CN109196200B - 自由活塞装置和自由活塞装置的操作方法 - Google Patents

自由活塞装置和自由活塞装置的操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自由活塞装置和一种操作方法，其设置有能沿轴线(26)往复运动的活塞(42)，其中，活塞腔(24)包括或形成由内壁(32)限定的燃烧室(50)，在该内壁上，在轴向上相间隔地设置有用于输送新鲜气体的至少一个进气口(34、80、86、88、90)和用于排出废气的至少一个排气口(36)。自由活塞装置(10)包括用于新鲜气体的流入装置(78)，该流入装置具有至少一个进气口(34、80、86、88、90)并且设计为，流入燃烧室(50)的新鲜气体被引至燃烧室(50)内的流入区域(84)，该流入区域设置为相对于至少一个进气口(34、80、86、88、90)向着至少一个排气口(36)的方向轴向地偏移，该流入区域相对于轴线(26)偏心设置。

Description

自由活塞装置和自由活塞装置的操作方法
技术领域
本发明涉及一种自由活塞装置，其包括活塞腔，在该活塞腔中设置有至少一个活塞组件，该活塞组件具有能沿轴线往复运动的活塞，其中，活塞腔包括或形成由内壁限定的燃烧室，在该内壁上，在轴向上相间隔地设置有用于输送新鲜气体的至少一个进气口和用于排出废气的至少一个排气口。
此外，本发明还涉及一种用于操作这种类型的自由活塞装置的方法。
背景技术
在这种通常两冲程运行的自由活塞装置中，活塞组件在活塞腔中来回震荡。在气体-燃料混合物在燃烧室内燃烧的过程中，活塞从上止点移动到下止点。当处于下止点时，至少一个进气口和至少一个排气口打开，并且新鲜气体可以流入燃烧室。废气可以从燃烧室中排出。活塞可以作用为阀体，通过该活塞，在处于下止点时，至少一个进气口或至少一个排气口至少部分地开放，并在活塞向上运动时再次被封锁。活塞的向上运动在自由活塞装置的用于活塞组件的复位弹簧装置的作用下进行。复位弹簧装置例如包括气体弹簧，该气体弹簧具有可通过活塞组件压缩的气体。在气体膨胀时，活塞组件沿相反方向移动，以使活塞向上运动。替代地或附加地，可以设置机械复位弹簧装置。
在此，“新鲜气体”理解为用于燃烧室中的内燃的气体或气体混合物(特别是空气)，其中，该气体也可以与燃料混合。因此，在此，“新鲜气体”也可以指气体-燃料混合物，其可以通过至少一个进气口流入燃烧室。“废气”在此是指内燃的燃烧产物。
在通用的自由活塞装置中，由于用于进气和排气的开口在轴向上相互间隔开，从而形成了扫气梯度，并且为进行换气沿轴向对燃烧室吹扫(所谓的“纵向吹扫”)。在此，“轴向”和“径向”关系到由活塞腔所限定的轴线，活塞组件沿着该轴线移动。
自由活塞装置可以自行点火或由外源点火，其中，在燃烧室处设置点火装置。实践证明，在相应的混合物以及外源点火或自行点火方面优化流入燃烧室的新鲜气体的流入情况是有利的。例如，已知在自由活塞装置中，对于自行点火操作，新鲜气体相对于轴线径向地流入。这样，在燃烧室中形成气流的螺旋运动。然而，这种气流被证明较不适合外源点火操作。
发明内容
本发明的任务在于提供一种本文开头所述类型的自由活塞装置，其中特别是在外源点火操作方面优化了新鲜气体的流入。
在根据本发明的自由活塞装置中，该任务由此得以实现，即，自由活塞装置包括用于新鲜气体的流入装置，该流入装置具有至少一个进气口并且设计为，流入燃烧室的新鲜气体被引至燃烧室内的流入区域，该流入区域设置为相对于至少一个进气口向着至少一个排气口的方向轴向地偏移，该流入区域相对于轴线偏心设置。
在根据本发明的自由活塞装置中，设置有径向地位于轴线侧旁并且轴向地相对于至少一个进气口偏移的流入区域，流入的新鲜气体指向该流入区域。由此，流至流入区域的新鲜气体的量大于向着燃烧室的关于轴线的相对侧的量。其结果是相对于轴线的不对称流动，这种流动在燃烧室内壁的临近流入区域的一侧引起涡流。围绕轴线的螺旋运动就得以避免。当活塞向上运动压缩新鲜气体时，涡流形成较小的涡旋并导致更强的湍流。燃烧中的湍流火焰速度增加，使得燃料更快地转化并且在更低排放的情况下实现更高的效率。由此可以避免点火之后火焰的熄灭，如在外源点火操作中新鲜气体发生螺旋运动的情况下可能发生的。
有利的是，流入装置设计为，能够实现流入的新鲜气体在燃烧室中的滚筒形(walzenfoermig)运动，其中，流入的新鲜气体特别是围绕横向于轴线的滚动轴线滚动。实践证明，这种滚筒形运动(翻滚)实现了在外源点火操作中特别有利的燃料转化。
滚动轴线优选居中或基本上居中地设置在至少一个进气口和至少一个排气口之间。
有利的是，流入区域在轴向上大致居中地设置在至少一个进气口和至少一个排气口之间，或者流入区域在向着至少一个进气口的方向上前置于至少一个进气口和至少一个排气口之间的中心。“居中”于开口之间特别是表示燃烧室的中心，例如在对置活塞设置中。
例如，流入区域可以大致居中地设置在轴线和内壁之间。替代地，可以考虑，流入区域邻接内壁。
活塞腔优选在内壁处至少从至少一个进气口到至少一个排气口具有中空圆柱体的形状。
至少一个进气口优选设计成狭缝形或井状。
有利的是，用于实现流入的新鲜气体的轴向运动分量的至少一个进气口设计成相对于轴线倾斜。进气口具有相对于轴线的斜度，从而使流入的新鲜气体可以具有轴向分量地流入燃烧室。以这种方式，新鲜气体的气流被引导到燃烧室中位于至少一个进气口和至少一个排气口之间的流入区域。
特别是，可以设置多个进气口，其设计成相对于轴线倾斜，并由此赋予相应的流入的新鲜气体轴向运动分量。
有利的是，设置有沿轴线的周向间隔开的多个进气口。进气口优选在轴向上形成在内壁上的相同位置处。
有利的是，进气口关于活塞腔的包含轴线的中央纵向平面彼此镜像对称地设置和设计在内壁上。这例如实现了新鲜气体向着中央纵向平面的方向流入，使得从中央纵向平面的两侧流入等量或基本上等量的新鲜气体的体积流量。可以由此避免形成螺旋状的气流。
有利的是，设置有进气口，其关于横向于轴线的截面，径向地指向轴线和内壁的与该进气口相对的一侧。流入区域可以设置在燃烧室的与进气口相对的一侧。通过进气口流入的新鲜气体具有朝向轴线和内壁的与该进气口相对的一侧的径向运动分量。补充地，优选存在由于进气口相对于轴线的上述斜度而导致的新鲜气体的轴向运动分量。新鲜气体流至轴线和内壁之间的燃烧室的与进气口相对的一侧，由此在此处形成流入区域。流入区域关于轴线与进气口相对。
有利的是，在关于轴线与进气口相对，特别是与进气口径向相对的一侧，在内壁上不形成进气口。由此，相对于轴线径向地进行新鲜气体的不对称流入，优选用于形成滚筒形的运动。
进气口特别是设置在活塞腔的包含轴线的中央纵向平面上。
气流优选在径向上流至进气口。
