DE102008046718A1

DE102008046718A1 - Auf Druck reagierender Kolben für einen Hubkolben-Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102008046718A1
Application number: DE102008046718A
Authority: DE
Inventors: Joshua Putman Canton Styron
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2009-04-30
Also published as: US7637241B2; CN101424226A; GB2454284B; GB2454284A; GB0811954D0; CN101424226B; US20090107447A1

Abstract

Ein auf Druck reagierender Kolben für einen Verbrennungsmotor umfasst eine axial gerichtete mittlere Bohrung, die in einem Kolbenringteil des Kolbens ausgebildet ist und die einen verschiebbar eingebauten Kolben aufnimmt, der mit der mittleren Bohrung zusammenwirkt, um eine Gaskammer auszubilden, die gegenüber der Umgebung mittels einer zwischen dem Boden und dem Ringteil des Kolbens eingesetzten elastischen Gasdichtung abgesperrt ist.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen

Keiner.

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft einen Kolben zur Verwendung in einem Hubkolben-Verbrennungsmotor. Der Kolben hat einen verschiebbar eingebauten Boden, der Teil einer Gaskammer oben auf dem Kolben bildet. Die Gaskammer dient als Gasfeder, um den Kolbenboden aufzuhängen.
Stand der Technik
Konstrukteure von Hubkolben-Verbrennungsmotoren im Allgemeinen und Dieselmotoren im Speziellen sind mit zunehmend strengeren Auflagen bezüglich Abgasemissionen konfrontiert. Im Einzelnen fordern künftige Auflagen weniger Emissionen von Stickstoffoxiden (NOx), Partikelmaterial (PM) und unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC). Es ist bekannt, dass eine effektive Methode zum Steuern von NOx ein Senken der Spitzentemperaturen in dem Brennraum sowie das Senken des verfügbaren Sauerstoffs durch Abgasrückführung (AGR) ist. Diese beiden Hilfsmittel pflegen jedoch PM- und HC-Emissionen ansteigen zu lassen. Stickstoffbindung erfolgt über 2000°K bei einer sehr hohen Rate. Kohlenwasserstoffbildung neigt dagegen dazu, unter 1500°K stark anzusteigen. Wenn demgemäß die Spitzentemperatur des Brennraums gesenkt wird, kann NOx reduziert werden, aber auf Kosten der Erzeugung von mehr Kohlenwasserstoff.
Späte Zündsteuerzeiten, die manchmal als Zündsteuerzeitverzögerung bezeichnet werden, können zum Reduzieren von NOx-Bildung verwendet werden. Dies hat die Wirkung, dass ein Sinken der Zylindertemperatur unter 1500°K veranlasst wird, was zu mehr Kohlenwasserstoff und vermehrten Kraftstoffverbrauch führt.
Es wäre möglich, gleichzeitig vorteilhafte Ergebnisse bezüglich der Emissionen von NOx, PM und HC zu erzeugen, während der bremsspezifische Kraftstoffverbrauch nicht nachteilig beeinflusst würde, wenn die Spitzentemperaturen beschränkt, aber dennoch lange genug über 1500°K gehalten werden könnten, um den gesamten Kraftstoff zu verbrauchen.
Es wäre wünschenswert, einen auf Druck reagierenden Kolben zu haben, was Motorbetrieb in einem Ablauf zulässt, der gleichzeitig die Bildung von NOx, PM und HC reduziert, während er den Kraftstoffverbrauch nicht nachteilig beeinflusst.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Der vorliegende auf Druck reagierende Kolben ermöglicht vorteilhaften Motorbetrieb durch Verringern von Spitzentemperaturen und -drücken in dem Brennraum, während er Energiespeicherung in Form einer Verdichtung eines in einer Gaskammer in dem Arbeitskolben aufgenommenen Gases ermöglicht, um eine spätere Expansion des Gases zu gestatten und faktisch einen Betrieb wie bei hoher Verdichtung zu bewirken, doch ohne die damit einhergehende Bildung von NOx, PM und ohne den Nachteil von zusätzlichem HC, das sich aus Verbrennungstemperaturen ergibt, die zu niedrig sind.
