KR20020075419A - 직결구동 유압 출력의 자유 피스톤 엔진 시스템 - Google Patents

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KR20020075419A
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배일리브레트엠.
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캐타필라 인코포레이티드
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    • F02B71/00—Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

특히 자동차에 사용하기에 적합한 자유 피스톤 엔진 시스템(10)에 각각 제1 유체 포트(18)와 제2 유체 포트(20)를 갖는 적어도 하나의 유압 펌프(14)가 제공된다. 자유 피스톤 내연 엔진(12)은 연소 실린더(26)와 유압 실린더(28)를 포함한다. 저압 축압기(48)는 상기 유압 실린더(28)와 유동적으로 연결된다.

Description

직결구동 유압 출력의 자유 피스톤 엔진 시스템{FREE PISTON ENGINE SYSTEM WITH DIRECT DRIVE HYDRAULIC OUTPUT}
내연 엔진은 일반적으로 다수의 대응하는 연소 실린더 내에 배치되는 복수의 피스톤을 포함한다. 각 피스톤은 피스톤 로드의 일단부에 피벗식으로 연결된다. 피스톤 로드는 타단부에서 통상의 크랭크 축과 연결된다. 상사점(top dead center;TDC) 위치와 하사점(bottom dead center;BDC) 위치 사이에서 각 피스톤의 상대적인 축 변위는 각 피스톤이 연결된 크랭크 축 상에 있는 크랭크 아암의 각방향(angular orientation)에 의해 결정된다.
또한 자유 피스톤 내연 엔진(FPE)은 다수의 대응 연소 실린더 내에 배치된 다수의 피스톤을 포함한다. 그러나, 상기 피스톤들은 통상의 크랭크 축을 사용함으로써 서로 연결되지 않는다. 오히려 각 피스톤은 일반적으로 어떤 형태의 작업 출력을 제공하는데 사용되는 플런저 로드와 견고하게 연결된다. 유압 출력을 갖는 자유 피스톤 엔진에서, 플런저는 특별한 응용에 사용될 수 있는 작동 유체를 펌핑하는데 사용된다. 일반적으로, 연소 실린더를 형성하는 하우징은 또한 플런저가내부에 설치되는 유압 실린더를 형성한다. 연소 실린더는 최대 직경을 갖고, 유압 실린더는 최소 직경을 갖는다. 유압 실린더와 유동적으로 연결된 고유압 축압기는 자유 피스톤 엔진의 작동 중 플런저의 왕복 운동을 통해 가압된다. 추가적인 유압 축압기는 압축 헤드에 상대적으로 높은 축방향 압력을 가함으로써 피스톤 헤드를 상사점 위치로 이동시키기 위해, 유압 실린더 내의 영역과 선택적으로 연결된다.
상기된 자유 피스톤 엔진은 일반적으로 고유량, 저유압 유체를 저유량, 고유압 유체로 또는 역으로 변환하는 유압 변환기와 일반적으로 연결된다. 유압 변환기로부터의 유압 출력은 작동 유닛 내에서 펌프와 같은 하나 이상의 부품을 구동시키는데 사용된다. 상기된 것과 같은 유압 변환기의 일예는 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 제5,878,649호에 개시되어 있다.
상기된 바와 같이, 중개 유압 변환기를 사용하는데 있어서의 문제점은 시스템으로부터 에너지의 일부를 흡수함으로써 시스템을 덜 효율적으로 만든다는 것이다. 자유 피스톤 엔진으로부터의 유압 출력을 회전 동력 출력으로 변환하는 다른 방법들이 또한 공지되어 사용되고 있다. 그러나, 이러한 중개 동력 변환 기술은 시스템으로부터 에너지를 흡수하여 시스템을 덜 효율적으로 만든다.
본 발명은 상기된 하나 이상의 문제점들을 극복하기 위한 것이다.
본 발명은 자유 피스톤 내연 엔진에 관한 것이고, 더 구체적으로는 유압 출력과 하나 이상의 축압기를 갖는 자유 피스톤 내연 엔진에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 자유 피스톤 엔진 시스템의 일실시예의 개략도이다.
도2는 본 발명의 자유 피스톤 엔진의 다른 실시예의 개략도이다.
본 발명의 한 특징으로서, 자유 피스톤 엔진 시스템에는 제1 유체 포트와 제2 유체 포트를 구비한 적어도 하나의 유압 펌프가 제공된다. 자유 피스톤 내연 엔진은 연소 실린더, 유압 실린더, 연소 실린더 내에 왕복 운동하도록 배치된 피스톤, 그리고 피스톤에 부착되고 유압 실린더 내에 배치된 플런저를 포함한다. 저압 축압기는 유압 실린더와 유동적으로 연결된다. 제1 제어 밸브는 저압 축압기와 유압 실린더를 연결한다. 적어도 하나의 고압 축압기가 유압 실린더와 유동적으로 연결된다. 고압 축압기와 유압 실린더를 연결하는 적어도 하나의 제2 제어 밸브가 제공된다. 제3 제어 밸브는 유압 실린더와 각 펌프의 제1 유체 포트를 연결한다. 제4 제어 밸브는 유압 실린더와 각 펌프의 제2 유체 포트를 연결한다. 제1 작동 압력 축압기는 각 펌프와 제3 제어 밸브 또는 제4 제어 밸브 사이에 연결된다.