可以优选设置有进气口，其相对于横向于轴线的截面，不是径向地指向轴线，而是指向燃烧室的在轴线的圆周方向上与进气口具有小于180°的角距离的区域。由此，通过该进气口流入的新鲜气体被引导到燃烧室的不关于轴线与进气口径向相对的区域。进气口优选向着燃烧室区域的方向弯曲或成弓形。这有利于形成新鲜气体的滚筒形运动。
有利的是，进气口匹配有对应的、关于中央纵向平面成镜像的进气口。这实现了从中央纵向平面的两侧获得相等的体积流量。由此可以避免形成新鲜气体的螺旋运动。
除了在轴线的圆周方向上与燃烧室的上述区域具有角距离的进气口之外，优选设置有至少一个另外的进气口，该进气口指向燃烧室的相同区域，该区域在轴线的圆周方向上与该另外的进气口具有比最先提到的进气口更小的角距离。
在最后提到的实施方案中，有利的是，进气口和燃烧室的区域之间的角距离越大，流入的新鲜气体的体积流量就越大。在轴线的圆周方向上更靠近燃烧室的所述区域的进气口(与在横向于轴线的截面中的角距离相关)以较小体积流量的新鲜气体冲击燃烧室。由此增加了新鲜气体流入的不对称性，这有利于形成限定的流入区域，并且优选有利于在燃烧室中形成新鲜气体的滚筒形运动。
被证明为有利的是，流入装置包括或形成环绕内壁的流入空间，该流入空间能够通过输送管道进气新鲜气体，并且通过至少一个进气口，特别是通过多个进气口连通到燃烧室。在流入空间中可以进行新鲜气体的缓冲，以阻尼波动和涡流，这被证明对于流入燃烧室时的流动情况是有利的。
在一个有利的实施方案中，流入空间在关于轴线的横截面中是环形的或基本上成环形，并且特别是圆环形的。例如，流入空间为环面形状，并且能够通过用于新鲜气体的进气口使气体在径向上流过该流入空间。
特别有利的是，在环形横截面的情况下，流入空间相对于轴线定向为偏心的、非同轴的。由此，流入空间在相对于内壁的不同位置处具有不同的横截面。例如，流入空间关于轴线向一侧偏心地偏移，在该侧的流入空间的横截面大于关于轴线的相对侧的流入空间的横截面。如果从首先提到的一侧流入新鲜气体(例如通过径向地指向轴线的进气口)，则可以由此不对称地流入燃烧室。此外，如上所述，进气口和燃烧室中的流入区域之间的角距离越小，在轴线的圆周方向上相继的进气口就越不强烈地被气流冲击。
自由活塞装置可以在至少一个进气口处具有调节部件，通过该调节部件能够调节新鲜气体流入燃烧室的流入方向。例如可以借助于自由活塞装置的控制装置调节各个调节部件的位置，以实现新鲜气体的最佳流入，并由此优化自由活塞装置的工作点。
如上所述，特别是可以在燃烧室处设置用于外源点火操作的点火装置。
替代地或附加地，特别是可以在燃烧室上设置用于喷射燃料的喷射装置。
活塞腔可以包括壳体和活塞轴套，该活塞轴套插入壳体中并包括或形成内壁。活塞能够在活塞轴套中往复运动，并且至少一个进气口和优选至少一个排气口可以形成在该活塞轴套中。该活塞轴套特别是汽缸套。
自由活塞装置优选包括与活塞组件相耦合的能量耦合器，能量能够通过该能量耦合器从活塞组件退耦，或者能量能够通过该能量耦合器耦合到活塞组件。特别是可以通过能量耦合器控制活塞组件的运动。但在此，“控制”应解释为，替代地或补充地也指“闭环控制”。因此，在此，“控制”可以理解为“开环控制和/或闭环控制”。通过可以由自由活塞装置的控制装置操作的对能量耦合器的控制，可以在运转期间调节自由活塞装置的工作点。为此目的，可以在需要时将能量从能量耦合器传递到活塞组件，或者通过能量耦合器移除活塞组件的能量。
能量耦合器优选包括至少一个线性发电机。该线性发电机例如具有固定在活塞组件上的转子装置以及具有定子装置。特别是，转子装置和定子装置是或包括磁体或线圈。
活塞组件可以对应两个线性发电机，该线性发电机分别具有相应的转子装置和相应的定子装置。各个线性发电机可以例如定位在活塞腔的侧向旁并且形成下文会提到的能量耦合器的单元之一。
有利的是，能量耦合器定位在活塞腔的侧向旁并平行于该活塞腔。这实现了自由活塞装置的紧凑构造。
能量耦合器可以包括第一单元和第二单元，这两个单元分别定位在活塞腔的侧向旁，其中，活塞腔设置在能量耦合器的单元之间。为了补偿移动的质量和力矩，有利的是，能量耦合器包括两个单元，每个单元例如如上所述由线性发电机形成。
活塞优选能够至少部分地移动到至少一个进气口上方，其中，当活塞占据下止点时，该进气口能够至少部分地开放。活塞可以以这种方式形成用于至少一个进气口的阀体。就可以节省单独的阀门。在活塞的下止点，新鲜气体可以从缓冲室通过至少一个进气口流入，以便吹扫燃烧室。
自由活塞装置优选包括具有活塞的另一活塞组件，其中，两个活塞组件的活塞定位为对置活塞，其中，燃烧室形成在该活塞之间。通过对置活塞设置可以优选实现移动的质量和力矩的补偿。在此，活塞组件在活塞腔中彼此相反地震荡。由于活塞组件的相反的运动而在活塞之间形成了大小可变的燃烧室。
自由活塞装置可以包括对应另一活塞组件的另一复位弹簧装置。该复位弹簧装置可以包括气体弹簧和/或设计为机械式。
另一活塞组件同样可以配置有能量耦合器，该能量耦合器优选定位在活塞腔的侧向旁。能量耦合器可以包括线性发电机。例如设置有该另一能量耦合器的两个分别定位在活塞腔的侧向旁的单元。每个单元可以由线性发电机形成。
另一活塞组件的活塞优选能够至少部分地移动到至少一个排气口上方，其中，当活塞占据下止点时，该排气口能够至少部分地开放。由此，活塞可以形成用于至少一个排气口的阀体。就可以节省单独的阀门。在活塞的下止点，废气可以通过至少一个排气口流出燃烧室。
如本文开头所述，本发明还涉及一种方法。根据本发明的方法的特征在于，在本文开头所述类型的自由活塞装置中，设置有用于新鲜气体的流入装置，该流入装置具有至少一个进气口并且设计为，流入燃烧室的新鲜气体被引至燃烧室内的流入区域，该流入区域设置为相对于至少一个进气口向着至少一个排气口的方向轴向地偏移，该流入区域相对于轴线偏心设置。
已经结合对根据本发明的自由活塞装置的说明而提到的优点也可以在实施该方法时获得。在这方面，可以参考上述详细说明。
根据本发明的方法的有利实施例由根据本发明的自由活塞装置的有利实施例给出。为避免重复，在这方面同样可以参考上述详细说明。
附图说明
以下结合本发明的详细说明的附图对本发明的有利实施方式进行说明。说明根据本发明的自由活塞装置，借助该自由活塞装置能够实行根据本发明的方法。在附图中：
图1示出了根据本发明的自由活塞装置的立体图；
图2示出了图1中的自由活塞装置的纵截面视图；
图3示出了图2中的局部A的放大图；
图4示出了沿图3中的线4-4的截面视图；
图5至7示意性地示出了在换气时且在三个相继的时间点，新鲜气体流入图1中的自由活塞装置的燃烧室，其中，在燃烧室中形成新鲜气体的滚筒形运动。
具体实施方式
