DE2256198C2 - Freikolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Freikolben-Brennkraftmaschine mit Selbstzündung zum Antrieb einer hydraulischen Kraftmaschine, wobei die Kolbeneinrichtung der Brennkraftmaschine mit einer Hydraulik-Pumpenkolbeneinrichtung, bestehend aus zwei Pumpenkolben, gekoppelt ist und wobei in jeder der vorgesehenen Pumpenkammern ein als Einwegeventii ausgebildetes Einlaßventil und ein ebenfalls als Einwegeventii ausgebildetes Auslaßventil, das mit der hydraulischen Kraftmaschine in Verbindung steht vorgesehen sind, mit jeweils einem jeder Pumpenkammer zugeordneten hydraulischen, mit einem Gaspolster versehenen Druckspeicher, der ein zwischen zwei Anschlägen verschiebbares Verdrängungselement aufweist und Energie zur Ausführung des Verdichtungstaktes der Brennkraftmaschine bereitstellt, von denen der den entspannten Zustand des Druckspeichers definierende Anschlag mechanisch und ortsfest ist, wobei das Druckniveau des entspannten Druckspeicher oberhalb des Öffnungsdrucks für das

Einlaßventil liegt

Bei einer bekannten Freikolben-Brennkraftmaschine der genannten Art (DE-AS 14 80100) besteht die Kolbeneinrichtung aus einem einzelnen doppelt wirkenden Freiflugkolben, der abwechselnd gegenläufig angetrieben wird, An die zu beiden Seiten des Kolbens liegenden Pumpenräume schließen sich Dämpfungskammern in Form von Hydrospeichem an sowie zusätzlich je eine Abzweigkammer. Die Hauptaufgabe der Abzweigkam mern besteht darin, ein variables Speicherreservoir für eine Teilmenge der Hydraulikflüssigkeit bereitzustellen, um ein variables Obersetzungsverhältnis von der Hydraulikpumpe zum hydraulischen Antriebsmotor des Fahrzeugs sicherzustellen.

Bei diesen bekannten Freikolben-Brennkraftmaschinen sind die Betriebsbedingungen des Motors stark lastabhängig, so daß sie nur schwer zu steuern sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Freikolben-Brennkraftmaschine so zu modifizie- ren, daß unabhängig vom Lastzustand der Maschine, das heißt von Hub und Frequenz der Kolbeneinrichtung, die zur Selbstzündung erforderliche Kompressionsenergie mit Hilfe der Druckspeichereinrichtung stets definiert bereitgestellt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß die Brennkraftmaschine eine Gegenkolbenmaschine mit zwischen ihren Kolben angeordnetem Brennraum ist, daß der den gespannten Zustand des Druckspeichers definierende Anschlag ebenfalls mechanisch und ortsfest ist, so daß bei gespanntem Druckspeicher dessen Druckniveau unterhalb des Öffnungsdruckes des Auslaßventils liegt, und daß das als Kolben ausgebildete Verdrängungselement bei jedem Arbeitszyklus zur Anlage an die Anschläge gelangt

Bei der erfindungsgemäßen Maschine werden die beiden Kolben nach jedem Zyklus in eine zur Selbstzündung definierte Position zurückgeführt so daß unabhängig vom Lastzustand der Maschine stets ein exakter Zünddruck erzielbar ist Das Zurückführen der Kolben erfolgt durch das definierte Verdrängungsvolumen der Druckspeicher, das für jeden Zyklus ausreichend zur Verfügung steht

Bei de? aus der DE-AS 14 80 100 bekannten Brennkraftmaschine wird zwar unter bestimmten Betriebsbe- dingungen aufgespeicherte Energie aus der Abzweigkammer wieder an den Kolben abgegeben. Die technische Lehre der Erfindung wird aber durch die bekannte Abzweigkammer nicht nahegelegt, zumal das der Erfindung zugrunde liegende Problem bei der bekannten

so Einkolbenmaschine überhaupt nicht auftritt

Gegenkolbenmaschinen sind zwar an sich bekannt (CH-PS 4 74 665 und DE-PS 12 60 860). Jedoch wird bei diesen Maschinen die Kolbenrückführung sowie die sonstige Steuerung auf eine völlig andere Weise be werkstelligt

Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, die Ladewerte der Druckspeicher in Anpassung an bestimmte Betriebsbedingungen zu verändern. Zu diesem Zweck kann jeder der zylindrisch ausgebildeten Druckspeicher konstanter Verdrängung eine innere Mantelfläche mit einer Abstufung, die den entspannten Zustand des Druckspeichers definiert, sowie eine koaxiale zylindrische Hülse aufweisen, deren freies Ende den gespannten Zustand des Druckspeichers definiert, wobei zweckmä- Big ein weiterer, in der Hülse verschieblich geführter Kolben vorgesehen ist, der einen Raum für ein hydraulisches Steuermedium begrenzt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise vcr-

anschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Antriebsaggregat mit einer Freikolben-Brennkraftmaschine sowie angeschlossenen Pumpeinheiten, und zwar als Längsschnitt entlang der Linie I-I aus F i g. 2,

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Antriebsaggregat gemäß Fig. 1 und

FIg.3 einen Schnitt entlang der Linie M-III aus

Das Alitriebsaggregat besteht aus einer Brennkraftmaschine mit zwei gegenüberliegenden Freikolben, zwei Pumpeinheiten, deren Kolben mit den Motorkolben zusammenwirken, zwei Druckspeichern konstanter Verdrängung, in die unter Druck gesetztes Hydraulikmedium entsprechend den Arbeitshüben der Motorkolben gepumpt wird, Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen, die von den Kolben geöffnet bzw. geschlossen werden, um Verbrennungsluft in den Motor einströmen und verbrannte Gase aus dem Motor ausströmen zu lassen, und durch Ventile gesteuerte Kraftstoffeinspritzmittel, die entsprechend den Taktbewegungen der Kolben betätigt werden, um das Einspritzen von Kraftstoff in den Motor zu regeln. Der Leistungsausgang aus dem Motor ist ein Strom von unter Druck gesetztem Hydraulikmedium, das von zwei Dämpfungsspeichern kommt und dazu benutzt wird, Hydraulikmotoren anzutreiben.

Das Herz des Antriebsaggregats ist eine Freikolben-Brennkraftmaschine mit Selbstzündung mit einem wassergekühlten Zylinder 101 mit einem Ring von Lufteinlaßöffnungen 102 und einem Ring von Auslaßöffoungen 103 sowie zwei gegenläufig angeordneten Freikoiben 104L und 104Ä von gleicher Masse. Die Kolben 104L und WAR können frei innerhalb des Zylinders 101 eine Hubbewegung ausführen, und die Gesamtkonstruktion umfaßt Mittel die sicherstellen, daß die Kolben immer gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen wandern und ferner symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten einer Mittellage angeordnet sind.

Im mittleren Bereich des Zylinders 101 ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 200 vorgesehen, deren Düse 201 sich in einer solchen Stellung befindet, daß Kraftstoff in den Raum zwischen die gegenüberliegenden Kolben zu vorgegebenen Zeitpunkten eingespritzt wird.

jedes Ende des Zylinders 101 ist an eine Hydraulikmotor-Pumpvorrichtung 105 bzw. 106 angeschlossen. Diese Vorrichtung umfaßt eine Pumpeinheit 107, einen Druckspeicher 108 konstanter Verdrängung und einen Dämpfungsspeicher 109. Diese Elemente sind in einem Kopf 110 untergebracht, der an dem Zylinderende durch Schrauben 111 angebracht ist Die Vorrichtungsanordnungen sind an beiden Enden des Zylinders 101 identisch, so daß nur eine davon beschrieben zu werden braucht.

Die Pumpeinheit 107 bildet einen inneren ölgefüllten Raum bzw. eine Pumpkammer 112, in der ein zylindrischer Pumpkolben 113 sitzt welcher weitestgehend leckfrei mit Gleitsitz im Kopf 110 gefühlt ist, wobei der Pumpkolben 113 immer gegen den Motorkolben 104L gedrückt wird.

