DE2816452A1

DE2816452A1 - Hybridantriebssystem

Info

Publication number: DE2816452A1
Application number: DE19782816452
Authority: DE
Inventors: Richard P Heintz
Original assignee: Pneumo Corp
Current assignee: Pneumo Corp
Priority date: 1978-04-15
Filing date: 1978-04-15
Publication date: 1979-10-25

Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein verbessertes Leistungserzeugungssystem und im einzelnen auf ein verbessertes Fahrzeugantriebssystem. Im einzelnen befaßt sich die Erfindung mit einem Antriebs System, welches eine Freikolben-Triebwerk-Pumpeinheit enthält.
Der Fachmann von Fahrzeugantriebssystemen wünscht diese höchst wirkungsvoll bzw. leistungsfähig und derart zu gestalten, daß nur geringe Verunreinigungspegel an die Atmosphäre abgegeben werden.
Jedoch zeichnen sich bekannte Systeme, die diese Erfordernisse zu erfüllen versuchen, durch extrem große Herstellungskosten, durch ein übermäßig großes Gewicht, durch eine kostspielige Wartung und/oder durch eine Unbequemlichkeit für den Benutzer aus.
Dementsprechend besteht die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines verbesserten Antriebssystems, insbesondere für ein Fahrzeug, welches kostengünstig ist, einen leistungsfähigen Betrieb aufweist und nur ein Minimum an Verunreinigungen bzw. Schadstoffen abgibt.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines Antriebssystems unter Verwendung nur eines einzigen hin- und herbewegten Hauptteils, das als ein Kolben für eine Innenverbrennungsmaschine und als ein Kolben für eine hydraulische Pumpe fungiert, wobei diese Kombination nachfolgend als eine Triebwerk-Pumpeinheit bezeichnet wird. .
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Triebwerks bzw. einer Maschine vom sogenannten Freikolbentyp mit Mitteln zum Zuführen des erforderlichen Kraftstoffs, um einen wirkungsvollen bzw. leistungsfähigen und doch selbständigen Betrieb der Maschine sicherzustellen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung von Steuerungsmitteln, die ein Starten und Wiederanlaufen der Triebwerk -Pumpeinheit in einer einfachen und wirkungsvollen Weise ermöglichen, bis die hin- und hergehende Bewegung der Maschine selbständig erfolgt.
Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, ein Antriebssystem wie zuvor zu schaffen, und zwar mit einem verbesserten Mittel zum Pumpen von hydraulischem Fluid im Zusammenhang mit einer Innenverbrennungsmaschine, wobei das hydraulische Fluid als ein Medium zum Antreiben eines Fahrzeugs fungiert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Steuerungssystems, im einzelnen eines Zyklusveränderung-Ventilaufbaues, im Zusammenhang mit der Triebwerk-Pumpeinheit, um ein leistungsfähiges und einfaches Anlaufen bzw. Hochlaufen der Einheit zu ermöglichen, indem der hydraulische Fluidstrom zu den Pumpkolben umgekehrt wird, um den Freikolbenaufbau bis zu einer entsprechenden Geschwindigkeit anzutreiben, bei der ein selbständiger Betrieb durch eine Kraftstoffverbrennung erreicht werden kann.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein der Triebwerk-Pumpeinheit zugeordnetes verbessertes Spülventilsystem zu schaffen, welches die zyklisch veränderlichen Hydraulikdrücke zum Betätigen der Spülventile benutzt und auch für eine passende Betätigung der Spülventile während des Anlaufens bzw. Hochlaufens der Triebwerk-Pumpeinheit sorgt.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird nur zur Vereinfachung der Bezugnahme und in keiner Weise beschränkend eine bestimmte Terminologie benutzt. Beispielsweise beziehen sich die Worte 'aufwärts', 'abwärts', 'rechts' und 'links' auf Richtungen in den Zeichnungen, auf die jeweils Bezug genommen wird. Die Worte 'einwärts' und 'auswärts' beziehen sich auf Richtungen entsprechend zum und vom geometrischen Zentrum des Systems sowie bezeichneter Teilen desselben. Diese Terminologie umfaßt die oben speziell erwähnten Worte sowie Ableitungen hiervon und Worte ähnlicher Bedeutung.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe beinhaltet die vorliegende Erfindung die Merkmale, wie sie sich aus den Patentansprüchen ergeben. Sie beinhaltet ein hybrides Antriebssystem unter Verwendung einer Innenverbrennungsmaschine zum Antreiben einer Pumpe, welche ein Arbeitsfluid, im einzelnen ein inkompressibles Fluid, wie eine hydraulische Flüssigkeit, unter Druck setzt. Das druckbeaufschlagte Fluid wird benutzt, um einen mit den Fahrzeugrädern verbundenen hydraulischen Motor anzutreiben. Die Erfindung beinhaltet insbesondere eine verbesserte Leistungseinheit in Form einer Freikolben-Triebwerk-Pumpeinheit mit einem Kolbenmittel, das entgegengesetzte Arbeitskolben aufweist, die miteinander fest verbunden sind. Mit den entgegengesetzten Arbeitskolben sind wiederum Pumpkolben fest verbunden. Hochdruck- und Niederdruckspeicher für das Arbeitsfluid sind über eine Leitung und ein Ventilsystem mit den Pumpkammern verbunden, so daß Fluid von dem Niederdruckspeicher zu den Pumpkammern geleitet, von der Triebwerk-Pumpeinheit unter Druck gesetzt und zu der den Hochdruckspeicher enthaltenden Hochdruckseite des Systems abgelassen wird. Der Triebwerk-Pumpeinheit ist ein Zyklussteuerungsventilaufbau zugeordnet, der während des Startens bzw. Hochlaufens der Triebwerk-Pumpeinheit aktiviert wird, wodurch der Strom von Druckfluid zu dem Pumpaufbau umgekehrt wird, so daß das Hochdruckfluid jeweils einer Pumpkammer zugeleitet wird, um die Kolbenmittel anzutreiben, bis eine selbständige hin- und hergehende Bewegung der Kolbenmittel erreicht werden kann. Die Triebwerk-Pumpeinheit hat auch ein Kraftstoffeinspritzsystem, das den Verbrennungskammern zugeordnet ist, welche an die entgegengesetzten Enden der Kolbenmittel angrenzend angeordnet sind. Die Kraftstoffeinspritzung wird durch das druckbeaufschlagte Arbeitsfluid oder durch die Bewegung des Arbeitskolbens gesteuert.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Ziele der Erfindung ergeben sich im Zusammenhang mit Systemen dieser allgemeinen Art aus der nachfolgenden Beschreibung zeichnerisch dargestellter Aus führungsbeispiele. Es zeigen: Figur 1 - in einer perspektivischen Ansicht ein Antriebssystem nach der vorliegenden Erfindung, Figur 2 - in einem vergrößerten schematischen Querschnitt eine Triebwerk-Pumpeinhe it, Figur 3 - die Triebwerk-Pumpeinheit in einer vergrößerten detaillierteren Schnittdarstellung, Figuren 4 und 4A - Schnitte längs der Linien IV-IV und IVA-IVA aus Figur 3, Figur 5 - in einer vergrößerten Schnittansicht einen Zyklusventilaufbau, wie er im Zusammenhang mit der in Figur 3 dargestellten Triebwerk-Pumpeinheit benutzt wird, Figur 5A- in einer vergrößerten Ansicht einen Teil aus Figur 5, Figur 6 - in schematischer Weise eine Steuerungsschaltung für das Antriebssystem und Figur 7 - in einer fragmentarischen Querschnittsansicht ein Spule ventilsystem zum Steuern des Gasstroms zu der Verbrennungskammer.
Figur 1 zeigt in schematischer Weise ein hybrides Antriebssystem lo nach der vorliegenden Erfindung. Dieses System ist insbesondere für eine Verwendung bei einem Fahrzeug bestimmt, wie bei einem Automobil. Das System 1o enthält eine Triebwerkseinheit 11, die mit einem hydraulischen Motor 12 variabler Verdrängung und herkömmlichen Aufbaues verbunden ist. Der Motor 12 wird von dem Fahrer über den Gashebel gesteuert und ist mit den Rädern 13 antriebsmäßig verbunden. Dem Motor 12 ist eine mit dem Fahrzeuggashebel verbundene geeignete Steuereinheit 14 zugeordnet, und eine weitere Steuereinheit 16 ist der Leistungs- bzw. Triebwerkseinheit Ii zugeordnet. Herkömmliche Niederdruck- und Hochdruckspeicher 17 und 18 sind dem System zugeordnet, um darin das Arbeitsfluid, das heißt die hydraulische Flüssigkeit, zu speichern, welche zwischen der Leistungseinheit 11 und dem Motor 12 zirkuliert».
Die vorliegende Erfindung befaßt sich insbesondere mit dem Aufbau und der Betriebsweise der Leistungs- bzw. Triebwerkseinheit ii einschließlich ihrer Steuerungen, und dieser Aufbau wird nachfolgend detailliert beschrieben. Diese in Figur 2 schematisch dargestellte Triebwerkseinheit bzw. Triebwerk-Pumpeinheit 11 enthält ein Gehäuse 21, in dem eine-Kolbeneinheit 22 hin- und herbewegbar gehalten ist. Die Kolbeneinheit 22 enthält ein Paar von entgegengesetzten Arbeitskolben 23 und 24, die in entsprechenden Bohrungen 26 und 27 verschiebbar angeordnet sind. In den Bohrungen zwischen dem Gehäuse 21 und den entgegengesetzten Stirnwandungen der Kolben 23 und 24 sind Verbrennungskammern 28 und 29 ausgebildet. Mit den Arbeitskolben 23 und 24 sind entsprechende Pumpkolben 31 und 32 fest verbunden. Diese Pumpkolben haben einen kleineren Durchmesser und ragen in gegenseitig entgegengesetzter ; Lagebeziehung von den Arbeitskolben einwärts. Alle Kolben sind koaxial ausgerichtet. Die Pumpkolben 31 und 32 sind in entsprechenden Bohrungen 33 und 34 verschiebbar gehalten, so daß an die inneren Enden der entsprechenden Pumpkolben 31 und 32 angrenzend Pumpkammern 36 und 37 gebildet werden. Die Pumpkolben 31 und 32 sind zusätzlich durch eine Zwischenstange 38 fest miteinander verbunden, wodurch beide Arbeitskolben 23 sowie 24 und beide Pumpkolben 31 sowie 32 fest miteinander verbunden sind, um sich als eine Einheit hin- und herzubewegen.