附图示出了附图标记为10的根据本发明的自由活塞装置的优选实施方式，其特别是形成自由活塞式马达12。
自由活塞装置10包括外壳体14，该外壳体在此是长方体并设计为扁平壳体。壳体14在顶壁16、底壁18和侧壁20之间限定容置空间22。
在壳体14中设置有活塞腔24。活塞腔24纵向延伸并限定自由活塞装置10的轴线26。活塞腔24具有分成单独部分的壳体28，该壳体的形状近似中空的滚筒形。在壳体28中设置有活塞腔24的活塞轴套30。活塞轴套30基本上成中空的滚筒形，并插入壳体28的中段(图2至4)。
在活塞轴套30的内壁32上设置有开口，并且由此形成活塞腔24的开口。该开口一方面包括进气口34，另一方面包括排气口36。进气口34与排气口36在轴向上相间隔。进气口26与排气口28在轴向上间隔开。在此，“轴向”和“径向”与轴线26相关。“轴向”也包括平行于轴26延伸的方向。进气口34和排气口36例如设计成狭缝形或井状。
自由活塞装置10包括两个活塞组件38、40。活塞组件38、40在轴向上可往复运动地设置在活塞腔24内。活塞组件38、40分别具有(燃烧)活塞42、活塞杆44和对置活塞46。活塞42分别包括活塞面48，并定位为对置活塞，其中活塞面48彼此面对。
活塞腔24包括由内壁32限定的燃烧室50。由于活塞组件38、40的对向运动，燃烧室50的大小可变，并且该燃烧室形成于活塞面48之间。
活塞杆44将活塞42与对置活塞46相连接，其中，在此，这两个活塞42、46可翻转运动地保持在活塞杆44上。但也可以考虑刚性连接。突出部52在彼此相对的两侧横向于轴线26从活塞杆44突出。该突出部52从壳体28中露出并伸入容置空间22。图4示意性地示出了突出部52的轮廓。由此，活塞杆44具有近似十字形的形状。
自由活塞装置10包括与活塞装置38、40分别对应的复位弹簧装置54。在此，复位弹簧装置54包括具有回弹空间的气体弹簧56。该回弹空间由壳体28形成，并设置在其端部上。
若活塞组件38、40由于在燃烧室50中的燃烧而从上止点到下止点移动，则回弹空间内的气体被对置活塞46压缩，直到活塞42占据其下止点(图3和图4)。当回弹空间内的气体膨胀时，相应的活塞组件38、40再次沿相反方向滑动。
自由活塞装置10具有两个能量耦合器58，其中，每个活塞组件38、40对应一个能量耦合器58。每个能量耦合器58包括第一单元60和第二单元62。单元60、62分别定位于活塞腔24的侧向旁，然而分别位于该活塞腔的相对侧。两个单元60、62限定了共同的平面，活塞腔24设置在该共同的平面内。
能量耦合器58容纳在壳体14的容置空间22中。每个单元60、62对应容置空间22的空间区域64，其中，每个空间区域64由顶壁16、底壁18、侧壁20和活塞腔24限定。
每个单元60、62由线性发电机66形成，该线性发电机具有转子装置68和定子装置70。转子装置68通过突出部52与活塞杆44相连，并能够在容置空间22中平行于轴线26滑动。转子装置68包括磁体。定子装置70包括未在附图中单独示出的线圈，该线圈设置在转子装置68的上方和下方。
图4示出了两个单元60、62的转子装置68和定子装置70的轮廓。由于活塞组件38的活塞42在图中占据下止点，因此在此，截面视图不穿过转子装置68，该转子装置仅在活塞42(虚拟地)向上运动时滑动并横穿截面。
通过能量耦合器58，可以将能量耦合到活塞组件38或40或者移除该能量。这使得可以在自由活塞装置10的运行期间控制活塞组件38或40的运动。为此目的，能量耦合器58能够由自由活塞装置10的控制装置72(图2)控制。
在此，自由活塞装置10按照两冲程法运转。燃烧室50中的燃烧驱动活塞42从上止点起相互远离，从而使该活塞在活塞轴套30中轴向滑动。这种滑动进行至活塞42到达各自的下止点。若活塞42占据下止点，则进气口34被活塞组件40的活塞42开放，且排气口36被活塞组件38的活塞42开放。这在图2至图4中示出。
在换气时，当进气口34和排气口36开放时，燃烧室50被吹扫。新鲜气体通过进气口34流入燃烧室50。废气可以通过排气口36从燃烧室50中排出。通过轴向间隔开的开口34、36对燃烧室50进行纵向扫气。
在此，“新鲜气体”是用于内燃的气体或气体混合物(特别是空气)。所输送的新鲜气体可与燃料混合。有利的是，流入燃烧室50的新鲜气体通过喷射装置74与燃料混合。装料的点火可以通过点火装置76进行，即，自由活塞装置10可以特别是通过外源点火操作。喷射装置74和点火装置76可以由控制装置72控制。
在下文中，将特别探讨进气口34的实施方式，其被自由活塞装置10的流入装置78包围。流入装置78在新鲜气体向燃烧室50的流入方面得到优化，以实现高效率和低排放的有利的外源点火操作。
特别是从图3和图4中可以看出，进气口34轴向地形成在内壁32的相同位置处。在此，存在七个进气口34，在此，其数量也可以不同。
进气口关于活塞腔24的中央纵向平面L整体上对称地设置在内壁32上。该中央纵向平面包含轴26，并在此垂直于由壁16、18限定的平面，在此，该指向也可以不同。
第一进气口80设置在中央纵向平面L中。该进气口80参考横向于轴线26的截面视图，径向地指向轴线26以及内壁32的相对侧(图4)。另外，进气口80相对于轴线26倾斜，因此，该进气口相对于轴线26具有一定斜度(图3)。因此，通过进气口80流入的新鲜气体以径向运动分量指向内壁32的相反侧，并且还具有轴向上的运动分量。流入的新鲜气体(由图3中的箭头82表示)由此指向燃烧室50中在下文中称为流入区域84的区域。
流入区域84相对于轴线26偏心地设置并设置在该轴线与内壁32的与进气口80相对的侧面之间。
在轴向上，由于新鲜气体的轴向运动分量，流入区域84相对于进气口34轴向地向排气口36的方向偏移地设置在燃烧室50中。流入区域84优选设置为在向着进气口34的方向上前置于进气口34和排气口36之间的中心。在图3中，这可以借助于燃烧室50的垂直于轴线26的中央横向平面M的位置看出。
除了进气口80之外，进气口34包括进气口86、88和90，由于进气口34的对称设置，分别存在两个这些进气口。每一个进气口86、88和90相对于中央纵向平面L与对应的进气口86、88和90对称地相对并与其成镜像。
从进气口80开始，相邻的进气口80在轴线26的圆周方向上的角距离约为50°。
进气口86构造为，从该进气口流出的新鲜气体不被引导到燃烧室50中相对于轴线26与进气口86相对的区域，如进气口80的情况。相反，流入的新鲜气体被引导到燃烧室50中的一个区域，该区域在轴线26的圆周方向上与进气口86的角距离小于180°。这同样适用于进气口88和进气口90。