Der Pumpkolben 113 hat die Form eines Hohlkolbens, der einen inneren ölraum bildet und einen schweren Stößel 115 enthält, der zurück zu einer Halteschraube 118 frei bewegbar ist und der nach vorn wandern kann, um eine Ölflußdrosselstelle 116 am inneren Ende des Kolbens zu bedecken. In dieser Weise wandert der Stößel unter dem Antrieb seiner eigenen Trägheit, um gegen die ölflußdrosselstelle lie am inneren Ende zu drücken, wenn der Kolben 104L während des ersten Teils seines Hubs nach außen beschieunigt und während des letzten Teils eines Rückverdichtungshubs verzögert wird. Der Kolben wird gegen die Halteschraube 118 während des letzten Teils seines Ausdehnungshubs und während des erstens Teils seines Rekompressionshubs gedruckt Die Drosselstelle 116 ermöglicht ein Fließen einer festgelegten Menge öl in eine Bohrung, die durch ίο die gestrichelte Linie 164 dargestellt ist Von dort gelangt das Öl durch eine Anzahl von Bohrungen 165 in eine Nut 166, um in den Kolben 104L zu fließen, damit die Zylinderwand geschmiert wird, wo der Kolben gleitet Eine Feder 118A drückt den schweren Stößel 115 nach innen, um die Drosselstelle 116 zu schließen, wenn der Motor sieht, so daß kein öl durch die Drosselstelle während dieser Zeit entweichen kann.

Der Druckspeicher 108 konstanter Verdrängung besteht aus einem gewölbten Gehäuse mit einer abgestuften zylindrischen inneren Fläche 120. Das gewölbte Ge häuse nimmt eine nach unten vorstehende zylindrische Hülse 12t auf, in der ein Kolben 122 axial nach oben und unten frei beweglich ist Der untere Abschnitt der abgestuften zylindrischen Fläche bildet einen Zylinder, der mit der Pumpkammer 112 in Verbindung steht und in dem ein leckfreier Kolben 123 sitzt, der frei axial nach oben und unten bewegbar ist Die Kolben 122 und 123 bilden innerhalb des Druckspeichers 108 einen Raum 124 veränderlichen Volumens, der Stickstoff oder ein anderes Gas unter Druck enthält Ein zweiter ölgef üllter Raum 125 sitzt über dem Kolben 122, dem öl zugeleitet oder aus dem Öl abgeleitet werden kann, und zwar über eine öffnung 126 im Deckel 127 des Gehäuses. Der Kolben 123 ist mit einem Flansch 128 versehen, der sich gegen einen Absatz 129 der abgesetzten zylindrischen Fläche legen kann und der zum Anstoßen an dem unteren Ende der Hülse 121 ausgebildet ist, um die Bewegungen des Kolbens 123 nach unten und nach oben zu begrenzen. Der Kolben 123 ist also nur zur Bewegung zwischen unteren und oberen Grenzlagen eingefaßt, die den kleinsten und größten Ladewert des Druckspeichers bestimmen.

Der Kolben 123 weist einen Sumpf 130 auf, in dem alles Öl angesammelt werden kann, das in den Raum 124 eindringt Aus diesem Sumpf kann es über einen Kanal 131 abgeleitet werden. Dieser Kanal dient auch zum Wiederauffüllen des Gasraumes 124 und zum Einstellen des Drucks darin; ein geeignetes Ventil sitzt normalerweise innerhalb des Kanals 131.

so Es ist erforderlich, einen schnellen ölfluß in die Pumpkammer 112 sicherzustellen, nachdem der Kammerdruck gefallen ist, und zwar als Folge davon, daß der Flansch 128 des Kolbens 123 zur Anlage an den Absatz 129 gelangt, während der Pumpkolben 113 immer noch seinen Einwärtshub ausführt Zu diesem Zweck ist eine Öleinlaßleitung 132 vorgesehen, um den Ölstrom durch ein federbelastetes Plattenventil 133 zu regeln. In dieser Vorrichtung wird einmal die Masse des beweglichen Elementes des Ventils 133 möglichst niedrig gehalten, zum anderen hält die Membran 132D, die von einem geeigneten Gas, wie Stickstoff, in einem Raum 132G abgestützt ist die ölmasse auf einem Minimum, die während jedes Taktes beschleunigt werden muß. Ferner i*t die Querschnittsfläche des Öls im rechten Winkel zur Strömungsrichtung desselben groß, um die ölströmungsgeschwindigkeit niedrig zu halten. Weiterhin wird das einströmende öl \n_x den Raum 132£ auf einen relativ hohen Druck angehoben, beispielsweise auf

10 atü. Wenn der Pumpkolben 113 bei der Auswärtsbewegung des Freikolbens 104L nach außen in die Pumpkammer 112 wandert, wird der erste Druckspeicher 108 zunächst auf seine volle Kapazität geladen, und dann wird öl über ein zweites automatisches federbelastetes Plattenventil 134 in den zweiten Druckspeicher 109 gedrückt