Die Pumpkammern 36 und 37 sind strömungsmäßig mit Kanälen 41 und 42 verbunden, denen Einweg-Rückschlagventile 43 zugeordnet sind.
Ein weiterer Kanal 44 verbindet die Kanäle 41 und 42 mit dem Niederdruckspeicher 17. Ferner befinden sich Kanäle 46-und 47 ebenfalls in Strömungsverbindung mit den Pumpkammern 36 und 37, um ein Ablassen von Fluid aus den Pumpkammern zu ermöglichen. Herkömmliche Einwag-Rückschlagventile 48 sind den Kanälen 46 und 47 zugeordnet, die ihrerseits über einen Zwischenkanal 49 mit dem Hochdruckspeicher 18 strömungsmäßig verbunden sind.
Die Arbeitskolben 23 und 24 sind gemäß einer in den Figuren 3 und.
4 dargestellten bevorzugten Ausführungsform napfförmig mit herabhängenden Randteilen 23A und 24A ausgebildet, die in entsprechen 1 dem Gleiteingriff mit den Wandungen der Bohrungen 26 und 27 angeordnet sind. Das Gehäuse 21 enthält ferner zylindrische Führungsglieder 51 und 52, die in bezug auf das Gehäuse festgelegt und in den Bohrungen angeordnet sind, so daß die Randteile 23A sowie 24A entsprechend die Führungsglieder 51 sowie 52 umgeben und auf diesen verschiebbar angeordnet sind. So werden in den entsprechenden Arbeitskolben 23 und 24 Zwischenkammern 53 und 54 zum Steuern des Luftstroms in die Verbrennungskammern gebildet.
Durch eine Einlaßmündung 56 wird Luft in einen in dem Führungsglied 51 gebildeten Kanal 57 geleitet. Von dort strömt die Luft durch ein Rückschlagventil 58 in die Zwischenkammer 53. Aus dieser strömt die Luft durch ein Rückschlagventil 61 in einen Kanal 62 und dann durch eine Mündung 63 in eine Kammer 64, die zwischen dem Gehäuse 21 und einer Ummantelung 66 gebildet ist. In ähnlicher Weise wird Luft durch eine Mündung 67 in einen Kanal 68 und dann durch ein Rückschlagventil 69 in die andere Zwischenkammer 54 geleitet, aus der die Luft durch ein Rückschlagventil 71 in einen Kanal 72 und dann durch eine Mündung 73 strömt, um in die Kammer 64 zu gelangen. Aus dieser strömt die Luft durch Einlaßmündungen 76 und 77, um zu den entsprechenden Verbrennungskammern 28 und 29 geleitet zu werden. Diesen sind entsprechende Auslaßmündungen 78 und 7 zugeordnet, um ein Ablassen bzw. Ausstoßen der Verbrennungsprodukte in Auspuffleitungen 81 zu ermöglichen.
Die oben erwähnten Einlaß- und Auslaßmündungen bzw. -öffnungen sind direkt in der die Verbrennungskammern umgebenden Seitenwand dung ausgebildet, so daß die öffnung= und Schließvorgänge der Auslaßmündungen somit durch die hin- und herbewegten ArbQitskolben gesteuert werden.
Wenn es erwünscht ist, können unter Abstand von den die Verbrennuiskammer1bildenden Wandungen auch Ummantelungen 82 angeordnet werden, die darin befindliche Kammern 83 begrenzen, welche mit der Kammer 64 in Strömungsverbindung stehen, so daß den Kammern 83 zum Unterstützen der Triebwerkskühlung Luft zugeführt werden kann. Die Kammer 64 kann, wenn es erwünscht ist, in obere und untere Abschnitte untrteilt sein, wobei der obere Abschnitt der unteren Verbrennungskammer und der untere Abschnitt der oberen Verbrennungskammer Luft zuführen. Den Verbrennungskammern 28 und 29 sind jeweils entsprechend eine herkömmliche Treib- bzw. Kraftstoffeinspritzdüse 84, 86 zum Einspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammern zugeordnet.
Stationärer Betrieb der Triebwerk-Pumpeinheit: Der der Einheit 11 zugeordnete Triebwerksaufbau verwendet eine Doppelzyklus-Betriebsweise, so daß während einer jeden hin- und hergehenden Hubbewegung der Kolbeneinheit 22 ein leistungserzeugender Explosionsvorgang in jeder Verbrennungskammer auftritt.
Der Verbrennungsvorgang eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in der Verbrennungskammer wird durch Kompression eingeleitet, wie es bei Dieseltriebwerken üblich ist, und zwar im Gegensatz zu einer Funkeninduzierung, wie es bei einem Viertakt -Triebwerk üblich ist.
Während des Aufwärtshubes der Kolbeneinheit 22 erfolgt eine Volumenerweiterung der oberen Luftkammer 63, so daß Luft durch die Mündung 56 in die Kammer 53 gesaugt wird. Demgegenüber erfolgt eine Volumenverminderung der unteren Kammer 54, so daß die vorher eingesaugte Luft in der Kammer komprimiert und durch das Rückschlagventil 71 in die Kammer 64 gedrückt wird. Während dieses Aufwärtshubes der Kolbeneinheit sind die Mündungen bzw. öffiiungen 76 und 78 anfänglich unbedeckt, so daß Frischluft aus der Kammer 64 durch die Einlaßmündung 76 in die Verbrennungskammer 28 zum Spülen derselben einströmt, wobei die Abgase aus der Mündung 78 abströmen. Bei einer fortgesetzten Aufwärtsbewegung der Kolbeneinheit 22 werden die Mündungen 76 und 78 verschlossen, so daß die Luft in der Verbrennungskammer 28 komprimiert wird. Eine weitere Aufwärtsbewegung der Kolbeneinheit führt zu einer öffnen der dem unteren Arbeitskolben 24 zugeordneten Mündungen 77 und 79, so daß Frischluft in die Verbrennungskammer 29 fließt und aus dieser die Abgase durch die Auslaßmündung 79 abströmen. Wenn sich die Kolbeneinheit 22 ihrer obersten Position nähert, was zu einer maximalen Kompression der Luft in der Verbrennungskammer 28 führt, wird durch die Kraftstoffeinspritzdüse 84 Kraftstoff in die Kammer 28 eingespritzt. Dieser Vorgang führt zum Auftreten eines Kompressionszündvorgangs, so daß der Kraftstoff in der Kammer 28 verbrennt. Hierdurch werden eine Expansion der darin befindlichen Gase und entsprechend ein nach unten gerichteter Antriebsvorgang der Kolbeneinheit- 22 begründet.
Während des durch die Verbrennung in der Kammer 28 veranlaßten Abwärtshubes der Kolbeneinheit erfolgt wiederum die obige Betriebsfolge mit dem Unterschied, daß die Betriebsweise bezüglich der Arbeitskolben 23 und 24 umgekehrt ist. Der Abwärtshub tritt auf, bis eine Kompressionszündung in der Kammer 29 stattfindet, wenn die Kolbeneinheit 22 ihre unterste Position erreicht, wodurch der Verbrennungsvorgang in der Kammer 29 die Kolbeneinheit 22 nach oben treibt.
Wenn die Kolbeneinheit aufgrund der Verbrennung in der Kammer 29 nach oben getrieben wird, erfolgen ein Komprimieren des hydraulischen Fluids in der Pumpkammer 37 durch den Kolben 32 und ein Leiten des Fluids über das Rückschlagventil 48 in den Hochdruckspeicher 18. Gleichzeitig strömt Fluid von dem Niederdruckspeicher 17 durch das Rückschlagventil 43 in die andere Pumpkammer 36.
Der umgekehrte Vorgang tritt während des durch die Verbrennung in der Kammer 28 begründeten Abwärtshubes der Kolbeneinheit 22 auf, da dann der Kolben 31 das hydraulische Fluid in der Kammer 36 unter Druck setzt und durch das Rückschlagventil 48 hinausdrückt, wodurch das Fluid dem Hochdruckspeicher 18 zugeleitet wird.Gleich zeitig strömt Fluid von dem Niederdruckspeicher 17 durch das Rück schlagventil 43 in die Pumpkammer 37.
Zyklusventilaufbau: Wenn die Triebwerk-Pumpeinheit 11 gestartet oder wieder gestartet werden soll, wird sie auf ihre Betriebsgeschwindigkeit hochgefahren (cycled up), wonach der normale Leistungserzeugungsvorgang übernommen wird, um den Zyklusvorgang der Triebwerk-Pumpeinheit aufrechtzuerhalten. Um diese jedoch auf ihre Betriebsgeschwindigkeit hochzufahren, wird der normale Puir- Vorgang der Einheit umgekehrt, so daß das hydraulische Fluid zum Einleiten der Hin- und Herbewegung der Kolbeneinheit 22 benutzt wird. Um für eine passende Steuerung bzw. Überwachung des hydraulischen Fluids zu sorgen, damit dieses die Kolbeneinheit 22 während des Anlaufens antreibt, ist ein Zyklusventilaufbau 101 (Figur 5, cycling valve assembly) zum Steuern des hydraulischen Fluidstroms vorgesehen.
Der Zyklusventilaufbau lol ist in einer in dem Gehäuse ausgebildeten Bohrung 1o2 angeordnet. Diese erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Richtung der Hubbewegung der Kolbeneinheit 22.
Ein langgestrecktes Wechselventil 103 (shuttle valve) ist in der Bohrung 1o2 verschiebbar gehalten, und ein langgestrecktes stangenartiges Knebel- bzw. Kippventil 104 (toggle valve) ist konzentrisch sowie verschiebbar in dem Wechselventil 103 gehalten. Das Gehäuse hat ein Paar von darin ausgebildeten Mündungen bzw. Öffnungen 106 und 1o7, die mit der Bohrung 102 strömungsmäßig verbunden sind und die eine Strömungsverbindung entsprechend mit den Pumpkammern 36 sowie 37 herstellen. Ferner sind mit der Bohrung 102 Mündungen bzw. Öffnungen 108 und 1o9 strömungsmäßig verbunden, die an den Niederdruckspeicher 17 angeschlossen sind. Eine weitere Mündung 111 ist zwischen den Mündungen 1o8 sowie 109 angeordnet und mit dem Hochdruckspeicher 18 verbunden. Das Wechselventil 103 hat eine Vielzahl von darauf ausgebildeten Ringstegen 112, 113, 114 und 116, die in gleitendem Dichtungseingriff mit der Wandung der Bohrung 1o2 angeordnet sind, um die Strömungsverbindung zwischen den oben erwähnten Mündungen bzw. Öffnungen zu steuern.