Nach einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst ein auf Druck reagierender Kolben für einen Verbrennungsmotor einen im Allgemeinen zylindrischen Rumpf mit einem Bolzenauge und einem im Allgemeinen zylindrischen Ringteil, der über dem Rumpf angeordnet ist, wobei der Ringteil eine axial gerichtete mittlere Bohrung und eine Reihe von Kolbenringnuten aufweist, die eine Außenwand des Ringteils umschreiben. Ein Boden ist in der mittleren Bohrung verschiebbar eingebaut, wobei der Boden mit der mittleren Bohrung zusammenwirkt, um unter dem Boden eine Gaskammer zu bilden. Ein Volumen von Druckgas ist in der Gaskammer enthalten und wird in der Gaskammer durch eine elastische Gasdichtung gehalten, die zwischen den Boden und den Ringteil gesetzt ist.
Nach einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine in dem vorliegenden Kolben eingesetzte elastische Gasdichtung bevorzugt als Metallbalg oder als elastomeres Element ausgelegt. In jedem Fall ist die elastische Gasdichtung in einem ringförmigen Raum aufgenommen, der durch eine im Allgemeinen zylindrische Außenwand des Kolbenbodens und eine im Allgemeinen zylindrische Innenwand der mittleren Bohrung des Kolbens, wie in dem Ringteil des Kolbens ausgebildet, festgelegt ist.
Nach einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der Kolben mit einem einstückigen, im Allgemeinen zylindrischen Ringteil mit einer in einem obersten Teil der Bohrung angeordneten Halterungsstufe ausgelegt sein. Die Halterungsstufe hält den verschiebbaren Boden in dem Kolben während des Betriebs eines mit dem vorliegenden Kolben ausgestatteten Motors. Alternativ kann der Boden nach einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung mittels eines ringförmigen oberen Stegs, der an einer oberen Fläche des Ringteils des Kolbens angebracht ist, verschiebbar gehalten werden.
Nach einer noch anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der statische Druck des Druckgases, das in der Gaskammer des Kolbens eingesetzt ist, ausreichend gewählt werden, um ein Gleiten des Bodens bezüglich des Ringteils des Kolbens während Anlassen und Betrieb bei leichter Last eines mit dem Kolben ausgestatteten Motors in Druckrichtung zu verhindern.
Ein Vorteil des vorliegenden, auf Druck reagierenden Kolbens ist, dass die Vorteile sowohl von niedrigerem als auch höherem Verdichtungsverhältnis mit einem einzigen Kolben zur Verfügung stehen. Zum Beispiel können die Vorteile eines niedrigen Verdichtungsverhältnisses, beispielsweise niedrige NOx-Erzeugung, geringere Reibverluste, geringere Wärmeverluste und geringere mechanische Beanspruchung der Motorkomponenten zusammen mit dem höheren Wärmewirkungsgrad, der bei einem Kolben hoher Verdichtung verfügbar ist, erhalten werden, da eine Bewegung des Kolbenbodens als Reaktion auf Zylinderdruck effektiv zu einer Verringerung der maximalen Zylindertemperatur und des maximalen Zylinderdrucks führt, während dennoch an dem Druckgas im Kolben erbrachte Arbeit zurückgewonnen werden kann, wenn sich der Kolbenboden bezüglich des Ringteils des Kolbens während des Arbeitstakts des Motors bewegt.
Ein noch anderer Vorteil eines auf Druck reagierenden Kolbens nach der vorliegenden Erfindung ist, dass verglichen mit anderen Kolben veränderlichen Verdichtungsverhältnisses der vorliegende Kolben schnell arbeitet, aber in wiederholbarer Weise und mit mehr Robustheit als bekannte druckaktive Kolben, die Metallfedern oder Hydraulikbetriebssysteme verwenden.
Andere Vorteile sowie Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Leser dieser Beschreibung offenkundig.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Kolben nach der vorliegenden Erfindung, der in einem Motor eingebaut ist. Der bewegliche Kolbenboden befindet sich bei seiner Stellung höchster Verdichtung bzw. seiner am stärksten ausgefahrenen Stellung.
2A ist eine vergrößerte Ansicht des Kolbens von 1.
2B ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 2A.