从进气口86、88和90分别流入的新鲜气体所指向的区域是流入区域84。在此，流入的气流分别从侧面经过轴线26(图4)。为此目的，进气口86、88和90优选设计成弯曲的或弓形的。
此外，进气口86、88和90分别具有相对于轴线26的倾斜度，以在向流入区域84的流入方面实现流入的新鲜气体的轴向运动分量。
进气口34相对于中央纵向平面L的对称设置避免了流入的新鲜气体在燃烧室50中形成螺旋运动。从两侧经由进气口86、88和90流向中央纵向平面L的新鲜气体的体积流量横向于轴线26相互抵消。不会产生新鲜气体的螺旋运动。
上述流入装置78的实施方式实现了非常不对称的新鲜气体向燃烧室50的流入，从而形成偏离轴线26并且在轴向上偏离进气口34的流入区域84。
为此目的，特别有利的是，在内壁32的与进气口80相对的一侧上不形成进气口，特别是在与进气口80径向相对处不形成进气口。
此外，有利的是，流经进气口80以及86至90的体积流量大小不同。特别是，各个进气口80以及86至90与内壁32的与流入区域84相邻的下侧之间在轴线26的圆周方向上的角度越大，体积流量就越大。
为此，有利的是，流入装置78形成流入空间92。流入空间92为壳体式结构并且包括外壁94，该外壁在此由壳体28形成。外壁94设置在内壁32的径向外侧，位于进气口34的轴向区域中。
在外壁94中形成入口96，图中未示出的用于新鲜气体的输送管道或用于输送管道的相应连接部件可以连接到该入口。入口96形成在外壁94中的靠近进气口80的一侧上并且设置在中央纵向平面L的区域中(图4)。
流入空间92近似为环面形状，因此具有基本上成环形的横截面。但是，流入空间92是偏心的，与活塞轴套30不同轴。由流入空间92限定的轴98相对于轴线26向进气口80偏移。
由于流入空间92的设置和设计，通过入口96进入的具有高体积流量的新鲜气体通过进气口80在轴线26的方向上径向地(以及具有轴向运动分量地)流入燃烧空间50。
在进气口80上方，流入的新鲜气体形成另外两个支流，该支流沿相反方向围绕内壁32流动。各支流通过进气口86、88和90进入燃烧室。
由于流入空间92的偏心设置，通过进气口86的体积流量大于通过进气口88的体积流量，而后者又大于通过进气口90的体积流量。这是由在流入空间92中，横截面积由于偏心设置而在新鲜气体的流动方向上逐渐减小所造成的。
新鲜气体高度不对称地流入燃烧室50并形成流入区域84导致了新鲜气体在燃烧室中的滚筒形运动。燃烧室50中的新鲜气体近似循环滚动，且围绕大致在燃烧室中央延伸的滚动轴线100。滚动轴线100横向于轴线26。
图5、6和7示出了在换气过程中的连续时间下的流入的新鲜气体与流出的废气的混合情况。流入的新鲜气体由空心圆102表示，流出的废气由点104表示。进气口34设置在以附图标记106表示的区域中，排气口36设置在以附图标记108表示的区域中。
图中示出了，在换气开始时(图5)流入的新鲜气体被引向流入区域84，并随着换气的进行(图5和6)在燃烧室50中围绕滚动轴线100形成近似滚筒形的运动。
实践证明，新鲜空气在燃烧室50中的这种分布对于通过点火装置76进行外源点火的操作是有利的。在活塞42向上运动时，新鲜气体形成较小的涡旋并且湍性提高。点火后燃料的转化更快，并且在更低排放的情况下提高效率。
附图标记说明
10 自由活塞装置
12 自由活塞马达
14 壳体
16 顶壁
18 底壁
20 侧壁
22 容置空间
24 活塞腔
26 轴线
28 壳体
30 活塞轴套
32 内壁
34 进气口
36 排气口
38 活塞组件
40 活塞组件
42 活塞
44 活塞杆
46 对置活塞
48 活塞面
50 燃烧室
52 突出部
54 复位弹簧装置
56 气体弹簧
58 能量耦合装置
60 单元
62 单元
64 空间区域
66 线性发电机
68 转子装置
70 定子装置
72 控制装置
74 喷射装置
76 点火装置
78 流入装置
80 进气口
82 箭头
84 流入区域
86 进气口
88 进气口
90 进气口
92 进气口
94 外壁
96 入口
98 轴线
100 滚动轴线
102 空心圆(新鲜气体)
104 点(废气)
106 进气口区域
108 排气口区域

Claims (26)

1.一种自由活塞装置，其包括活塞腔(24)，在所述活塞腔中设置有至少一个活塞组件(38)，所述活塞组件具有能沿轴线(26)往复运动的活塞(42)，其中，所述活塞腔(24)包括或形成由内壁(32)限定的燃烧室(50)，在所述内壁上，在轴向上相间隔地设置有用于输送新鲜气体的至少一个进气口(34、80、86、88、90)和用于排出废气的至少一个排气口(36)，其特征在于，所述自由活塞装置(10)包括用于新鲜气体的流入装置(78)，所述流入装置具有所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)并且设计为，流入所述燃烧室(50)的新鲜气体被引至所述燃烧室(50)内的流入区域(84)，所述流入区域设置为相对于所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)向着所述至少一个排气口(36)的方向轴向地偏移，所述流入区域相对于所述轴线(26)偏心设置。
2.根据权利要求1所述的自由活塞装置，其特征在于，所述流入装置(76)设计为，能够实现流入的新鲜气体在所述燃烧室(50)中的滚筒形运动，其中，流入的新鲜气体围绕滚动轴线(100)滚动。
3.根据权利要求2所述的自由活塞装置，其特征在于，所述滚动轴线(100)横向于所述轴线(26)。
4.根据权利要求2所述的自由活塞装置，其特征在于，所述滚动轴线(100)基本上居中地设置在所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)和所述至少一个排气口(36)之间。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，所述流入区域(84)在轴向上大致居中地设置在所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)和所述至少一个排气口(36)之间，或者所述流入区域(84)在向着所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)的方向上前置于所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)和所述至少一个排气口(36)之间的中心。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，为了实现流入的新鲜气体的轴向运动分量，所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)设计成相对于所述轴线(26)倾斜。