Wie insbesondere aus F i g. 3 hervorgeht, ist der zweite Druckspeicher 109 mit der ölzuflußöffnung der Pumpkammer 112 verbunden, wobei diese öffnung durch das automatische Plattenventil 134 geöffnet und geschlossen wird. Der Druckspeicher 109 besteht aus einem gewölbten Gehäuse, in welchem eine zylindrische Hülse 135 sitzt in der ein Kolben 136 axial verschieblich geführt ist Der Kolben 136 bildet innerhalb der Hülse 135 einen ko^/n 137, der mit Stickstoff oder einem anderen geeigneten Gas unter Druck gefüllt ist Eine in der Zeichnung nicht dargestellte Belüftung zum Füllen des Raums 137 führt in den Toleranzraum, der zwischen der zylindrischen Hülse 135 und dem Gehäuse vorhanden ist Wenn sich der Pumpkolben 113 nach außen bewegt, lädt er zunächst den Druckspeicher 108 konstanter Verdrängung dadurch auf, daß der Kolben 123 nach oben gedrückt wird, bis er zur Anlage am unteren Ende der Hülse 121 gelangt Dann fließt öi aus der Kammer 112 über das als Einwegeventil ausgebildete Plattenventil 134 in einen ölraum 139 des zweiten Druckspeichers 109, der mit einer Auslaßöffnung 140 versehen ist aus der das unter Druck gesetzte öl dem Hydrauliklastkreis zugeführt wird.

Ein dünnes federbelastetes Lufteinlaßventil 141 steht mit dem Luftkompressionskreis 117 hinter jedem der Motorkolben 104L und 104/7 in Verbindung, und dieses Ventil sitzt in einem Einlaß 142. Ein dünnes federbelastetes Luftauslaßventil 143 sitzt in einem Auslaß 144. Durch diese Ventile kann Luft in die Kompressionsräume 117 während der Kompressionshübe der Kolben einströmen, und sie ermöglichen ein Entweichen von Luft aus den Kompressionsräumen während der Ausdehnungshübe der Kolben. Die Einlasse 142 können durch eine geeignete flexible Metalleitung mit einem Lufteinlaßfilter verbunden sein, wobei atmosphärische Luft gefiltert und durch die Ventile herangeführt wird. In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Einlasse 142 jedoch durch einen Kanal 145 mit dem Auslaß eines Luftverdichters 146 verbunden. Der Kanal 145 kann ferner einen Luftkühler enthalten. Die aus den Auslässen 144 kommende Druckluft wird gegebenenfalls nach erfolgter Kühlung über Kanäle 147, die in F i g. 1 weggebrochen dargestellt sind, zu einem Einlaß 148 gefördert der über eine Lufteinlaßsammelleitung 149 mit den Einlaßöffnungen !02 des Motorzylinders in Verbindung steht Die Einlaßöffnungen 102 und die Enden der Lufteinlaßsammelleitung 149 sind so ausgebildet daß eine Wirbelbewegung der einströmenden Luft herbeigeführt wird.

In der Wand des Motorzylinders 101 sind zusätzliche öffnungen 150 vorgesehen. Diese öffnungen, von denen eine durch einen Deckel 151 verschlossen ist können dazu verwendet werden, Druckluft zuzuführen, damit die Kolben gegebenenfalls auseinanderbewegt werden können, wenn der Motor nicht arbeitet, oder um ein Manometer für Kontrollmessungen oder für sonstige Experimente anzuschließen, oder um andere Mittel für die Kraftstoffeinspritzung oder für die Zugabe der Kraftstoffeinspritzung vorzusehen, oder um Luft einströmen zu lassen, wenn die Kolben in eine Ausgangslage eingestellt werden sollen.