3A ähnelt 2A, zeigt aber den Kolben von 2A mit dem beweglichen Kolbenboden in seiner voll eingefahrenen Stellung.
3B ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 3A.
4 ist eine andere Ausführungsform eines Kolbens, der eine elastomere Gasdichtung umfasst.
Eingehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Wie in 1 gezeigt ist der Kolben 10 in einem Zylinder 22 eingebaut, der in einem Zylinderblock 26 getragen ist. Der Kolben 10 ist an einer Pleuelstange 15 mittels eines Kolbenbolzens 16 angebracht. Die Pleuelstange 14 ist wiederum an einer Kurbelwelle 18 angebracht. Der Motor umfasst auch Tellerventile 17 und ein Kraftstoffeinspritzventil 19. Der Fachmann wird im Hinblick auf diese Offenbarung erkennen, dass ein erfindungsgemäßer Kolben mit verschiedenen Arten von Hubkolben-Verbrennungsmotoren, beispielsweise den gezeigten Diesel- oder Fremdzündungs- oder homogenen Kompressionszündungs(HCCl)-Motoren oder noch anderen Arten von Hubkolbenmotoren verwendet werden kann.
Der Kolben 10 umfasst einen Rumpf 30, der ein Bolzenauge 34 enthält. Der obere Teil des Kolbens umfasst einen Ringteil 38 mit einer Außenwand 40 und einer Reihe von Kolbenringnuten 42. In der Ausführungsform der 1–3B ist der Ringteil 38 von einem ringförmigen oberen Steg 74 überragt, der einen Innendruchmesser 78 aufweist und dessen Funktion nachstehend erläutert wird.
Der Kolben 10 umfasst auch eine axial gerichtete Bohrung 46, die in dem Ringteil 38 ausgebildet ist. Die axial gerichtete Bohrung 46 weist eine Innenwand 48 auf, auf der ein verschiebbarer Kolbenboden 50 angebracht ist.
Der verschiebbare Boden 50 weist zwei Außenwände 51 und 52 auf. Die Außenwand 51 befindet sich an dem unteren Teil des verschiebbaren Bodens 50 und steht mit der im Allgemeinen zylindrischen Innenwand 48 der axial gerichteten mittleren Bohrung 46 in Gleiteingriff. Der obere Teil der Außenwand 52 des Kolbenbodens 50 reitet verschiebbar auf der Innendurchmesserfläche 78 des ringförmigen oberen Stegs 74.
Der Boden 47 der axial gerichteten Bohrung 46 und die Unterseite des Kolbenbodens 50 bilden eine Gaskammer 60 mit einem vorgeladenen Gasvolumen 62, das darin enthalten ist. Der Gasdruck wird so gewählt, dass sich der Kolbenboden 50 als Reaktion auf Zylinderdrücke, die während mindestens Anlassen eines Motors auftreten, nicht in eine Kompressionsrichtung bewegt. Bevorzugter bleibt der Kolbenboden 50 bezüglich des Rests des Kolbens 50 nicht nur während des Anlassens, sondern auch während leichten Lastbetriebs eines Motors unbeweglich. Dies lässt den Kolben 10 als Kolben höheren Verdichtungsverhältnisses fungieren, was einen ausgezeichneten Wärmewirkungsgrad ergibt, während die Spitzenverbrennungstemperatur während Betriebsabläufen, bei denen Stickstoffbindung typischerweise nicht in untragbarem Maße auftritt, nicht gesenkt wird. Demgemäß wird der Kolbenboden 50 in 1–2B bei seiner Stellung höchsten Verdichtungsverhältnisses gezeigt, wogegen in 3A–3B der Kolbenboden 50 in seiner Stellung mit niedrigstem Verdichtungsverhältnis gezeigt wird.