Das Wechselventil 103 hat eine durch seine Wandung geführte Durchgangsöffnung 117, die für eine Strömungsverbindung zwischen der Mündung 111 und einem langgestreckten Ringkanal 118 sorgt, der zwischen dem Wechselventil 103 und dem Knebel- bzw. Kippventil 104 ausgebildet ist. Der Ringkanal 118 befindet sich an seinem unteren Ende mit einer unteren Verschiebungs- bzw. Pendelkammer bzw. Kammer 119 (shuttle chamber) des Wechselventils in Strömungsverbindung, die zwischen den Ventilen 103 rund' 104 ausgebildet ist.
Das obere Ende des Ringkanals 118 befindet sich in ähnlicher Weise mit einer oberen Verschiebungs- bzw. Pendelkammer 121 in Strömungsverbindung, die auch zwischen den Ventilen 103 und 104 ausgebildet ist.
Die obere Verschiebungskammer 121 ist durch eine Hülse 122 (waster sleeve) verschlossen, welche an und zwischen den Ventilen 103 sowie 1o4 verschiebbar gehalten ist. Die Hülse 122 stößt gegen das untere Ende eines napfförmigen Zentrierungskolbens 123, der seinerseits in einer in bezug auf das Gehäuse 21 festgelegten napfförmigen Endkappe 124 verschiebbar angeordnet ist.
Ein langgestreckter Knebelbolzen 126 (toggle pin) ist verschiebbar an dem oberen Zentrierungskolbeh 123 angeordnet. Der Bolzen ragt verschiebbar durch die Endkappe 124, und sein oberes Ende ist so angeordnet, daß es von dem oberen Arbeitskolben 23 berührt wird, wenn sich dieser an seine unterste Position angrenzend befindet. Eine herkömmliche Druckfeder 127 befindet sich zwischen den gegenüberliegenden Enden des Knebelventils 104 und des Knebelbolzens 126.
An das obere Ende des Wechselventils 103 angrenzend befindet sich eine zusätzliche Verschiebungsendkammer 128, die sich um die Hülse| se 122 erstreckt. Diese obere Verschiebungsendkammer 128 steht in ständiger Strömungsverbindung mit der Mündung 1o8.
Das untere Enden des Wechselventils 103 ist in verschiebbarer Weise von einem Hülsenteil 131 umgeben, das einem unteren Zentrierungskolben 132 zugeordnet ist. Der Kolben ist seinerseits in verschiebbarer Weise in einer unteren napfförmigen Endkappe 133 gehalten, welche in bezug auf das Gehäuse 21 festgelegt ist. Der untere Zentrierungskolben 132 hat ebenfalls einen daran verschiebbar angebrachten langgestreckten Knebelbolzen 136 (toggle pin), der sich verschiebbar durch die Endkappe 133 erstreckt und der von dem unteren Arbeitskolben 24 berührt werden kann, wenn sich dieser an seine oberste Position angrenzend befindet. Eine Druckfeder 137 arbeitet zwischen den gegenüberliegenden Enden des Knebelbolzens 136 und des Knebelventils 104.
Das Knebelventil 104 hat einen an seinem unteren Ende ausgebildeten erweiterten zylindrischen Abschnitt 141 mit einem Durchgang 142, der sich'axial hindurch erstreckt und der mit einer Steuerkammer 143 am unteren Ende des Wechselventils 103 strömungsmäßig verbunden ist. Eine erste Durchgangsöffnung 146 ist durch die Seitenwand des zylindrischen Abschnitts 141 geführt, um für eine wahlweise Strömungsverbindung zwischen der unteren Verschiebungskammer 119 und dem Durchgang 142 zu sorgen. Eine weitere Durchgangsöffnung 147 erstreckt sich auch durch die Wandung des zylindrischen Abschnitts 141 und kann eine Strömungsverbindung zwischen dem Durchgang 142 sowie einer weiteren Durchgangsöffnung 148 herstellen, die durch die Seitenwand des Wechselventils 103 geführt ist. Die Durchgangsöffnung 148 steht ihrerseits in Strömungsverbindung mit einer unteren Endkammer 149, die das Wechselventil 103 umgibt und die sich in Strömungsverbindung mit der Mündung bzw. Öffnung 109 befindet.
An dem Knebelventil 104 ist ein Anschlagstift 151 befestigt, der sich hiervon nach außen erstreckt. Der Stift ist in der oberen Verschiebungskammer 121 angeordnet und sorgt für eine Begrenzung 1 der Abwärtsbewegung des Ventils 104 relativ zum Ventil 103. Die Aufwärtsbewegung des Ventils 104 relativ zum Ventil 103 wird durch eine Schulter 140 begrenzt, die sich bis zu einem Eingriff mit der oberen Endwand der Kammer 143 bewegt.
In der oberen Endkappe 124 ist ein Kanal 153 ausgebildet, der mit einer über dem oberen Zentrierungskolben 123 angeordneten Ringkammer 154 in Strömungsverbindung steht. Ein ähnlicher Kanal 156 ist in der unteren Endkappe 133 ausgebildet und befindet sich in 1 Strömungsverbindung mit einer Kammer 157 hinter dem unteren Zentrierungskolben 132. Die KanäLe 153 und 156 sind beide mit einem herkömmlichen verschiebbaren Strömungssteuerungsventil 158 verbunden, welches seinerseits für eine Strömungsverbindung mit den Niederdruck- und Hochdruckspeichern über entsprechende Zwischenleitungen 161 und 162 sorgt.
Die untere Endkappe 133 hat auch eine daran ausgebildete innere Ringschulter 164, die als ein Anschlag arbeitet, um die Aufwärtsbewegung des unteren Zentrierungskolbens 132 zu begrenzen.
Figur 5A zeigt in vergrößerter Ansicht die wesentlichen Merkmale des Wechselventils 103 und des Knebel- bzw. Kippventils 104. Demgemäß führen die Kräfte an dem Ventil 104 zu einem Kippvorgang (toggling action), um das Verschieben des Ventils durch seine Mittenposition in eine obere oder eine untere Position zu unterstützen. Der Durchmesser Di des Knebelventils 1o4 ist kleiner als der Durchmesser D2 des erweiterten zylindrischen Abschnitts 141.
Wenn in der Steuerkammer 143 ein Druck Pc vorliegt, der größer als ist, dann ist die auf das Ventil 104 ausgeübte hydraulische Kraft nach oben gerichtet; wenn der Druck P c kleiner als dieser Wert ist, dann ist die hydraulische Kraft nach unten gerichtet. Der bevorzugte Wert- des Verhältnisses D2/D1 ist gleich so so daß der Übergang von einer Aufwärts- zu einer Abwärtskraft bei Pc = o,5 P5 erfolgt.
Das Knebel- bzw. Kippventil 104 ist nicht nur Kräften infolge von hydraulischen Drücken P5 und Pc unterworfen, aber seine Position relativ zum Wechselventil 103 bestimmt die Größe des Drucks Dies wird durch die Positionen der Durchgangsöffnungen 146 und 147 erreicht. Es sei angenommen, daß sich das Ventil 104 in der dargestellten Position befindet, wobei es sich um die Mittelposition des Ventils 104 in bezug auf das Ventil 103 handelt. Dann ist die Durchgangsöffnung 146 teilweise offen, und es wird eine Strömungsverbindung zwischen der unteren Verschiebungs- bzw.
Wechselventil-Kammer 119 und der Verschiebungs- bzw. Wechselventil-Steuerkammer 143 ermöglicht. Die Durchgangsöffnung 147 ist auch teilweise offen, und sie ermöglicht eine Strömungsverbindung zwischen der unteren Kammer 143 und der Durchgangsöffnung 148, wobei sich die letztere auf dem Druck des Niederdruckspeichers befindet. Diese Mittelposition entspricht einem transienten bzw.
übergangszustand. Unter den obigen Bedingungen erfolgt ein Hydraulikfluidstrom von der unteren Kammer 119 durch die Durchgangsöffnung 146 zu dem Durchgang 142 und dann durch die Durchgangsöffnung 147 zur Niederdruckseite. Die hydraulischen Kräfte am Knebel- bzw. Kippventil 104 sind somit in dieser Mittelpositior ausgeglichen, wenn die Öffnungen der Durchgangsmündungen 146 und 147 gleich sind. Jedoch ändert eine jegliche Bewegung des Ventils 104 in irgendeiner Richtung die Strömungsflächen der Durchgangsöffnungen 146 sowie 147, und es wird eine derartige Änderung des Wertes von Pc begründet, daß das Ventil 104 in derselben Richtung Weiterbewegt wird. Wenn beispielsweise das Ventil 104 etwas nach oben bewegt wird, werden die Durchgangsöffnung 146 weiter geöffnet und die Durchgangsöffnung 147 geschlossen. Dieses veranlaßt einen Druckanstieg von Pc, wodurch das Ventil 104 noch weiter nach oben gedrückt wird.
Die hydraulische Kraft am Wechselventil 103 ist von derselben Art. Das Durchmesserverhältnis D4/D3 entspricht auch vorzugsweise im wesentlichen 5 . Somit bewegt sich das Wechselventil 103 aufwärts, wenn Pc größer als o,5 P5 ist, und abwärts, wenn Sc kleiner als o,5 P5 ist. Somit ergibt sich auch eine Kippkraft (toggling force) am Ventil 103. Da D3 und D4 vorzugsweise viel größer als D2 und somit D1 sind, sind die Kräfte am Ventil 103 viel größer als die Kräfte am Ventil 104, wie es normalerweise erforderlich ist, um das Ventil 103 gegen die Kräfte zu bewegen, die infolge der Ströme in die und aus den Mündungen bzw. öffnungen 1o6 sowie 107 darauf ausgeübt werden.