Das Motorauspuffsystem besteht aus einem Gehäuse 152, das einen Speicherraum 153 bildet, der mit den Auslaßöffnungen 103 über eine Sammelleitung bzw. einen Kanal 154 im Motorzylinder in Verbindung steht Ein Gehäuse 155, das an das untere Ende des Gehäuses 152 angeschraubt ist bildet einen Innenraum 156, der mit dem Speicherraum 153 über öffnungen 157 in Verbindung steht Ein Ansaugrohr 158, das mit dem oberen Ende des Gehäuses 155 verbunden ist, steht nach oben

ίο fluchtend zu dem Kanal 154 vor, der vom Ende des Ansaugrohrs entfernt liegt Das Gehäuse 155 bildet ferner einen zylindrischen Abschnitt mit einem Steuerkolbenventil 160, das durch eine Feder 159 nach oben vorgespannt ist. Im Betrieb des Motors treten dann, wenn die Auslaßöffnungen 103 durch den Kolben 104/7 in Richtung auf das Ende eines Kompressionshubs freigelegt werden, die Verbrennungsgase in den Speicherraum 153 und prallen dort auf das Ansaugrohr 158. Wenn die kinetische Energie der Auspuffgase relativ gering ist bleibt das Steuerkolbenventil 160 in seiner oberen Position, und die Auspuffgase strömen über einen Kanal 161 zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Dämpfer. Wenn die kinetische Energie der Auspuffgase jedoch ausreichend hoch ist, wird das Steuerkolbenventil 160 in Richtung nach unten verlagert um die öffnungen 157 zu bedecken. In diesem Fall strömen die im Speicherraum 153 unter erhöhtem Druck stehenden Gase durch einen Kanal 162 zu einer Abgasturbine, die mit dem Luftkompressor 146 kombiniert ist Die verbrauchten Gase strömen schließlich über ein Rohr 163 und einen nicht dargestellten Dämpfer ab.

Jeder der Motorkolben ist mit einer peripher umlaufenden ringförmigen Nut 169 versehen, die mit angephasten Seiten versehen ist In jede Nut kann ein Stößel 170 eingedrückt werden, der ein entsprechend angephastes Ende aufweist um die Kolben gegen eine Bewegung zu verriegeln, wenn der Motor nicht läuft In F i g. 1 sind die Stößel 170 weder voll eingefahren noch voll ausgefahren gezeigt vielmehr sind sie zum besseren Verständnis in einer Zwischenlage gezeigt Jeder Stößel 170 wird im Normalfall, wenn der Motor läuft von der entsprechenden ringförmigen Nut 169 ferngehalten, und zwar durch eine U-Feder 171, die in einen genuteten Abschnitt 172 des Stößels eingreift Wenn erforderlich, werden die Stößel 170 in ihre Funktionsstellungen, in denen sie die Motorkolben halten, mit Hilfe kleiner Stellkolben 173 gedrückt Diese Stellkolben 173 sind in Zylindern 174 verschiebbar, und sie werden durch Beaufschlagung mit Hydraulikdruck betätigt der über ölkupplungen 175 zugeleitet wird, wenn sich die Kolben 104L und 104/7 in der Nähe der Enden ihrer Ausdehnungshübe befinden. Die Stößel 170 halten die Kolben 104L und 104/7 etwa in der in F i g. 1 gezeigten Lage gegen die Kräfte, die von den Kolben 113 ausgeübt werden, wobei die letzteren durch den Hydraulikdruck von den Druckspeichern 108 beaufschlagt werden. Die Vorwärtsgeschwtndigkeit jedes Stellkolbens 173 wird durch eine kleine öffnung in einem Plattenventii 167 bestimmt Die Teile sind so konstruiert, daß ein vergleichsweise freies Fließen in umgekehrter Richtung ermöglicht wird, wenn der Motor gestartet wird. Eine leichte Feder 168 hält die Ventilplatte normalerweise vorne. Der Ausgang des Motors ist ein Strom von unter Druck gesetzter Flüssigkeit Die Amplitude und die Frequenz, mit der die Motorkolben 104L und 104/7 eine Hubbewegung ausführen, sind veränderlich, und zwar je nach der Leistung, die entwickelt wird. Die Lagen, in denen die Motorkolben momentan am Ende des Körn