Druckgas 62 ist in der Gaskammer 60 mittels einer elastischen Gasdichtung zurückgehalten, was in 1-3B bei 64 und in 4 bei 70 gezeigt wird. Wie in 1-3B gezeigt wird, kann eine elastische Gasdichtung als gefalteter Metallbalg 64 dargestellt werden. In 4 wird eine elastische Gasdichtung als ein elastomeres Element 70 gezeigt. Wichtig ist, dass die elastische Gasdichtung mit den sich relativ bewegenden Teilen des Kolbens 10 verbunden ist, so dass Gas 62 in der Gaskammer 60 gehalten wird. In seiner metallischen Auslegung 64 kann der Balg mit dem Boden 50 und entweder dem oberen Steg 74 oder einem einteiligen Ringteil und der Halterung 44 (4) durch Verfahren wie Löten, Schweißen und andere dem Fachmann bekannte und durch diese Offenbarung nahe gelegte Verfahren verbunden sein. Es versteht sich, dass ein anderer Vorteil des vorliegenden Kolbens in der Tatsache ruht, dass die über der elastischen Gasdichtung wirkenden Gasdrücke im Wesentlichen gleich sind, wenn sich der Kolbenboden 50 bezüglich des Rests des Kolbens 10 bewegt. Faktisch muss die Gasdichtung eine große Druckdifferenz nur tragen, wenn sie kollabiert (wenn der Kolben 50 voll ausgefahren ist). Zudem ist die Gasdichtung zwischen dem Kolben 50 und der Bohrung 46 gut gelagert.
In der in 1–3B gezeigten Ausführungsform ist der Kolbenboden 50 in einer axial gerichteten Bohrung 46 durch den ringförmigen oberen Steg 74 beschränkt, der mit dem Ringteil 38 entweder durch Schweißen, beispielsweise Elektronenstrahlschweißen, oder Schmelzschweißen, gezeigt bei 90, oder durch Schraubbefestigungen, Gewindeeingriff oder durch andere Arten von Verbindungen, die dem Fachmann bekannt und durch diese Offenbarung nahe gelegt werden, verbunden ist. Wenn der Boden 50 vollständig ausgefahren ist, ist der Balg 64 voll gestapelt und verhindert jede weitere Aufwärtsbewegung des Bodens 50 bezüglich des Rests des Kolbens 10.
In der Ausführungsform von 4 halten ein einzelner einteiliger Ringteil und eine Halterung 44 den Kolbenboden 50 in Gleiteingriff mit dem Kolben 10. In dieser Ausführungsform (4) werden der Kolbenboden 50 und entweder die elastomere Dichtung 70 oder eine elastische Gasdichtung 64 zunächst mit dem Boden 50 und dem Ringteil und der Halterung 44 verbunden, bevor der Ringteil und die Halterung 44 mit dem Rumpf verschweißt oder verbunden werden, wie in 4 bei 92 gezeigt wird. Wie zuvor kann ein solches Verbinden abwechselnd mittels Gewindeabschnitten an dem Ringteil 44 und dem Rumpf 30 oder mittels anderer Arten von Verbindung verwirklicht werden, die dem Fachmann bekannt sind und durch diese Offenbarung nahe gelegt werden. Ein Stufenteil 83 der Bohrung 464 verhindert, dass der Boden 50 von dem Rest des Kolbens 10 stärker als in 4 gezeigt nach außen ausfährt.
Zusätzlich zu Gas 62, das in der Gaskammer 60 enthalten ist, kann die Gaskammer auch ein Kühl- oder Wärmeübertragungsmedium 63 (2A und 4) umfassen, beispielsweise wässrig-basiertes Fluid, das Ethylenglykol enthält, oder Kühlmittel organischer Säuretechnologie oder eine andere Art von Frostschutzmittel und Wärmeübertragungsmedium, wobei das Wärmeübertragungsmedium als Flüssigkeit bei Raumtemperatur gespeichert wird, aber zum Auf- und Abbewegen in der Gaskammer 60 als Reaktion auf die Bewegung des Kolbens 10 zur Verfügung steht. Bevorzugt wird das Kühlmedium 63 so gewählt, dass es während des Betriebs eines mit dem Kolben 10 ausgestatteten Motors die Phase ändert. Wie dem Fachmann bekannt ist, kann eine Phasenänderung eingesetzt werden, um Wärme sehr effizient zu übertragen, wobei das Kühlmedium auf dem Boden 47 des Ringteils 38 kondensiert. Das Vorhandensein der Gaskammer 60 würde erwartungsgemäß die Temperatur oben auf dem Boden 50 anheben, wäre da nicht die Tatsache, dass die Bewegung des Kolbens 50 zum Erreichen eines niedrigeren nutzbaren Verdichtungsverhältnisses während maximalen Lastbetriebs des Motors bedeutet, dass höhere Temperaturverläufe vermieden werden; die Verwendung eines Wärmeübertragungsmediums in der Gaskammer 60 ist eine weitere Hilfe zum Vermeiden übermäßiger Spitzentemperaturen der Kammer.