7.根据权利要求6所述的自由活塞装置，其特征在于，设置有多个相对于所述轴线(26)倾斜的进气口(34、80、86、88、90)。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，设置有沿所述轴线(26)的圆周方向相互间隔开的多个进气口(34、80、86、88、90)。
9.根据权利要求8所述的自由活塞装置，其特征在于，所述进气口(34、80、86、88、90)在轴向上形成在所述内壁(32)上的相同位置处。
10.根据权利要求8所述的自由活塞装置，其特征在于，所述进气口(34、80、86、88、90)关于所述活塞腔(24)的包含所述轴线的中央纵向平面(L)彼此镜像对称地设置和设计在所述内壁(32)上。
11.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，设置有进气口(80)，其参考横向于所述轴线(26)的截面，径向地指向所述轴线(26)和所述内壁(32)的与所述进气口(80)相对的一侧，其中，所述流入区域(84)设置在所述燃烧室(50)的与所述进气口(80)相对的一侧。
12.根据权利要求11所述的自由活塞装置，其特征在于，在关于所述轴线(26)与所述进气口(80)相对的一侧，在所述内壁(32)上不形成进气口。
13.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，设置有进气口(86、88、90)，其参考横向于所述轴线(26)的截面，不是径向地指向所述轴线(26)，而是指向所述燃烧室(50)的在所述轴线(26)的圆周方向上与所述进气口(86、88、90)具有小于180°的角距离的区域(84)。
14.根据权利要求13所述的自由活塞装置，其特征在于，所述进气口(86、88、90)匹配有对应的、关于所述活塞腔(24)的中央纵向平面(L)成镜像的进气口(86、88、90)。
15.根据权利要求13所述的自由活塞装置，其特征在于，设置有至少一个另外的进气口(88、90)，所述至少一个另外的进气口指向所述燃烧室(50)的相同所述区域(84)，并且所述区域在所述轴线(26)的圆周方向上与所述另外的进气口(88、90)具有比指向所述燃烧室(50)的所述区域(84)的所述进气口(86、88)更小的角距离。
16.根据权利要求15所述的自由活塞装置，其特征在于，所述进气口(86、88、90)和所述燃烧室(50)的所述区域(84)之间的角距离越大，流入的新鲜气体的体积流量就越大。
17.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，所述流入装置(76)包括或形成环绕所述内壁(32)的流入空间(92)，所述流入空间能够通过输送管道进气新鲜气体，并且通过所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)连通到所述燃烧室(50)。
18.根据权利要求17所述的自由活塞装置，其特征在于，所述流入空间(92)通过多个进气口(34、80、86、88、90)连通到所述燃烧室。
19.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，所述自由活塞装置(10)在至少一个进气口(34)处具有调节部件，通过所述调节部件能够调节新鲜气体流入所述燃烧室(50)的流入方向。
20.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，所述活塞腔(24)包括壳体(28)和活塞轴套(30)，所述活塞轴套插入所述壳体(28)中并包括或形成所述内壁(32)，其中，所述活塞(24)能够在所述活塞轴套(30)中往复运动，并且至少所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)形成在所述活塞轴套(30)中。
21.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，所述活塞(42)能够至少部分地移动到所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)上方，并且当所述活塞(42)占据下止点时，所述进气口能够至少部分地开放。
22.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，所述自由活塞装置(10)包括具有活塞(42)的另一活塞组件(40)，其中，两个活塞组件(38、40)的所述活塞(42)定位为对置活塞，其中，所述燃烧室(50)形成在所述活塞(42)之间。
23.根据权利要求22所述的自由活塞装置，其特征在于，所述另一活塞组件(38、40)的所述活塞(42)能够至少部分地移动到所述至少一个排气口(36)上方，并且当所述活塞(42)占据下止点时，所述排气口能够至少部分地开放。
24.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，所述自由活塞装置(10)包括与所述活塞组件(38)相耦合的能量耦合器(58)，能量能够通过所述能量耦合器从所述活塞组件(38)退耦，或者能量能够通过所述能量耦合器耦合到所述活塞组件(38)。
25.根据权利要求24所述的自由活塞装置，其特征在于，所述能量耦合器(58)包括至少一个线性发电机(66)。
26.一种用于操作自由活塞装置的方法，所述自由活塞装置包括活塞腔，在所述活塞腔中设置有至少一个活塞组件，所述活塞组件具有能沿轴线往复运动的活塞，其中，所述活塞腔包括或形成由内壁限定的燃烧室，在所述内壁上，在轴向上相间隔地设置有用于输送新鲜气体的至少一个进气口和用于排出废气的至少一个排气口，其中，设置有用于新鲜气体的流入装置，所述流入装置具有所述至少一个进气口，并且设计为，流入所述燃烧室的新鲜气体被引至所述燃烧室内的流入区域，所述流入区域设置为相对于所述至少一个进气口向着所述至少一个排气口的方向轴向地偏移，所述流入区域相对于所述轴线偏心设置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017113433A1 (de) 2017-06-19 2018-12-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Kolbenring, Verwendung eines Kolbenrings und Verfahren zum Herstellen eines Kolbenrings