Starten der Triebwerk-Pumpeinheit: Wenn sich die Kolbeneinheit 22 an ihrer untersten Position oder hieran angrenzend befindet, wird Druckfluid von dem Hochdruckspei cher 18 in die obere Pumpkammer 36 geleitet, und gleichzeitig wird das Druckfluid in der unteren Pumpkammer 37 in den Niederdruckspeicher 17 geleitet. Dieses veranlaßt somit die Kolbeneinheit 22 zu einer Aufwärtsbewegung. Wenn die Kolbeneinheit 22 ihre oberste Position erreicht, wird in ähnlicher Weise der Leitungsvorgang des Druckfluids umgekehrt, um eine Abwärtsbewegung der Kolbeneinheit zu begründen. Dieses Leiten des Druckfluids zu und von den Pumpkammern zum Begründen eines Antriebs der Kolbeneinheit wird durch den Zyklusventilaufbau lol gesteuert, der in der nachfolgend erläuterten Weise arbeitet.
Es sei angenommen, daß sich der Zyklusventilaufbau lol in einer im wesentlichen in Figur 5 dargestellten Mittelposition und die Kolbeneinheit 22 in ihrer untersten Position oder hieran angrenzend befinden. Dann wird das Hochdruckfluid durch die Mündung bzw. Öffnung 111 und durch die Durchgangsöffnung 117 in den Ringkanal - 118 geleitet, der sich zwischen den Ventilen 103 und 104 erstreckt. Das Hochdruckfluid wird auf diese Weise zu den oberen und unteren Verschiebungs- bzw. Wechselventil-Kammern 121 und 119 geleitet. Wenn das Knebel- bzw. Kippventil 104 so angeordnet ist, daß die von der Durchgangsöffnung 146 gebildete Strömungsfläche zwischen den Kammern 119 und 142 kleiner als die von der Durchgangsöffnung 147 gebildete Strömungsfläche zwischen den Kammern 142 und 148 ist, dann hat der Druck des Fluids in der Kammer 142 (und auch in der Kammer 143) im wesentlichen dieselbe Druckgröße wie der an die Durchgangsöffnung 148 angeschlossene Niederdruckspeicher 17. Dementsprechend wirkt das in der kammer 119 befindliche Hochdruckfluid auf die vergrößerte Stirnfläche des zylindrischen Abschnitts 141, um das Knebel- bzw. Kippventil Ao4 relativ zum Wechselventil 103 nach unten zu verschieben. Durch die 1 anfängliche Abwärtsbewegung des Knebelventils 104 wird die Durchgangsöffnung 146 geschlossen, um hierdurch die Kammer 119 von der1 Kammer 142 abzutrennen. Gleichzeitig wird die andere Durchgangs- g öffnung 147 vollständig geöffnet, um eine offene Strömungsverbin-1 dung zwischen der Rammer 142 und der Niederdruckmündung 1o9 uber die Durchgangsöffnung 148 herzustellen, so daß sich damit Niederdruckfluid in derSteuerkammer 143 befindet. Das Hochdruckfluid in den Kammern 119 und 121 wirkt gegen die untere End- bzw.
Stirnfläche der Kammern 119 und 121, so daß das Wechselventil 103; auch nach unten in seine unterste Position bewegt wird. Diese Abwärtsbewegung des Wechselventils 103 ist kleiner als die Breite 1 der Mündung 111, so daß diese in ständiger Strömungsverbindung 1 mit dem Ringkanal 118 verbleibt, wodurch laufend lIochdruckfluid zu den oberen und unteren Kammern 121 und 119 geleitet wird. Die-1 se Abwärtsbewegung des Wechselventil's 103 reicht jedoch aus, um eine Strömungsverbindung zwischen der Mündung 111 und der Mündung 1o6 herzustellen, so daß das Hochdruckfluid in die obere Pumpkammer 36 strömt, um hierdurch die Kolbeneinheit 22 aufwärts zu frei1 ben. Gleichzeitig bringt diese Positionierung des Wechselventils 103 die untere Pumpkammer 37 über die Zwischenmundung Ao7 in Strömungsverbindung mit der Niederdruckmündung 109.
Das Wechselventil 103 und das Knebel- bzw. Kippventil 104 verbleiben in der oben beschriebenen unteren Position während der Aufwärtsbewegung der Kolbeneinheit 22. Wenn sich die Kolbeneinheit 22 ihrer obersten Position annähert, berührt der untere Arbeitskolben 24 den unteren Knebelbolzen 136, um diesen nach oben zu verlagern und hierdurch die untere Druckfeder 137 zusammenzudrücken. Wenn die hemmende aufwärtsgerichtete Federkraft ausreicht, um die nach unten gerichtete hydraulische Kraft am Ventil 104 zu überwinden, wird dieses relativ zum Wechselventil 103 nach oben verschoben. Bei der aufwärts erfolgenden Verschiebung des Knebel- bzw. Kippventils wird die Strömungsfläche, die von der Durchgangsöffnung 146 zwischen den Kammern 119 und 142 gebildet wird, größer als die Strömungsfläche, die von der Durchgangsöffnung 147 zwischen der Kammer 142 und dem Kanal bzw. Durchgang 148 gebildet wird. Wenn diese Bedingung auftritt, ist die Strömung durch die Durchgangsöffnung 146 größer als die Strömung durch die Durchgangsöffnung 147, wodurch die letztere als eine Drossel wirkt, so daß das Hochdruckfluid aus der Kammer 119 in die untere Kammer 142-143 fließt, um hierdurch darin einen Druckaufbau zu begründen. Dieser auf das Ventil 104 einwirkende Druckanstieg führt zu einer zusätzlichen Kraft, die die Abnahme der Federkraft infolge einer Expansion der unteren Feder 137 und die Kompression der oberen Feder 127 mehr als kompensiert. Das Ventil 104 wird somit augenblicklich um ein maximales Ausmaß in seine obere Position hochbewegt, und diese aufwärts erfolgende Verschiebung führt zu einem vollständigen Verschließen der Durchgangsöffnung 147 sowie zu einem vollständigen Öffnen der Durchgangsöffnung 146. Das sich ergebende Ansammeln des Hochdruckfluids in den unteren Kammern 142-143 führt somit zum Erzeugen einer unausgeglichenen, aufwärts gerichteten Druckkraft auf das Wechselventil 103, welches dann ebenfalls in seine oberste Position nach oben geschoben wird.
Wenn das Wechselventil seine obere Position erreicht, trennt der Steg 113 die Hochdruckmündung 111 von der oberen Pumpkammer 36, während sich der Steg 112 entsprechend aufwärts bewegt hat, um eine Strömungsverbindung zwischen der oberen Pumpkammer 36 und der Niederdruckmündung 1o8 herzustellen. Gleichzeitig ist der Steg 114 von der in Figur 5 dargestellten Position nach oben verlagert worden, so daß Hochdruckfluid aus der Mündung 111 durch die Mündung 107 in die untere Pumpkammer 37 strömt. Aufgrund des Strömens von Hochdruckfluid in die untere Pumpkammer 37 wird die Aufwärtsbewegung der Kolbeneinheit 22 beendet, die nunmehr nach unten getrieben wird.
Wenn die Kolbeneinheit 22 sich ihrer untersten Position annähert, berührt der obere Kolben 23 den oberen Knebelbolzen 126, um eine Abwärtsverlagerung desselben zu begründen, wodurch wiederum eine Kompression der Feder 127 hervorgerufen wird. Dieses führt wieder zu einem Umkippen des Gewichtsausgleichs an dem Ventil 104, welches zu einer Abwärtsbewegung veranlaßt wird. Daraufhin werden die Durchgangsöffnung 146 zumindest teilweise geschlossen und die Durchgangsöffnung 147 zumindest teilweise geöffnet, wodurch das Druckfluid in den Kammern 142-143 in die Niederdruckmündung 148 abfließen kann. Dieses führt somit zu einem Umkippen des Druckausgleichs am Knebel- bzw. Kippventil 104, so daß auf dieses eine unausgeglichene, nach unten gerichtete Druckkraft ausgeübt wird, welche das Ventil um ein weiteres Ausmaß nach unten verschiebt, um die Durchgangsöffnung 146 vollständig zu schließen und die Durchgangsöffnung 147 vollständig zu öffnen. Dieses führt zu einem beträchtlichen Druckunterschied zwischen den Fluidebestandteilen in der Kammer 119 und in den Kammern 142-143. Dieses Ungleichgewicht des Fluiddrucks in diesen Kammern veranlaßt das Wechselventil zu einem nach unten erfolgenden Verschieben in die unterste Position, in der der Leitungsvorgang zu den Pumpkammern wiederum umgekehrt wird, um ein Unterbrechen der Abwärtsbewegung der Kolbeneinheit 22 und ein Einleiten ihrer Aufwärtsbewegung zu ermöglichen. Auf diese Weise wird der durch das Druckfluid begründete kontinuierliche Betriebszyklus der Kolbeneinheit fortgesetzt, bis ihre Geschwindigkeit ausreicht, um einen selbständigen -Betrieb infolge der Verbrennung innerhalb der Verbrennungskammern zu ermöglichen.
Nachdem die Kolbeneinheit 22 auf die richtige Geschwindigkeit gebracht und die Triebwerk-Pumpeinheit gestartet worden sind, wird dann der Zyklusventilaufbau 101 entregt, indem das Wechselventil 103 in seiner zentralen oder neutralen Position gehalten wird.
Dieses wird durch Verwenden der oberen und unteren Zentrierungskolben 123 und 132 bewerkstelligt. Um das Wechselventil 103 zu zentrieren und zu entregen, wird das Ventil 158 in eine Position bewegt, in der die Kanäle 153 und 156 beide mit dem Hochdruckspeicher 18 in Strömungsverbindung stehen. Das gegen den unteren Zentrierungskolben 132 wirkende Hochdruckfluid veranlaßt diesen zu einem Aufwärtsbewegen, bis der Zentrierungskolben den Anschlag bzw. die Schulter 164 berührt. Wenn sich das Wechselventil 103 unter seiner Zentrierungs- bzw. Mittelposition befindet, veranlaßt die Aufwärtsbewegung des Zentrierungskolbens 132 ein Berühren des Wechselventils und ein Bewegen desselben in seine zentrale Position. Das zu der Kammer 154 hinter dem oberen Zentrierungskolben 123 geleitete Hochdruckfluid veranlaßt diesen zum Abwärtsbewegen. Wenn sich das Wechselventil über seiner zentralen Position befindet, berührt der obere Zentrierungskolben das lVechselventil, um dieses abwärts zu bewegen, bis es gegen den unteren Zentrierungskolben stößt. Die Druckfläche an dem oberen Zentrierungskolben ist kleiner als die Druckfläche an dem unteren Zentrierungskolben, so daß sich der obere Zentrierungskolben abwärts bewegt, bis er das Wechselventil 103 berührt und bis dessen unteres Ende den unteren Zentrierungskolben 132 berührt, der mit dem Anschlag 164 in Eingriff gehalten wird. Das Wechselventil 103 ist somit festgelegt und in seiner zentralen Position gehalten. In dieser Mittelposition trennt das Wechselventil die Mündungen bzw.
