利要求9所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述轴向活塞发动机在所述燃烧室与所述膨胀器级之间具有裙密封面，其中，所述裙密封面构造成平行于所述控制活塞的纵轴线并且与所述控制活塞的裙的表面共同作用。

17.一种通过内部连续燃烧(icc)操作的轴向活塞发动机，其带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级、带有至少一个在所述压缩机级与所述膨胀器级之间的燃烧室、带有至少一个以燃烧室压力加载的构件并且带有用于润滑的油循环，其特征在于，所述油循环具有发动机油循环和带有与所述发动机油循环不同的压力水平的压力油循环。

18.根据权利要求17所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述压力油循环的压力水平对应于所述燃烧室压力。

19.根据权利要求17所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述压力油循环的压力水平对应于压缩机压力。

20.根据权利要求17所述的轴向活塞发动机，其特征在于，在所述轴向活塞发动机全负荷时所述压力油循环具有大于20bar的压力水平。

21.根据权利要求17所述的轴向活塞发动机，其特征在于，在所述轴向活塞发动机部分负荷时所述压力油循环具有在5bar与20bar之间的压力水平。

22.根据权利要求17所述的轴向活塞发动机，其特征在于，在所述轴向活塞发动机怠速运转时和/或在所述轴向活塞发动机停止时所述压力油循环可具有低于5bar的压力水平。

23.根据权利要求17至22中任一项所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述发动机油循环具有发动机油底壳和发动机油泵，而所述压力油循环具有压力油底壳和压力油泵。

24.根据权利要求23所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述压力油底壳具有用于获取油位的器件。

25.根据权利要求24所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述压力油底壳的通过所述用于获取油位的器件所确定的油位是最小的和/或最大的油位。

26.根据权利要求17至22中任一项所述的轴向活塞发动机，其特征在于，至少一个控制腔为所述压力油循环的组成部分。

27.根据权利要求17至22中任一项所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述压力油循环经由增压管路与所述压缩机级的至少一个气缸相连接。

28.根据权利要求17至22中任一项所述的轴向活塞发动机，其特征在于，在所述压缩机级的至少一个气缸与所述压力油循环之间布置增压阀。

29.根据权利要求28所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述增压阀与所述压缩机级有效连接并且具有带有用于接通的器件的对应控制装置。

30.根据权利要求28所述的轴向活塞发动机，其特征在于，在5bar、优选地10bar、最为优选地30bar的增压压力下接通所述增压阀。

31.根据权利要求28所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述增压阀为止回阀。

32.根据权利要求28所述的轴向活塞发动机，其特征在于，在所述增压阀与所述压力油循环之间布置有油分离器。

33.根据权利要求32所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述油分离器的出口与所述压力油底壳相连接。

34.根据权利要求28所述的轴向活塞发动机，其特征在于，在所述增压阀与所述压力油循环之间布置有脱水器。

35.根据权利要求17至22中任一项所述的轴向活塞发动机，其特征在于，在所述压力油底壳与所述压力油泵之间以及在所述发动机油底壳与所述压力油泵之间布置有平衡阀。

36.根据权利要求35所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述平衡阀与所述用于获取油位的器件有效连接。

37.根据权利要求35所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述平衡阀与控制装置有效连接。

38.根据权利要求35所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述平衡阀在第一运行状态中将所述压力油底壳与所述压力油泵连接，而在第二运行状态中将所述发动机油底壳或所述发动机油泵与所述压力油泵相连接。

39.根据权利要求38所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述第一运行状态对应于所述轴向活塞发动机的部分负荷和/或全负荷，而所述第二运行状态对应于所述轴向活塞发动机的怠速运转和/或停止状态。

40.根据权利要求35所述的轴向活塞发动机，其特征在于，在所述发动机油底壳与所述平衡阀之间或在所述发动机油泵与所述平衡阀之间布置有构造为止回阀的单向阀。

41.根据权利要求40所述的轴向活塞发动机，其特征在于，所述单向阀具有从所述发动机油循环至所述压力油循环的流动方向。

42.一种通过内部连续燃烧(icc)操作的轴向活塞发动机，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从所述压缩机缸经过燃烧室导引至所述工作缸的压力管路，其中，从所述燃烧室至所述工作缸的燃烧剂流经由至少一个由控制驱动所驱动的控制活塞来控制，其特征在于，除了由所述控制驱动所施加的力之外，所述控制活塞在它的背向所述燃烧室的侧面处加载有与燃烧室压力相反地指向的补偿力。

43.根据权利要求42所述的轴向活塞发动机，其特征在于，机械地、例如通过弹簧施加所述补偿力。

44.根据权利要42所述的轴向活塞发动机，其特征在于，液压地、例如通过油压力施加所述补偿力。

45.根据权利要求42所述的轴向活塞发动机，其特征在于，气动地、例如通过压缩机压力施加所述补偿力。

46.一种通过内部连续燃烧(icc)操作的轴向活塞发动机，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从所述压缩机缸引至所述工作缸的压力管路，其中，从所述燃烧室至所述工作缸的燃烧剂流经由至少一个由控制驱动所驱动的控制活塞来控制，其特征在于，所述控制活塞布置在压力室中。

47.一种通过内部连续燃烧(icc)操作的轴向活塞发动机，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从所述压缩机缸导引至所述工作缸的压力管路，其中，从所述燃烧室至所述工作缸的燃烧剂流经由至少一个由控制驱动所驱动的控制活塞来控制，其特征在于，所述控制驱动包括控制轴，其驱动所述控制活塞并且与轴密封共同作用，所述轴密封一方面以压缩机压力加载。

48.一种用于操作通过内部连续燃烧(icc)操作的轴向活塞发动机的方法，该轴向活塞发动机带有包括至少一个气缸的压缩机级、带有包括至少一个气缸的膨胀器级并且带有至少一个在所述压缩机级与所述膨胀器级之间的燃烧室，其中，从所述燃烧室在燃烧室压力下至所述膨胀器级的气缸的燃烧剂流经由至少一个控制活塞来控制并且所述轴向活塞发动机具有用于润滑的油循环，其特征在于，所述油循环被划分成发动机油循环和压力油循环，并且所述轴向活塞发动机的以燃烧室压力加载的构件通过所述压力油循环来润滑。

49.根据权利要求48所述的用于操作轴向活塞发动机的方法，其特征在于，作用到所述控制活塞上的燃烧室压力通过存在于控制腔中的且对应于所述燃烧室压力的压力水平来补偿。

50.根据权利要求48所述的用于操作轴向活塞发动机的方法，其特征在于，在所述控制腔中的对应于所述燃烧室压力的压力水平通过所述压缩机级来提供。

51.根据权利要求48至50中任一项所述的用于操作轴向活塞发动机的方法，其特征在于，在降到低于压力油底壳中的最小油位时，所述压力油循环以来自所述发动机油循环的油来填充。

52.根据权利要求48至50中任一项所述的用于操作轴向活塞发动机的方法，其特征在于，在所述轴向活塞发动机的怠速运转时和/或在停止时所述压力油循环被与所述发动机油循环相连接。

53.根据权利要求48至50中任一项所述的用于操作轴向活塞发动机的方法，其特征在于，在所述压力油循环与所述发动机油循环之间的压力差小于5bar时所述压力油循环被与所述发动机油循环相连接。