DE102017115171B4 (de) * 2017-07-06 2020-11-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Freikolbenvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Freikolbenvorrichtung
DE102017127650A1 (de) 2017-11-23 2019-05-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Freikolbenvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Freikolbenvorrichtung
DE102018117066A1 (de) * 2018-07-13 2020-01-16 Simon Neukom Verfahren zum Betreiben eines Freikolbenlineargenerators
CN110284964B (zh) * 2019-06-24 2020-07-24 江苏江淮动力有限公司 一种启动电机系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1083584A (en) * 1964-02-07 1967-09-13 Soc Es Energie Sa Improvements in or relating to autogenerators
DE3047138A1 (de) * 1980-12-15 1982-11-04 Georg 7080 Aalen Hachtel Freikolben-brennkraftmaschine
JPH10141082A (ja) * 1996-11-07 1998-05-26 Masakuni Koike 対向シリンダ型機関及び往復動機械
DE102005006340A1 (de) * 2004-07-26 2007-04-19 Dolezal, Horst, Dipl.-Ing. (FH) Freikolben-Energieerzeuger
CN102947545A (zh) * 2010-04-27 2013-02-27 阿凯提兹动力公司 用于对置活塞发动机的燃烧室构造

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH188403A (de) * 1935-12-11 1936-12-31 Sulzer Ag Brennkraftmaschine.
GB889509A (en) 1957-12-20 1962-02-14 Etienne Philippe Burion Improvements in or relating to a free piston engine
US3411289A (en) 1967-03-21 1968-11-19 Fairbanks Morse Inc Turbocharged opposed piston engine having improved air charging and scavenging
US4048970A (en) * 1972-11-10 1977-09-20 Fitzgerald William Maurice Bar Fuel injector
JPS54144514A (en) 1978-04-28 1979-11-10 Toyota Motor Corp Two-cycle gasoline engine
DE3103432A1 (de) 1981-02-02 1982-09-02 Franz 8080 Fürstenfeldbruck Pfister Lineare verbrennungskraftmaschine, die mit einem elektrischen lineargenerator eine baueinheit bildet
DE3111419A1 (de) 1981-03-24 1982-10-28 Albert 6683 Spiesen Wagner Zweitakt-dieselmotor mit gegenlaeufigen freikolben
DE3438219A1 (de) 1984-10-18 1986-04-24 Albert 6683 Spiesen-Elversberg Wagner Zweitakt-dieselmotor mit gegenlaeufigen freikolben
GB2219671B (en) 1988-04-26 1993-01-13 Joseph Frank Kos Computer controlled optimized hybrid engine
JP3778931B2 (ja) 1994-06-09 2006-05-24 リガッツィ、ピエール、アンドレア リニア発電機
WO1996033343A1 (en) 1995-04-20 1996-10-24 Split Cycle Technology Limited Free piston engine
NO302052B1 (no) 1996-01-30 1998-01-12 Kvaerner Asa Fremgangsmåte ved fristempelinnretninger og anordning til utförelse av fremgangsmåten
US5746163A (en) 1996-09-26 1998-05-05 Clean Cam Technology Systems Low emission power plant and method of making same
JP3644228B2 (ja) 1998-01-07 2005-04-27 日産自動車株式会社 筒内噴射式火花点火機関
GB2334385A (en) 1998-02-12 1999-08-18 Rover Group A linear generator assembly
AU6302199A (en) 1999-12-01 2001-06-07 Edward Wechner Improvements in internal combustion engines