Öffnungen 108, 109 und 111 von den Mündungen bzw. öffnungen 106 und 107.
Wenn die Zentrierungskolben einwärts bewegt werden, um das Wech>-selventil in seiner Mittelposition zu halten, erfolgt auch ein Berühren und Einwärtsbewegen der Bolzen 126 und 136 durch die Zentrierungskolben, so daß die Arbeitskolben nicht mehr die Bolzen berühren können. Hierdurch wird im unbenutzten Zustand der Bolzen, wie während des normalen Betriebes der Triebwerk-Pumpeinheit, eine übermäßige Abnutzung der Bolzen vermieden.
Wenn das Triebwerk nach einem Stoppen bzw. einer Betriebsunterbrechung wieder gestartet werden soll, wird das Ventil 158 in eine Position zurückverschoben, in der die Kanäle 153 und 156 mit dem Niederdruckreservoir bzw. -speicher 17 in Strömungsverbindung stehen. Daraufhin bewegen die Federn 127 und 137 entsprechend die oberen und unteren Zentrierungskolben auswärts gegen die entsprechenden Endkappen, wonach die Verschiebungsbewegungen der Wechsel- und Knebel- bzw. Kippventile in der oben beschriebenen Weise auftreten können.
Steuerungssystem: Figur 6 zeigt ein grundsätzliches Steuerungssystem 221 zum Steuern des Startens und Wiederstartens der Triebwerk-Pumpeinheit.
Das Steuerungssystem ist an die Fahrzeugbatterie 222 angeschlos -1 sen, und das System wird durch den Fahrzeugzündschalter 223 erregt. Ein Speicherschalter 224 ist an den Zündschalter angeschlossen und wird normalerweise in einer offenen Position gehalten. Der Spcicherschalter 224 wird geschlossen, wenn der Hochdruckspeicher wieder aufgeladen werden muß. Der Zündschalter ist auch mit einer Spule 202A verbunden, die einem Ventil zum Aktivieren des Kraftstoff-Einspritzsystems zugeordnet ist. Das Aktivieren erfolgt durch Verschieben des Ventils in der Weise, daß der Hochdruckkanal mit dem Versorgungskanal verbunden wird.
Die Spannung am Zündschalter223 wird auch einem Abgas- bzw. Auspuffschalter 226 zugeführt, der geschlossen ist, wenn die Triebwerkspumpe nicht läuft, wie es noch erläutert wird. Die Spannung gelangt dann durch einen Relaisschalter 227, um ein Erregen dem Ventil 158 zugeordneten Solenoid- bzw. Magnetspule 158A zu begründen. Das Ventil 158 gibt im erregten Zustand die Zentrierungskolben frei, so daß der Zyklusventilaufbau lol aktiviert werden kann. Das Relais 227 wird durch eine Relaisspule 228 aktiviert, die auch an den Zündschalter angeschlossen ist und mit derselben Spannung versorgt wird. Die Relaisspule 228 wird durch eine Zeitsteuerungsschaltung gesteuert, die einen Zeitsteuerung-Widerstand 229, einen Zeitsteuerung-Transistor 231 und einen Zeitsteuerung-Kondensator 232 enthält. Wenn am Anfang Spannung an die Relais spule 228 angelegt wird, liegt die Basis des Transistors 231 auf Masse, und der Transistor ermöglicht einen Stromfluß von der Spule zur Masse. Die Spule 228 wird damit erregt, so daß der Schalter 227 geschlossen wird, um die Ventilspule 158A zu erregen, und es erfolgt die Anlauf- bzw. Hochlauf-Betriebsfolge. Es erfolgt auch ein Stromfluß durch den Zeitsteuerung-Widerstand 229, wodurch der Zeitsteuerung-Kondensator 232 geladen wird. Hierdurch steigt die an die Basis des Transistors 231 gelangende Spannung. Dadurch wird ständig der Spannungsabfall an der Relaisspule 228 reduziert, bis der Stromfluß zu klein ist, um die Relaisspule in einem Erregungszustand zu halten. Wenn dieses auftritt, nimmt der Schalter 227 wieder eine Position ein, in der er normalerweise in Funktionseingriff mit einer Lichtquelle 234 steht, um diese zu erregen und hierdurch dem Fahrer einen Triebwerksstartfehler anzuzeigen. Dieser letztere Zustand tritt jedoch nur auf, wenn das Triebwerk bzw. der Motor während der durch die Zeitsteuerungsschaltung erzeugten Zeitverzögerung nicht startet bzw. anläuft. Normalerweise erfolgt das Starten des Triebwerks vor Ablauf dieser Zeitverzögerung, und in diesem Fall wird der Abgas- bzw. Auspuffschalter 226 geöffnet, um hierdurch die der Zeitsteuerungsschaltung zugeführte Spannung zu unterbrechen bzw.
abzuschalten.
Wenn das Triebwerk in fehlerhafter Weise nicht startet und wenn der Fahrer einen erneuten Triebwerksstartversuch durchführen möchte, dann schließt er kurzzeitig einen Rückstellschalter 233 zum Entladen des Kondensators 232, wonach durch Schließen des Zündschalters 223 der vollständige Zeitsteuerungszyklus erneut eingeleitet werden kann.
Bei dem dargestellten Steuerungssystem liegt der Zündschalter auch in Reihe mit einem normalerweise geschlossenen Druckschalter 236, der geöffnet wird, wenn ein Überdruckzustand in dem llochdruckspeicher auftritt. Dieser Überdruckzustand wird auch durch eine Lichtquelle 237 angezeigt, die erregt wird, wenn ein Aktivieren des Druckschalters 236 erfolgt. Dem Speicherschalter 224 ist auch ein Beschleunigungsschalter 238 parallelgeschaltet, welcher schließt, wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Beschleunigungs-bzw. Gaspedal im wesentlichen vollständig durchdrückt. Hierdurch wird ein Umgehen des Speicherschalters 224 ermöglicht, so daß das Triebwerk auch nach dem öffnen des Speicher schalters zusätzlichen Druck in dem Speicher aufbaut. Dieser Druckaufbau in dem Speicher wird jedoch noch durch den überdruckschalter 236 gesteuert bzw.
überwacht.
Im Zusammenhang mit dem Abgas- bzw. Auspuffschalter 226 kann dieser einen Mikroschalter aufweisen, der von einem in der Auspuffleitung angeordneten Paddel- bzw. Schaufelglied betätigt wird.
Dieses Glied wird infolge der Geschwindigkeit der durch die Leitung gelangenden Abgase so verlagert, daß der Schalter 226 im Retrieb des Triebwerks bzw. Motors geöffnet wird.
Spülventil-Betätigung: Figur 7 zeigt ein Spülventil-Betätigungssystem, das anstelle der Einweg-Rückschlagventile aus Figur 3 zum Steuern des Luftstroms zu den Verbrennungskammern benutzt werden kann. Das das System aus Figur 7 einen großen Teil des zuvor beschriebenen Aufbaues aufweist, sind die entsprechenden Teile mit denselben Bezugszahlen, jedoch unter Hinzufügung eines 'A', bezeichnet.
Der Luftstrom zu und von der in dem oberen Kolben 23A gebildeten 1 Luftzwischenkammer 53A wird durch Plattenventile 251 und 253 gesteuert, die entsprechend bei 252 und 254 an dem Führungsglied 51A angelenkt sind. Die Ventile 251 und 253 sind gelenkig bzw.
schwenkbar mit den entgegengesetzten Enden einer Stange 256 verbunden, die sich dazwischen erstreckt, so daß die zwei-Plattenventile gleichzeitig betätigt werden. Ein ähnlicher Ventilaufbau ist auch dem unteren Arbeitskolben 24A zugeordnet, um den Luftstrom in die und aus der Zwischenkammer 54A zu steuern. Die dem unteren Arbeitskolben zugeordneten Elemente sind mit denselben Bezugszeichen, jedoch unter Hinzufügung eines Apostrophs, bezeichnet.
Die Bewegung der Plattenventile.251, 253, 251' und 253' wird durch ein Ventilbetätigungsorgan 257 gesteuert. Dieses enthält einen Betätigungsorgankolben 258, der mit den Plattenventilen 251 und 251' über entsprechende Verbindungsstangen 259 und 259' verbunden ist. Der Betätigungsorgankolben 258 ist in einer in dem Gehäuse ausgebildeten Kammer 261 verschiebbar angeordnet. Das obere Ende der Kammer 261 befindet sich über einen Kanal 262 in Strömungsverbindung mit dem unteren Ende des Zyklusventilaufbaues 1o1A. Das untere Ende der Kammer 261 ist über einen Kanal 263 strömungsmäßig mit dem Hochdruckspeicher 18 verbunden.
Während Figur 7 nur einen Teil des Zyklusventilaufbaues lolA zeigt, ist dieser Aufbau nichtsdestoweniger mit dem in Figur 5 dargestellten Zyklusventilaufbau identisch, mit Ausnahme des Gebildes des unteren Zentrierungskolbens 132A. Für eine Verwendung mit dem Spülventilsystem aus Figur 7 ist der untere Zentrierungs-; kolben 132A mit einer sich hindurch erstreckenden Durchgangsöffnung 267 für eine Strömungsverbindung mit der Steuerkanmer 143A versehen. Die Durchgangsöffnung 267 befindet sich an ihrem äußeren Ende in Strömungsverbindung mit dem Kanal 262, wenn sich der Zentrierungskolben 132A in seiner Triebwerksstartposition befindet, das heißt in seiner untersten Position. Dann besteht eine Druckverbindung zwischen der Kammer 143A über den Kanal 262 mit dem oberen Ende der Kammer 261.