Die Gaskammer bietet einen anderen Vorteil, da die Größe der Gaskammer angepasst werden kann, um die Gasfederrate zu ändern, die auf den Kolbenboden 50 wirkt. Zudem würde die Wahl eines Kühlmediums 63 aus einer Klasse von Materialien, die bei niedrigeren Temperaturen fest sind, die aber schließlich flüssig werden und letztendlich bei höheren Temperaturen verdampfen, einen stabileren Betrieb eines Motors fördern, indem die Gasfederrate des Kolbens 10 angehoben wird.
Die vorstehende Erfindung wurde gemäß den relevanten Rechtsnormen beschrieben, somit ist die Beschreibung beispielhaft, nicht von einschränkender Natur. Veränderungen und Abwandlungen der offenbarten Ausführungsform können für den Fachmann offenkundig sein und fallen in den Schutzumfang der Erfindung. Demgemäß kann der Umfang des dieser Erfindung gewährten Rechtsschutzes nur durch Prüfen der folgenden Ansprüche ermittelt werden.

Claims

Auf Druck reagierender Kolben für einen Verbrennungsmotor, der umfasst: einen im Allgemeinen zylindrischen Rumpf mit einem Kolbenauge; einen im Allgemeinen zylindrischen Ringteil, der sich über dem Rumpf befindet, wobei der Ringteil eine axial gerichtete mittlere Bohrung und mehrere Kolbenringnute aufweist, die eine Außenwand des Ringteils umschreiben; einen in der mittleren Bohrung verschiebbar eingebauten Boden, wobei der Boden mit der mittleren Bohrung zusammenwirkt, um eine sich unter dem Boden erstreckende Gaskammer zu bilden; ein Druckgasvolumen, das in der Gaskammer enthalten ist; und eine elastische Gasdichtung, die zwischen dem Boden und dem Ringteil gesetzt ist.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Gasdichtung einen Metallbalg umfasst.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Gasdichtung ein elastomeres Element umfasst.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Gasdichtung in einem ringförmigen Raum aufgenommen ist, der durch eine im Allgemeinen zylindrische Außenwand des Bodens und eine im Allgemeinen zylindrische Innenwand der mittleren Bohrung ausgebildet ist.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Raum weiterhin durch einen im Allgemeinen ringförmigen oberen Steg ausgebildet ist, der auf einer oberen Fläche des Ringteils aufgebracht ist.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der im Allgemeinen ringförmige obere Steg einen Innendurchmesser im Gleiteingriff mit dem Boden aufweist.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 1, der weiterhin ein in der Gaskammer enthaltenes Kühlmedium umfasst.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium so gewählt wird, dass es während des Betriebs eines mit dem Kolben ausgestatteten Motors die Phase ändert.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf und der Ringteil einteilig sind.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Bohrung in dem Ringteil mit einer Stufe an dem oberen Teil des Kolben ausgebildet ist, um eine einteilige Halterung für den Boden vorzusehen.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einführen des Bodens in die mittlere Bohrung der Ringteil an dem Rumpf angebracht ist.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Gasdichtung einen Metallbalg umfasst, der in einem ringförmigen Raum eingeschlossen ist, der durch eine im Allgemeinen zylindrische Außenwand des Bodens sowie eine im Allgemeinen zylindrische Innenwand der mittleren Bohrung und durch die oben auf dem Kolben ausgelegte Stufe ausgebildet ist, wobei der Balg so an dem ringförmigen Raum angebracht ist, dass der Balg durch mindestens eines von der im Allgemeinen zylindrischen Außenwand des Bodens und der im Allgemeinen zylindrischen Innenwand der mittleren Bohrung gelagert ist.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgas in der Gaskammer bei einem ausreichenden Druck zum Verhindern des Gleitens des Bodens in eine Kompressionsrichtung bezüglich des Ringteils während des Anlassens eines mit dem Kolben ausgestatteten Motors eingebaut ist.