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pressionshubs anhalten, werden im .. isentlichen durch eingestellt sind, daß sie bei einem geringeren Druck als den Anfangsimpuls der Kolben bestimmt und den die Kolben 136 der Druckspeicher 109 veränderlicher Druck der ersten Zylinderluftladung. Die Lagen, in de- Verdrängung nachgeben. Wenn die Kolben 123 ihre nen die Kolben am Ende des Ausdehnungshubs anhal- Hübe abgeschlossen haben, die durch das Anschlagen ten, werden durch den Impuls bestimmt, den sie durch 5 dieser Kolben gegen die unteren Enden der Hülsen 121 die Energie der Verbrennung erlangt haben, sowie beendet werden, steigt dei Druck in den Pumpkammern durch den zyklischen Bereich der Öldrücke und der 112 weiter an, und die Einwegeplattenventile 134 öffnen Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikmediums. Um sich gegen den Druck in den ölräumen 139 der Druckein etwa konstantes Verdichtungsverhältnis im Motor- speicher 109 veränderlicher Verdrängung. Während eizylinder 101 beizubehalten, wird mehr Energie bei ho- io nes normalen Laufs des Aggregats befinden sich die hen Ansaugdrücken als bei niedrigen Ansaugdrücken Kolben 136 in einer höheren Lage als die, die in den benötigt jedoch steht immer das gleiche unveränderli- Zeichnungen dargestellt ist, und zwar je nach dem erforche ölvolumen, bestimmt durch den Hub jedes Kolbens derlichen Druck. Der mit jedem Pumphub erzeugte öl-123 der Druckspeicher konstanter Verdrängung mit der schwall wird, nachdem zunächst die Kolben 123 der Hubbewegung zwischen den Grenzen der Bewegung is Druckspeicher 108 konstanter Verdrängung versetzt für die Rückführhübe der Motorkolben zur Verfügung. worden sind, absorbiert, indem die Kolben 136 nach Deshalb muß der durchschnittliche Druck dieses Öls innen gegen den Druck des Gases in den Gasräumen nach Bedarf entsprechend dem Druck der Ansaugluft 137 gedrückt werden. Das Öl geht aber kontinuierlich geändert werden. Es läßt sich leicht zeigen, daß dann, mit einer mäßigeren Geschwindigkeit durch die Auslaßwenn der durchschnittliche Öldruck in jedem der 20 Öffnungen 140. Wenn der Impuls der Motorkolben 104L Druckspeicher 108 konstanter Verdrängung niedrig ist und 104/? verbraucht ist, bleiben die Kolben stehen, und (um einen niedrigen Ansaugluftdruck aufzunehmen), die die Plattenventile 134 schließen sich. Die Kolben 123 durchschnittlichen Kompressionsgeschwindigkeiten der werden mit dem Druck des darüber befindlichen Gases Kolben 104L und 104/? entsprechend niedrig sind und beaufschlagt, und sie üben immer noch einen erheblidie Zeit entsprechend lang ist, die benötigt wird, um die 25 chen Druck auf das öl in den Pumpkammern 112 aus. Kompressionshübe zu bewirken. Wenn der durch- Dieser Pumpkammerdruck beaufschlagt die Pumpkolschnittliche Öldruck in jedem der Druckspeicher 108 ben 113 und beschleunigt die Motorkolben 104L und konstanter Verdrängung umgekehrt hoch ist, sind die 104/? zurück zu einem weiteren Kompressionshub, wie Geschwindigkeiten der Kolben 104L und 104/? hoch, so bereits beschrieben worden ist Während der Zeit, in der daß die Zeit entsprechend kurz ist, die erforderlich ist 30 sich die Kolben 104L und 104/? während eines Ausdehum die Kompressionshübe auszuführen. Die gleichen nungshubs nach außen bewegen, nimmt der Druck in Faktoi en gelten für die Geschwindigkeiten der Motor- den Luftkompressionsräumen 117 zu. Wenn dieser kolben bei den Ausdehnungshüben, so daß die Zeit zum Druck größer wird als derjenige Druck, der über den Abschließen der Hübe eine umgekehrte Funktion der Luftventilen 143 liegt, öffnen sich diese, um die Luftlaentwickelten Energie ist Das Nettoergebnis ist, daß die 35 dung auszulassen.

Geschwindigkeit der Hubbewegung der Motorkolben Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 200 weist eine

bei niedrigen Leistungsausgängen niedrig ist, während Einrichtung zum Einspritzen bestimmter Mengen

sie bei hohen Leistungsausgängen hoch ist Kraftstoff in den Motorzylinder sowie Mittel zur Betäti-

Mit voll zurückgezogenen Anschlagstößeln 170 befin- gung der Einspritzeinrichtung entsprechend dem Luft-

den sich die Motorkolben 104L und 104/? und die Pump- 40 druck innerhalb des Motorzylinders auf, um damit si-

kolben ΪΪ3 zunächst in den in Fig. 1 gezeigten Lagen, cherzustellen, daß die jeweiligen Kraftstoffmengen in

wobei sich die Motorkolben in Richtung aufeinander den Zylinder zu den entsprechenden Zeiten in bezug auf

zubewegen. Die Motorkolben 1041 und 104/? und die den Verbrennungstakt des Motors eingespritzt werden.