Der untere Zentrierungskolben 132A ist außerdem an seinem Umfang mit einer Ringnut 268 versehen, die in ständiger Strömungsverbindung mit einem Kanal 269 steht, welcher seinerseits strömungsmässig mit der dem oberen Arbeitskolben zugeordneten Pumpkammer 36A verbunden ist. Die Ringnut 268 hat eine ausreichende Länge, um eine Strömungsverbindung zwischen den Kanälen 262 und 269 zu ermöglichen, wenn sich der Zentrierungskolben 132A in seiner obersten Position befindet.
Der Betätigungsorgankolben 258 hat Stangenabschnitte 264 und 266, die sich von entgegengesetzten Kolbenenden auswärts erstrecken.
Der Stangenabschnitt 264 hat einen weitgehend kleineren Durchmesser als der untere Stangenabschnitt 266. Die dem Druckfluid ausgesetzte Druckfläche des Kolbens 258 ist hierdurch am oberen Ende der Kammer 261 weitgehend größer als die ausgesetzte Druckfläche des Kolbens am unteren Ende der Kammer.
Betriebsweise des Spülventilsystems: Während des stationären Betriebes der Triebwerk-Pumpeinheit verbleibt der Zyklusventilaufbau 101A in einer zentrierten bzw. mittig eingestellten oder inaktiven Position, in der er durch die oberen und unteren Zentrierungskolben gehalten wird, welche wie zuvor beschrieben einwärts verteilt sind. In dieser inaktiven oder mittig eingestellten Position ist der untere Zentrierungskolben 132A aus der in Figur 7 dargestellten Position nach oben verlagert, so daß sich der Kanal 262 über die Ringnut 2-68 in ständiger Strömungsverbindung mit dem Kanal 269 befindet. Somit besteht eine ständige Druckverbindung für das Fluid in der Pumpkammer 36A mit dem oberen Ende der Kammer 261. Wenn sich die Arbeitskolben 23A und 24A aufwärts bewegen, herrschi ein niedriger Druck in der Kammer 36A, so daß der Hochdruck in dem Kanal 263 den Kolben 258 aufwärts bewegt. Hierdurch werden die Ventile 251 sowie 253 geöffnet und die Ventile 251' sowie 253 geschlossen. Dadurch strömt Luft in die Kammer 53A, wenn sich der Kolben 23A aufwärts bewegt, und gleichzeitig strömt die unter Druck gesetzte Luft in der Kammer 54A über das Ventil 253' in den Kanal 72A, wenn sich der Kolben 24A aufwärts bewegt.
Wenn die Kolben ihre obere Totpunktposition erreichen und mit der Abwärtsbewegung beginnen, erfolgt ein schneller Druckanstieg in der Kammer 36A, so daß dann Hochdruckfluid zu dem oberen Ende der Kammer 261 geleitet wird. Da die obere Druckfläche am Kolben 258 größer als die untere Druckfläche ist, wird hierdurch der Kolben 258 abwärts bewegt, so daß die Ventile 251 sowie 253' geschlossen und gleichzeitig die Ventile 251 sowie 253 geöffnet werden. Hierdurch können Luft in die Kammer 54A einströmen und die unter Druck gesetzte Luft in der Rammer 53A in den Kanal 62A ausströmen Während des Startens bzw. Hochlaufens der Triebwerk-Pumpeinheit wird der Zyklusventilaufbau aktiviert, und der untere Zentrierungskolben 132A befindet sich in seiner in Figur 7 dargestellten abgesenkten Position. Somit gelangt das Druckfluid in der Steuerkammer 143A durch den Kanal 262 zum oberen Ende der Kolbenkammer 261. Wenn die Arbeitskolben nach oben bewegt werden, befinden sich der Zyklusventilaufbau in seiner untersten Position und Fluid niedrigen Drucks in der Steuerkammer 143A. Da dieses Niederdruckfluid auch dem oberen Ende des Kolbens 258 zugeleitet wird, bewegt das gegen das untere Ende des Kolbens 258 wirkende Hochdruckfluid den Kolben aufwärts, so daß die Plattenventile 251 sowie 253' geöffnet und die Plattenventile 251' sowie 253 gleichzeitig geschlossen werden. Wenn die Arbeitskolben ihre obere Totpunktposition während des Startens bzw. Hochlaufens des Triebwerks erreichen, wird das Zyklusventil aufwärts verschoben, wonach, wie es zuvor beschrieben wurde, der Kammer 143A Hochdruckfluid zugeleitet wird. Daraufhin gelangt Hochdruckfluid zu dem oberen Ende des Betätigungsorgankolbens 258, so daß dieser nach unten verschoben wird. Dieses führt somit zu einem Schließen1 der Plattenventile 251 sowie 253' und zu einem Öffnen der Platten ventile 251' sowie 253, wenn sich die Arbeitskolben nach unten bewegen.
Auf diese Weise wird eine passende Betriebs folge der Öffnungs-und Schließvorgänge der den Arbeitskolben zugeordneten Plattenventile sowohl während des Startens bzw. Hochlaufens und wie auch während eines normalen Triebwerksbetriebes sichergestellt.
In lediglich beispielhafter Weise wurde eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung detailliert erörtert. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß Veränderungen oder Abwandlungen der offenbarten Vorrichtung wie auch Umgruppierungen von Teilen in deff Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.
Leerseite

Claims

Hybridantriebssystem Patentansprüche 3 Triebwerk-Pumpeinheit vom Freikolbentyp, gekennzeichnet durch Gehäusemittel (21) mit darin begrenzten, koaxial ausgerichteten, unter axialem Abstand angeordneten ersten sowie zweiten Bohrungsmitteln (26, 27; 33, 34), durch in diesen Bohrungsmitteln verschiebbar angeordnete erste und zweite Kolbenmittel, die für eine gleichzeitig erfolgende Hin- und Herbewegung fest miteinander verbunden sind, die ferner jeweils einen Arbeitskolben (23, 24) enthalten, welcher mit den entsprechenden Bohrungsmitteln (26, 27) zusammenarbeitet, um an einem Ende derselben eine Verbrennungskammer (28, 29) zu begrenzen, und die jeweils einen Pumpkolben (31, 32) enthalten, der relativ zum Arbeitskolben (23, 24) fixiert ist und mit den entsprechenden Bohrungsmitteln (33, 34) zusammenarbeitet, um an das andere Ende derselben angrenzend eine Pumpkammer (36, 37) zu begrenzen, durch mit den Pumpkammern (36, 37) verbundene Zufuhrleitungsmittel (41, 42, 44) zum Zuleiten eines Niederdruck-Arbeitsfluids, durch mit den Pumpkammern (36, 37) verbundene Ablaßleitungsmittel (46, 47, 49) zum Ablassen des unter Druck gesetzten Arbeitsfluids aus den Pumpkammern, durch einer jeden der Verbrennungskammern (28, 29) zugeordnete Mittel (84, 86) zum Zuleiten von brennbarem Kraftstoff, durch Ablaßkanalmittez (78, 79, 81) zum Ablassen der Abgase von den Verbrennungskammern (28, 29), durch -Einlaßkanalmittel zum Zuführen von Luft zu den Verbrennungskammern (28, 29), wobei die Einlaßkanalmittel zwischenliegende Luftversorgungskammern (53, 54) enthalten, die jeweils den Arbeitskolben (23, 24) zugeordnet und zwischen dem entsprechenden Arbeitskolben (23, 24) sowie einem Teil der Gehäusemittel (21) begrenzt sind, wobei jede zwischenliegende bzw. Zwischenkammer (53, 54) bezüglich der entsprechenden Verbrennungskammer (28, 29) an der axial entgegengesetzten Seite des entsprechenden Arbeitskolbens (23, 24) angeordnet ist, und wobei die Einlaßkanalmittel auch einen ersten Kanal (57, 68) zum Zuführen von Luft in jede Zwischenkammer (53, 54) sowie einen zweiten Kanal (62, 72) zum Ablassen von Luft aus jeder entsprechenden Zwischenkammer (53, 54) zwecks Zuführung zu den Verbrennungskammern (28, 29) enthalten, durch den Einlaßkanalmitteln zugeordnete Ventilmittel (58, 69; 61, 71) zum Ermöglichen einer Luftströmung durch den ersten Kanal (57, 68) in die entsprechende Zwischenkammer (53, 54) während des Kompressionshubes des entsprechenden Arbeitskolbens (23, 24) und zum Ermöglichen einer Luftströmung von der Zwischenkammer (53, 54) in den zweiten Kanal (62, 72) während des Leistungs- bzw. Arbeitshubes des entsprechenden Arbeitskolbens (23, 24), wobei die Ventilmittel ein einer jeden Zwischenkammer (53, 54) zugeordnetes erstes Ventil (58, 69) enthalten, das nur während des Kompressionshubes des entsprechenden Arbeitskolbens (23, 24) eine Luftströmung durch den ersten Kanal (57, 68) in die entsprechende Zwischenkammer (53, 54) ermöglicht, und wobei die Ventilmittel ein einer jeden Zwischenkammer (53, 54) zugeordnetes zweites Ventil (61, 71) enthalten, das nur während des Arbeitshubes des entsprechenden Arbeitskolbens (23, 24) ein Ablassen von Luft aus der entsprechenden Zwischenkammer (53, 54) in den zweiten Kanal (62, 72; 64) ermöglicht, und durch Verbindungsgliedmittel (259, 259'), die die ersten Ventile (58, 69) mechanisch miteinander verbinden, um eine gleichzeitige Betätigung derselben zu begründen und um ein Schließen des einen der ersten Ventile während des öffnens des anderen der ersten Ventile und umgekehrt zu veranlassen.
2. Triebwerk-Pumpeinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Gestängemittel (256, 256'), die die einer jeden Zwischenkammer (53A, 54A) zugeordneten.ersten und zweiten Ventile (251, 253; 251', 253') mechanisch miteinander verbinden, um ein gleichzeitiges Betätigen derselben zu begründen und ein Schließen des entsprechenden zweiten Ventils (253; 253') während des öffnens des entsprechenden ersten Ventils (251; 251') und umgekehrt zu veranlassen.