Auf Druck reagierender Kolben für einen Verbrennungsmotor, der umfasst: einen im Allgemeinen zylindrischen Rumpf mit einem Kolbenauge; einen im Allgemeinen zylindrischen Ringteil, der sich über dem Rumpf befindet, wobei der Ringteil eine sich nach oben öffnende, axial gerichtete mittlere Bohrung und mehrere Kolbenringnute aufweist, die eine Außenwand des Ringteils umschreiben; einen in der mittleren Bohrung verschiebbar eingebauten Boden, wobei der Boden mit der mittleren Bohrung zusammenwirkt, um eine sich zwischen einer unteren Fläche des Bodens und einer nach oben gewandten Fläche der mittleren Bohrung erstreckende Gaskammer zu bilden; einen im Allgemeinen ringförmigen oberen Steg, der auf einer oberen Fläche des Ringteils aufgebracht ist, um den Boden in der mittleren Bohrung einzuschließen; ein Druckgasvolumen, das in der Gaskammer enthalten ist, wobei das Gas einen ausreichenden statischen Druck aufweist, um den Boden unbeweglich zu halten, wenn der Boden den Zylinderdrücken unterworfen wird, die für Anlassen und Betrieb bei niedrigerer Last charakteristisch sind, während es dem Boden gestattet wird, das Gas in der Gaskammer während Betrieb bei höherer Last zu verdichten; und eine elastische Gasdichtung, die zwischen dem Boden und dem Ringteil gesetzt ist.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 14, wobei der Ringteil mit dem Rumpf einteilig ist.
Auf Druck reagierender Kolben für einen Verbrennungsmotor, der umfasst: einen im Allgemeinen zylindrischen Rumpf mit einem Kolbenauge; einen im einen im Allgemeinen zylindrischen Ringteil, der sich über dem Rumpf befindet, wobei der Ringteil eine axial gerichtete mittlere Bohrung und mehrere Kolbenringnute aufweist, die eine Außenwand des Ringteils umschreiben, und wobei der Ringteil eine Halterungsstufe aufweist, die sich an dem obersten Teil der Bohrung befindet; einen in der mittleren Bohrung verschiebbar eingebauten Boden, wobei der Boden mit der mittleren Bohrung zusammenwirkt, um eine Gaskammer zu bilden, und wobei der Boden in der Bohrung durch die Halterungsstufe eingeschlossen ist; ein Druckgasvolumen, das in der Gaskammer enthalten ist, wobei das Gas einen ausreichenden statischen Druck aufweist, um den Boden unbeweglich zu halten, wenn der Boden den Zylinderdrücken unterworfen wird, die für Anlassen und Betrieb bei niedrigerer Last charakteristisch sind, während es dem Boden gestattet wird, das Gas in der Gaskammer während Betrieb bei höherer Last zu verdichten; und eine elastische Gasdichtung, die zwischen dem Boden und dem Ringteil gesetzt ist.
Auf Druck reagierender Kolben nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem verschiebbaren Einführen des Bodens in die mittlere Bohrung der Ringteil mit dem Rumpf verbunden ist.
Hubkolben-Verbrennungsmotor, der umfasst: einen Kurbelwelle; eine an der Kurbelwelle angebrachte Pleuelstange; einen Zylinderblock; und einen auf Druck reagierenden Kolben, der an der Pleuelstange angebracht ist und in dem Zylinderblock hin und her bewegbar eingebaut ist, wobei der Kolben umfasst: einen im Allgemeinen zylindrischen Rumpf mit einem Kolbenauge; einen im einen im Allgemeinen zylindrischen Ringteil, der sich über dem Rumpf befindet, wobei der Ringteil eine axial gerichtete mittlere Bohrung und mehrere Kolbenringnute aufweist, die eine Außenwand des Ringteils umschreiben; einen in der mittleren Bohrung verschiebbar eingebauten Boden, wobei der Boden mit der mittleren Bohrung zusammenwirkt, um eine Gaskammer zu bilden; ein Druckgasvolumen, das in der Gaskammer enthalten ist; und eine elastische Gasdichtung, die zwischen dem Boden und dem Ringteil gesetzt ist.