SE523182C2 (sv) 1999-12-22 2004-03-30 Abb Ab Anordning innefattande en styrenhet, en elektromagnetisk energiomvandlare innefattande en förbränningsmotor med en mekaniskt fritt rörlig kolv, användning av anordningen samt fordon innefattande nämnda anordning
AUPQ806500A0 (en) 2000-06-09 2000-07-06 Wechner, Edward Improvements to free-piston engines
AU762530B2 (en) 2000-06-09 2003-06-26 Edward Wechner Improvements to free-piston engines
US6694930B2 (en) 2001-10-04 2004-02-24 Caterpillar Inc Piston assembly for use in a free piston internal combustion engine
US6668809B2 (en) 2001-11-19 2003-12-30 Alvin Lowi, Jr. Stationary regenerator, regenerated, reciprocating engine
JP4138669B2 (ja) 2002-03-15 2008-08-27 アドバンスド プロパルジョン テクノロジーズ インク 内燃機関に駆動される電力セル
US7082909B2 (en) 2002-04-25 2006-08-01 Deutsches Zentrum Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. Free-piston device with electric linear drive
DE10219549B4 (de) 2002-04-25 2004-03-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Freikolben-Verbrennungsvorrichtung mit elektrischem Lineartrieb
DE10242141A1 (de) 2002-09-03 2004-03-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Freikolben-Verbrennungsvorrichtung mit elektrischem Lineartrieb
SE525796C2 (sv) 2002-09-16 2005-04-26 Volvo Technology Corp Energiomvandlare inrättad så att den anpassar sin uteffekt beroende på den erforderliga lasten
AU2003236392A1 (en) 2002-11-12 2004-05-27 Edward Wechner High speed solenoid valve
JP2005155345A (ja) 2003-11-20 2005-06-16 Denso Corp フリーピストンエンジンおよびこれを用いた発電装置
US7156056B2 (en) 2004-06-10 2007-01-02 Achates Power, Llc Two-cycle, opposed-piston internal combustion engine
US6904876B1 (en) 2004-06-28 2005-06-14 Ford Global Technologies, Llc Sodium cooled pistons for a free piston engine
US7077080B2 (en) 2004-08-28 2006-07-18 Ford Global Technologies, Llc Hydraulic synchronizing coupler for a free piston engine
JP2006170071A (ja) 2004-12-15 2006-06-29 Denso Corp フリーピストンエンジンの制御装置及び制御方法
DE102004062440B4 (de) 2004-12-16 2006-09-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Freikolbenvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Freikolbenvorrichtung
GB2428450B (en) 2005-07-15 2007-08-01 Lotus Car Opposed piston engine with variable timing
DE102005056823A1 (de) 2005-11-23 2007-05-31 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Einrichtung einer elektrischen Maschine und elektrische Maschine
DE102006003826A1 (de) 2006-01-26 2007-09-06 Robert Bosch Gmbh Freikolbenmaschine
US8091519B2 (en) 2006-05-12 2012-01-10 Bennion Robert F Paired-piston linear engine
DE102006029532A1 (de) 2006-06-20 2007-12-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Freikolbenvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Freikolbenvorrichtung
WO2008028216A1 (en) 2006-09-05 2008-03-13 Edward Wechner An improved free-piston engine