3. Triebwerk-Pumpeinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Steuerungsmittel (1o1A, 257), die auf das Arbeitsfluid ansprechen, welches in die und aus den Pumpkammern (36A, 37A) geleitet wird, um eine Betätigung der Verbindungsgliedmittel (259, 259') zu begründen.
4. Triebwerk-Pumpeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusemittel (21) eine Füllkammer (64) zum Speichern der unter Druck gesetzten und aus den Zwischenkammern (53, 54) abgelassenen Luft enthalten, wobei die Füllkammer mit beiden Verbrennungskammern (28, 29) und auch mit dem einer jeden Zwischenkammer (53, 54) zugeordneten zweiten Kanal (62, 72) in Strömungsverbindung steht.
5. Triebwerk-Pumpeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (23, 24) eine napfförmige Konfiguration hat und einen ringförmigen Randabschnitt (23A, 24A) aufweist, der einen Teil der Gehäusemittel (21) umgibt und hierauf verschiebbar abgestützt ist, um dazwischen und in dem Arbeitskolben (23, 24) die zwischenliegende Luftversorgungskammer (53, 54) zu bestimmen, daß der Teil der Gehäusemittel (21) eine Querwand enthält, die im Inneren des Arbeitskolbens (23, 24) angeordnet ist und sich quer hierzu erstreckt, wodurch die Zwischenkammer (53, 54) während des Kompressionshubes des Arbeitskolbens (23, 24) vergrößert wird, um Luft in die Zwischen kammer (53, 54) einzuleiten, und wodurch die Zwischenkammer (53, 54) während des Arbeitshubes des Arbeitskolbens (23 t 24) volumenmäßig abnimmt, um die Luft unter Druck zu setzen und aus der Zwischenkammer (53, 54) abzulassen.
6. Triebwerk-Pumpeinheit vom Freikolbentyp, gekennzeichnet durch Gehäusemittel (21) mit darin begrenzten, koaxial ausgerichteten, unter axialem Abstand angeordneten ersten und zweiten Bohrungsmitteln (26, 27; 33, 34), durch in diesen Bohrungsmitteln verschiebbar angeordnete erste und zweite Kolbenmittel, die für eine gleichzeitige Hin- und Herbewegung fest miteinander verbunden sind, die ferner jeweils einen mit den entsprechenden Bohrungsmitteln (26, 27) zusammenarbeitenden Arbeitskolben (23, 24) enthalten, um an ein Ende derselben angrenzend eine Verbrennungskammer (28, 29) zu bestimmen, und die jeweils auch einen Pumpkolben (31, 32) enthalten, der relativ zu dem Arbeitskolben (23, 24) festgelegt ist und mit den entsprechenden Bohrungsmitteln (33, 34) zusammenarbeitet, um an das andere Ende derselben angrenzend eine Pumpkammer (36, 37) zu be-Bestimmen, durch mit den Pumpkammern (36, 37) verbundene Versorgungsleitungsmittel (41, 42, 44) zum Zuführen eines Niederdruck-Arbeitsfluids, durch mit den Pumpkammern (36, 37) verbundene Ablaßleitungsmittel (46, 47, 49) zum Ablassen des unter Druck gesetzten Arbeitsfluids von den Pumpkammern, durch einer jeden der Verbrennungskammern (28, 29) zugeordnete Mittel (84, 86) zum Zuführen eines brennbaren Kraftstoffs, durch Ablaßkanalmittel (78, 79, 81) zum Ablassen der Abgase von den Verbrennungskammern (28, 29), durch Mittel zum Bestimmen einer Speicherkammer (64) in den Gehäusemitteln (21) zum Speichern von unter Druck gesetzter Luft und zum Bestimmen eines Paares von Ubertragungskanälen (76, 77), die eine Strömungsverbindung zwischen der Speicherkammer (64) und den Verbrennungskammern (28, 29) herstellen, wobei jeder der Übertragungskanäle (76, 77) für eine Strömungsverbindung zwischen der Speicherkammer (64) und einer entsprechenden Verbrennungskammer (28, 29) sorgt und wobei jeder Übertragungskanal (76, 77) an einer solchen Stelle eine Strömungsverbindung mit den die entsprechende Verbrennungskammer (28, 29) bestimmenden Bohrungsmitteln (26, 27) herstellt, daß das Ablaßende des Ubertragungskanals in Abhängigkeit von der Hin- und Herbewegung des entsprechenden Arbeitskolbens (23, 24) abwechselnd geöffnet und geschlossen wird, und durch einem jeden der Arbeitskolben (23, 24) zugeordnete Druckbeaufschlagungsmittel zum Druckbeaufschlagen von Luft sowie zum nachfolgenden Zuleiten derselben zu der Speicherkammer (64), wobei die einem jeden Arbeitskolben (23, 24) zugeordneten Druckbeaufschlagungsmittel jeweils eine zwischen den Gehäusemitteln und den entsprechenden Kolbenmitteln befindliche Luftversorgungs- bzw. Zwischenkammer (53, 54) enthalten, wodurch Luft in der Zwischenkammer (53, 54) durch die Kolbenmittel während ihres Arbeitshubes unter Druck gesetzt wird, wobei die Druckbeaufschlagungsmittel ferner einen mit der Zwischenkammer (53, 54) strömungsmäßig verbundenen Einlaßkanal (57, 58) enthalten, um während des Kompressionshubes der Kolbenmittel (23, 24) ein Zuführen von Luft zu ermöglichen, und wobei die Druckbeaufschlagungsmittel einen Ablaßkanal (62, 72) enthalten, der eine Strömungsverbindung zwischen der Zwischenkammer (53, 54) und der Speicherkammer (64) herstellt, um ein Strömen der unter Druck gesetzten Luft von der Zwischenkammer (53, 54) in die Speicherkammer (64) zu ermöglichen.
7. Triebwerk-Pumpeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherkammer (64) Bereiche enthält, die die Verbrennungskammern (28, 29) weitgehend umgeben und jedoch hiervon durch die Gehäusemittel (21) getrennt sind, so daß die unter Druck-gesetzte Luft in der Speicherkammer (64) durch die aus den Verbrennungskammern (28, 29) austretende Wärme vorgewärmt wird.
8. Triebwerk-Pumpeinheit nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch bewegliche Einweg-Ventilmittel (58, 59, 61, 71), die jedem der Luft-Druckbeaufschlagungsmittel zugeordnet sind, um den hindurchgehenden Luftstrom in die Speicherkammer (64) zu steuern.
9. Triebwerk-Pumpeinheit nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch bewegliche Einweg-Ventilmittel (58, 59), die jedem der Einlaßkanäle (57, 68) zugeordnet sind, um den hindurchgehenden Strom in die entsprechende Zwischenkammer (53, 54) zu steuern lo.
Triebwerk-Pumpeinheit nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Einweg-Ventilmittel (61, 71), die jedem der Ablaßkanäle (62, 72) zugeordnet sind, um den hindurchgelangenden Strom von der entsprechenden Zwischenkammer (53, 54) in die Speicherkammer (64) zu steuern.
11. Triebwerk-Pumpeinheit vom Freikolbentyp, gekennzeichnet durch Gehäusemittel (21) mit darin begrenzten, koaxial ausgerichteten, unter axialem Abstand angeordneten ersten sowie zweiten Bohrungsmitteln (26, 27; 33, 34), durch in diesen Bohrungsmitteln verschiebbar angeordnete erste und zweite Kolbenmittel, die für eine gleichzeitige Hin- und Herbewegung fest miteinander verbunden sind, die ferner jeweils einen Arbeitskolben (23, 24) enthalten, der mit den entsprechenden Bohrungsmitteln (26, 27) zusammenarbeitet, um an ein Ende derselben angrenzend eine Verbrennungskammer (28, 29) zu bestimmen, und die jeweils auch einen Pumpkolben (31, 32) enthalten, der relativ zum Arbeitskolben (23, 24) festgelegt ist und der mit den entsprechenden Bohrungsmitteln (33, 34) zusammenarbeitet, um an das andere Ende derselben angrenzend eine Pumpkammer (36, 37) zu bestimmen, durch mit den Pumpkammern (36, 37) verbundene Versorgungsleitungsmittel (41, 42, 44) zum Zuführen eines Arbeitsfluids, durch mit den Pumpkammern (3G, 37) verbundene Ablaßleitungsmittel (46, 47, 49) zum Ablassen des Arbeitsfluids aus den Pumpkammern, durch mit den Verbrennungskammern (28, 29) verbundene Einlaß- und Ablaßkanalmittel (76, 77; 78, 79, 81) zum entsprechenden Zuführen von Luft und Ablassen von Abgasen, durch Steuerungsmittel (1o1) zum Zuführen von druckbeaufschlagtem Arbeitsfluid in die Pumpkammern (36, 37), um die ersten und zweiten Kolbenmittel während des Anlaufens der Maschine hin- und hergehend anzutreiben, wobei die Steuerungsmittel (1o1) erste und zweite Steuerleitungen enthalten, die mit den Pumpkammern (36, 37) der ersten und zweiten Bohrungsmittel in Strömungsverbindung stehen, wobei die Steuerungsmittel (lol) auch verschiebbare Steuerventilmittel (103, 104) enthalten, die den ersten und zweiten Steuerleitungen zugeordnet sind, um abwechselnd und aufeinanderfolgend ein Strömen von Hochdruck-Arbeitsfluid zu den Pumpkammern (36, 37) zu ermöglichen und die Kolbenmittel vorwärts und rückwärts hin- und hergehend anzutreiben, bis die Maschine angelaufen ist, wobei die Steuerventilmittel (103, 104) zwischen einer ersten Endposition, in der Hochdruck-Arbeitsfluid zu einer der Pumpkammern (36, 37) geleitet wird, und einer zweiten Endposition bewegbar sind, in der Hochdruck-Arbeitsfluid zu der anderen Pumpkammer (37, 36) geleitet wird, wobei die Steuerventilmittel (103, 104) ein verschiebbares Ventilglied enthalten, das zwischen den ersten und zweiten Endpositionen linear hin- und herbewegbar ist, und wobei die Steuerventilmittel (103, 104) auch Mittel enthalten, die mit dem Ventilglied zusammenarbeiten, um dieses zwangsweise in eine Endposition zu drängen, nachdem das Ventilglied von der entgegengesetzten Endposition abweisend über eine kleine Distanz wegbewegt worden ist, und umgekehrt, und durch mechanische Mittel (126, 136), die direkt zwischen den Kolbenmitteln und den Steuerventilmitteln (103, 104) arbeiten, um ein automatisches Verschieben derselben zwischen den ersten und zweiten Endpositionen in Abhängigkeit von einer Hin- und Herbewegung der Kolbenmittel während des Anlaufens der Maschine einzuleiten.