Pumpkolben 113 zusammen haben einen ausreichenden Das beschriebene Antriebssystem kann sehr gut zum

Impuls, um ein Luftkompressionsverhältnis von bei- 45 Antrieb von Kraftfahrzeugen und Schiffen verwendet

spielsweise 20:1 oder mehr zu ergeben. Im Anschluß an werden. Selbstverständlich sind auch weitere Anwen-

diese Anfangsphase öffnen sich die öleinlaßplattenven- dungsfälle denkbar, beispielsweise für elektrische Gene-

tile 133. Die Lufteinlaßventile 141 sind bereits geöffnet ratoren, Hebezeuge, Extrusionspressen und derglei-

und die Luftauslaßventile 143 sind geschlossen, so daß chen.

die Luft in die Motorkompressionsräume im Motorzy- 50

linder eintritt die zwischen den Motorkolben und den Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Köpfen 110 liegen. Die Pumpkolben 113 wandern eben- ■

falls nach innen aus den Pumpkammern 112 heraus, und
zwar unter der Wirkung ihres Impulses und des unter

Druck gesetzten Mediums, das durch die öleinlaßventi- 55
Ie 133 fließt Etwa in derjenigen Lage, in der der Impuls
der Pumpenkolben zusammen mit dem Impuls der Motorkolben 104L und 105/? in der Kompression der Luftladung im Zylinder 101 verbraucht ist, wird Kraftstoff in

den Zylinder durch die Krafteinspritzvorrichtung 200 60
eingespritzt Die Gasladetemperatur und der relative
Druck steigen dann an, und die Motorkolben werden
voneinander wegbewegt, um ihre Arbeits- oder Ausdehnungshübe durchzuführen.

Die als Emwegeventile ausgebildeten Plattenventile 65
133 schließen sich dann, und die Pumpkolben 113 werden durch die Motorkolben 104 nach außen gedrückt,
um zunächst die Druckspeicher 108 zu laden, die so

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Freikolben-Brennkraftmaschine mit Selbstzündung zum Antrieb einer hydraulischen Kraftmaschine, wobei die Kolbeneinrichtung der Brennkraftmaschine mit einer Hydraulik-Pumpenkolbeneinrichtung, bestehend aus zwei Pumpenkolben, gekoppelt ist und wobei in jeder der vorgesehenen Pumpenkammern ein als Einwegeventii ausgebildetes Einlaßventil und ein ebenfalls als Einwegeventii ausgebildetes Auslaßventil, das mit der hydraulischen Kraftmaschine in Verbindung steht, vorgesehen sind, mit jeweils einem jeder Pumpenkammer zugeordneten hydraulischen, mit einem Gaspolster versehenen Druckspeicher, der ein zwischen zwei Anschlägen verschiebbares Verdrängungselement aufweist und Energie zur Ausführung des Verdichtungstaktes der Brennkraftmaschine bereitstellt, von denen der den entspannten Zustand des Druckspeichers definierende Anschlag mechanisch und ortsfest ist, wobei das Druckniveau des entspannten Druckspeichers oberhalb des Öffnungsdrucks für das Einlaßventil liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine Gegenkolbenmaschine mit zwischen ihren Kolben (104Z-, \04R) angeordnetem Brennraum ist, daß der den gespannten Zustand des Druckspeichers (108) definierende Anschlag ebenfalls mechanisch und ortsfest ist, so daß bei gespanntem Druckspeicher dessen Druckniveau unterhalb des Öffnungsdruckes des Auslaßventils liegt, und daß das als Kolben (123) ausgebildete Verdrängungselement bei jedem Arbeitszyklus zur Anlage an die Anschläge gelangt

2. Freikolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 mit zylindrisch ausgebildeten Druckspeichern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckspeicher (108) konstanter Verdrängung eine innere Mantelfläche mit einer Abstufung (129), die den entspannten Zustand des Druckspeichers definiert, eine koaxiale zylindrische Hülse (121), deren freies Ende den gespannten Zustand des Druckspeichers definiert, und einen weiteren, in der Hülse verschieblich geführten Kolben (122) aufweist, der einen Raum (125) für ein hydraulisches Steuermedium begrenzt