DE102008030633B4 (de) 2008-06-24 2010-04-29 Umc Universal Motor Corporation Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Freikolbenvorrichtung
DE102008053068C5 (de) 2008-10-24 2023-11-23 TRIVIUM Business Development Company AG Freikolbenmotor mit variablem Hub, Verfahren zum Betreiben eines Freikolbenmotors und Verwendung von Öffnungen in einer Kolbenaufnahme
DE102008053069B4 (de) 2008-10-24 2015-07-02 Umc Universal Motor Corporation Gmbh Freikolbenmotor mit variablem Hub und Verfahren zum Betreiben eines Freikolbenmotors
US8887690B1 (en) 2010-07-12 2014-11-18 Sturman Digital Systems, Llc Ammonia fueled mobile and stationary systems and methods
US8616162B2 (en) 2010-11-04 2013-12-31 GM Global Technology Operations LLC Opposed free piston linear alternator
US9482153B2 (en) 2011-01-26 2016-11-01 Achates Power, Inc. Oil retention in the bore/piston interfaces of ported cylinders in opposed-piston engines
GB2490397A (en) 2011-04-25 2012-10-31 Ecomotors Internat Inc Cylinder having a first plurality of intake ports and a second plurality of intake ports at respective first and second distances from a crankshaft
EP2712394B1 (en) * 2011-05-18 2016-12-14 Achates Power, Inc. Combustion chamber construction for opposed-piston engines
GB2493061A (en) * 2011-07-15 2013-01-23 Ecomotors Internat Inc Opposed piston engine with toroidal combustion chamber
US9097203B2 (en) * 2011-12-29 2015-08-04 Etagen, Inc. Methods and systems for managing a clearance gap in a piston engine
EP2817495B1 (en) * 2012-02-21 2020-04-15 Achates Power, Inc. Exhaust management strategies for opposed-piston, two-stroke engines
US8671922B2 (en) 2012-05-30 2014-03-18 Motiv Engines LLC Combustion chamber intake and exhaust shutter
DE102012111067B3 (de) 2012-11-16 2014-02-13 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Freikolbenvorrichtung
US20150300241A1 (en) 2014-02-04 2015-10-22 Ronald A. Holland Opposed Piston Engine
US9719415B2 (en) 2015-01-15 2017-08-01 Etagen, Inc. Energy storage and conversion in free-piston combustion engines
US10161345B2 (en) * 2016-01-15 2018-12-25 Achates Power, Inc. Control of airflow in a uniflow-scavenged, two-stroke cycle, opposed-piston engine during transient operation
US10119493B2 (en) * 2016-02-29 2018-11-06 Achates Power, Inc. Multi-layered piston crown for opposed-piston engines

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1083584A (en) * 1964-02-07 1967-09-13 Soc Es Energie Sa Improvements in or relating to autogenerators
DE3047138A1 (de) * 1980-12-15 1982-11-04 Georg 7080 Aalen Hachtel Freikolben-brennkraftmaschine
JPH10141082A (ja) * 1996-11-07 1998-05-26 Masakuni Koike 対向シリンダ型機関及び往復動機械
DE102005006340A1 (de) * 2004-07-26 2007-04-19 Dolezal, Horst, Dipl.-Ing. (FH) Freikolben-Energieerzeuger
CN102947545A (zh) * 2010-04-27 2013-02-27 阿凯提兹动力公司 用于对置活塞发动机的燃烧室构造

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