12. Triebwerk-Pumpeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Mittel (126, 136) erste und zweite bewegliche Elemente enthalten, die von den entsprechenden ersten und zweiten Kolbenmitteln bewegt werden und die mit den verschiebbaren Steuerventilmitteln (103, 104)zusammenarbeiten um ein Verschieben derselben zwischen den ersten und zweiten Endpositionen einzuleiten.
13. Triebwerk-Pumpeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Mittel (126, 136) erste und zweite Elemente enthalten, die an den Gehäusemitteln (21) verschiebbar gehalten und entsprechend angeordnet sind, um mit den entsprechenden ersten und zweiten Kolbenmitteln in Eingriff zu kommen sowie von diesen verlagert zu werden, wenn sich die Kolbenmittel ihren innersten Positionen annähern, und daß die Steuerventilmittel ein Ventil (104) enthalten, das zwischen den ersten sowie zweiten Elementen (126, 13ei) angeordnet ist und hiervon verschiebbar hin- und herbewegt bzw. vorwärts und rückwärts bewegt wird.
14. Triebwerk-Pumpeinheit vom Freikolbentyp, gekennzeichnet durch Gehäusemittel (21) mit darin begrenzten, koaxial ausgerichteten, unter axialem Abstand angeordneten ersten sowie zweiten Bohrungsmitteln (26, 27; 33, 34), durch in den Bohrungsmitteln verschiebbar angeordnete erste und zweite Kolbenmittel, die für eine gleichzeitige Hin- und Herbewegung fest miteinander verbunden sind, die ferner jeweils einen Arbeitskolben (23, 24) enthalten, der mit den entsprechenden Bohrungsmitteln (26, 27) zusammenarbeitet, um an ein Ende derselben angrenzend eine Verbrennungskammer (28, 29) zu bestimmen, und die jeweils auch einen Pumpkolben (31, 32) enthalten, der in bezug auf den Arbeitskolben (23, 24) festgelegt ist und der mit den entsprechenden Bohrungsmitteln (33, 34) zusammenarbeitet, um an das andere Ende derselben angrenzend eine Pumpkammer (36, 37) zu bestimmen, durch mit den Pumpkammern (36, 37) verbundene Versorgungsleitungsmittel (41, 42, 44) zum Zuführen eines Arbeitsfluids, durch mit den Pumpkammern (36, 37) verbundene Ablaßleitungsmittel (46, 47, 49) zum Ablassen des Arbeitsfluids von den Pumpkammern, durch mit den Verbrennungskammern (28, 29) verbundene Einlaß- und Ablaßkanalmittel (76, 77; 78, 79, 81) zum entsprechenden Zuführen von Luft zu und Ablassen von Abgasen von den Verbrennungskammern (28, 29) durch Steuerungsmittel (1o1) zum Zuführen von unter Druck gesetztem Arbeitsfluid in die Pumpkammern (36, 37), um die ersten und zweiten Kolben während des Anlaufens bzw. Hochlaufens der Maschine hin- und hergehend anzutreiben, wobei die Steuerungsmittel (101) erste und zweite Steuerleitungen enthalten, die mit den Pumpkammern (36, 37) der ersten und zweiten Bohrungsmittel verbunden sind, wobei die Steuerungsmittel (lol) auch verschiebbare Steuerventilmittel (103, 104) enthalten, die den ersten und zweiten Steuerleitungen zugeordnet sind, um ein abwechselndes und aufeinanderfolgendes Strömen von Hochdruck-Arbeitsfluid zu den Pumpkammern (36, 37) zu ermöglichen, damit die Rolbenmittel hin- und hergehend bzw.

vorwärts und rückwärts angetrieben werden, bis die Maschine angelaufen ist, wobei die Steuerventilmittel (103, 104) zwischen einer ersten Endposition, in der Hochdruck-Arbeitsfluid zu einer der Pumpkammern (36, 37) geleitet wird, und einer zweiten Endposition bewegbar sind, in der Hochdruck-Pumpfluid bzw. -Arbeitsfluid zu der anderen Pumpkammer (37, 36) geleitet wird, wobei die Steuerventilmittel (103, 104) ein verschiebbares hülsenähnliches Wechselventil (103) zum Steuern des Druckfluidstroms durch die ersten und zweiten Leitungen und ein Knebel- bzw. Kippventil (104) enthalten, das verschiebbar in dem hülsenähnlichen Wechselventil (103) gehalten und in bezug hierauf axial verschiebbar ist, wobei die Wechsel- und Kipp-Ventile (103, 104) zwischen ersten und zweiten Endpositionen hin- und hergehend verschiebbar sind, wobei die Steuerventilmittel (1o3, 104) auch den entgegengesetzten Enden der Wechsel- und Kippventile (104, 103) zugeordnete Fluid kammern und Leitungsmittel enthalten, die mit den Fluidkammern zusammenarbeiten, um diesen unter Druck gesetztes Arbeitsfluid zuzuführen, damit eine Druckkraft axial auf die Wechsel- und Kippventile (1o3, 104) ausgeübt wird, um ein schnelles Verschieben des entsprechenden Ventils zu einer der Endpositionen zu unterstützen, nachdem es etwas von der anderen Endposition wegbewegt worden ist, und durch mechanische Mittel (126, 136), die direkt zwischen den Kolbenmitteln und den Steuerventilmitteln (103, 104) arbeiten, um ein automatisches Verschieben der Steuerventilmittel (103, 104) zwischen den ersten und zweiten Endpositionen in Abhängigkeit von einer Hin- und Herbewegung der Kolbenmittel während des Anlaufens bzw. Hochlaufens der Maschine einzuleiten.
15. Triebwerk-Pumpeinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Mittel (126, 136) ein Paar von langgestreckten verschiebbaren Knebelbolzen enthalten, die an die entgegengesetzten Enden des Ventils (104) angrenzend und so angeordnet sind, daß sie mit einem entsprechenden Arbeitskolben (23, 24) in Eingriff kommen, wenn sich dieser seiner innersten Position annähert, wodurch eine Bewegung des entsprechenden Arbeitskolbens (23, 24) zu dessen innersten Position eine Verschiebung eines der Knebelbolzen begründet, was wiederum dazu führt, daß das Kippventil (104) etwas von einer der Endpositionen wegbewegt wird, wonach die Fluidkammern dann eine Fluidverschiebungskraft auf die Ventile (103, 104) ausüben, um diese zwangsweise in die andere Endposition zu bewegen.
16. Triebwerk-Pumpeinheit nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch fluidbetriebene Zentrierungskolben (123, 132), die mit den Ventilen (103, 104) zusammenarbeiten, um diese in eine mittig eingestellte Position zu bewegen und in dieser Position zu halten, nachdem die Maschine angelaufen ist.
17. Triebwerk-Pumpeinheit vom Freikolbentyp, gekennzeichnet durch Gehäusemittel (21) mit darin begrenzten, koaxial ausgerichteten, unter axialem Abstand angeordneten ersten sowie zweiten Bohrungsmitteln (26, 27; 33, 34), durch in diesen Bohrungsmitteln verschiebbar angeordnete erste und zweite Kolbenmittel, die für eine gleichzeitige Hin- und Herbewegung fest mit einander verbunden sind, die jeweils einen Arbeitskolben (23, 24) enthalten, der mit den entsprechenden Bohrungsmitteln (26 27) zusammenarbeitet, um an ein Ende derselben angrenzend eine Verbrennungskammer (28, 29) zu bestimmen, und die jeweils auch einen Pumpkolben (31, 32) enthalten, der relativ zu dem Arbeitskolben (23, 24) festgelegt ist und mit den entsprechenden Bohrungsmitteln (33, 34) zusammenarbeitet, um an das andere Ende derselben angrenzend eine Pumpkammer (36, 37) zu bestimmen, durch mit der Pumpkammer (36, 37) verbundene Versorgungsleitungsmittel (41, 42, 44) zum Zuführen eines Arbeitsfluids, durch mit den Pumpkammern (36, 37) verbundene Ablaßleitungsmittel (46, 47, 49) zum Ablassen des Arbeitsfluids von den Pumpkammern, durch mit den Verbrennungskammern (28, 29) verbundene Einlaß- und Ablaßkanalmittel .(76, 77, 78, 79, 81) zum entsprechenden Zuführen von Luft und Ablassen von Abgasen, durch Steuerungsmittel (1o1) zum Zuführen von druckbeaufschlagtem Arbeitsfluid in die Pumpkammern (36, 37), um die ersten und zweiten Kolbenmittel während des Anlaufens bzw.

Hochlaufens der Maschine hin- und hergehend anzutreiben, wobei die Steuerungsmittel (ion) erste und zweite Steuerleitungen enthalten, die mit den Pumpkammern (36, 37) der ersten und zweiten Bohrungsmittel strömungsmäßig verbunden sind, wobei die Steuerungsmittel (ion) auch verschiebbare Steuerventilmittel (103, 104) enthalten, die den ersten und zweiten Steuerleitungen zugeordnet sind, um abwechselnd und aufeinanderfolgend ein Strömen von Hochdruck-Arbeitsfluid zu den Pump kammern (36, 37) zu ermöglichen und die Kolbenmittel vorwärts und rückwärts bzw. hin- und hergehend anzutreiben, bis die Maschine angelaufen ist, wobei die Steuerventilmittel (103, 104) zwischen einer ersten Endposition, in der Hochdruckfluid zu einer der Pumpkammern (36, 37) geleitet wird, und einer zweiten Endposition bewegbar sind, in der Hochdruck-Pumpfluid zu der anderen Pumpkammer (37, 36) geleitet wird, und durch mechanische Mittel (126, 136), die direkt zwischen den Kolben mitteln und den Steuerventilmitteln (103, 1o4) arbeiten, um ein automatisches Verschieben der Steuerventilmittel (103, 104) zwischen den ersten und zweiten Endpositionen in Abhängigkeit von einer Hin- und Herbewegung der Kolbenmittel während des Anlaufens bzw. Hochlaufens der Maschine einzuleiten.