본 발명의 다른 특징으로서, 자유 피스톤 엔진 시스템의 작동 방법은 각각 제1 유체 포트와 제2 유체 포트를 구비한 적어도 하나의 유압 펌프를 제공하는 단계와, 연소 실린더, 유압 실린더, 연소 실린더 내에 왕복 운동하도록 배치된 피스톤, 그리고 피스톤에 부착되고 유압 실린더 내에 배치된 플런저를 포함하는 자유 피스톤 내연 엔진을 제공하는 단계와, 제1 제어 밸브를 저압 축압기와 유압 실린더 사이에 유동적으로 연결하는 단계와, 제2 제어 밸브를 고압 축압기와 유압 실린더 사이에 유동적으로 연결하는 단계와, 제3 제어 밸브를 유압 실린더와 각 펌프의 제1 유체 포트 사이에 유동적으로 연결하는 단계와, 제4 제어 밸브를 유압 실린더와 각 펌프의 제2 유체 포트 사이에 유동적으로 연결하는 단계와, 제1 작동 압력 축압기를 각 펌프와 제3 제어 밸브 및 제4 제어 밸브 중 하나 사이에 연결하는 단계와, 폐쇄된 유동 경로 내에서 적어도 하나의 펌프를 구동하기 위해 제1 제어 벨브, 제2 제어 밸브, 제3 제어 밸브 및 제4 제어 밸브를 선택적으로 제어하는 단계를 포함한다.
도1을 참조하면, 본 발명의 자유 피스톤 엔진 시스템(10) 형태인 작동 유닛의 일실시예가 도시된다. 이 실시예에서 자유 피스톤 엔진 시스템(10)은 자유 피스톤 내연 엔진(12), 다수의 유압 펌프(14), 그리고 다수의 휠(16)을 포함하는 차량의 형태이다.
각 유압 펌프(14)는 자유 피스톤 내연 엔진(12)에 의해 제공되는 작동 유체에 의해 구동되는 고정된 형상이다. 각 펌프(14)는 제1 유체 포트(18), 제2 유체 포트(20), 그리고 회전 가능한 출력축(22)을 포함한다. 제1 유체 포트(18) 및 제2 유체 포트(20)는 각각 출력축(22)을 원하는 방향으로 회전 구동시키기 위한 입구 또는 출구로서 작용할 수 있다. 제1 유체 포트(18) 또는 제2 유체 포트(20)가 입구로서 작용하는 반면, 제1 유체 포트(18) 또는 제2 유체 포트(20) 중 다른 하나는 출구로서 작용한다는 것을 알 수 있다. 출력축(22)은 대응 휠(16)을 회전 구동시키기 위해 대응 휠(16)에 연결된다. 따라서 각 펌프(14)는 대응 휠(16)을 제동하는 브레이크 또는 대응 휠(16)을 구동하는 구동 모터로서 작동한다.
자유 피스톤 내연 엔진(12)은 연소 실린더(26) 및 유압 실린더(28)를 형성하는 하우징(24)을 포함한다. 연료 주입기(30)는 디젤 연료와 같은 연료를 연소 실린더(26) 내의 챔버(23) 안으로 주입한다. 하우징(24)은 또한 챔버(32)와 연통하도록 배치된 흡입 포트(34) 및 배기 포트(36)를 형성한다.
자유 피스톤 내연 엔진(12)은 또한 연소 실린더(26) 내에 왕복 운동하도록 배치된 피스톤(38)을 포함한다. 피스톤(38)은 작동 중 (도시된 바와 같은) 하사점과 (연료 주입기(30)에 인접한) 상사점 사이에서 이동할 수 있다. 피스톤(38)은 피스톤(38)을 지나는 연소 생성물의 블로바이(blow-by)를 막는 하나 이상의 링(40)을 포함할 수 있다.
플런저(42)는 피스톤(38)과 연결되고 유압 실린더(28) 내에 왕복 운동하도록 배치된다. 플런저(42)는 유압 실린더(28)의 내경에 인접하여 활주하는 플런저 헤드(44)를 포함한다. 하우징(24) 내의 베어링(46)은 유압 실린더(28) 내에서 플런저(42)를 안내하는 것을 돕는다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 다수의 유체 저장조와 제어가능한 밸브들은 유압 실린더(28)와 펌프(14) 사이에서 유동적으로 연결된다. 더 구체적으로, 저압 축압기(48), 고압 축압기(50), 제1 작동 압력 축압기(52) 및 제2 작동 압력 축압기(54)가 각각 유압 실린더(28)와 유동적으로 연결된다. 제1 제어 밸브(56)는 유압 실린더(28)와 저압 축압기(48)를 유동적으로 연결하고, 제2 제어 밸브(58)는 유압 실린더(28)와 고압 축압기(50)를 유동적으로 연결하고, 제3 제어 밸브(60)는 유압 실린더(28)와 제1 작동 압력 축압기(52)를 유동적으로 연결하고, 제4 제어 밸브(62)는 유압 실린더(28)와 제2 작동 압력 축압기(54)를 유동적으로 연결한다. 도시된 실시예에서, 제1 제어 밸브(56)는 제어가능한, 고속의 전기유압식 포핏 밸브(poppet valve) 형태이고, 제2 제어 밸브(58)는 제어가능한, 고속의 전기유압식포핏 밸브 형태이고, 제3 제어 밸브(60)는 제어가능한, 고속의 전기유압식 스풀 밸브(spool valve) 형태이고, 제4 제어 밸브(62)는 제어가능한, 고속의 전기유압식 스풀 밸브 형태이다.
제1 제어 밸브(56)와 제2 제어 밸브(58)는 각각 선택된 압력에서 개방되고 폐쇄된다. 더 구체적으로, 제1 제어 밸브(56)는 유압 실린더(28) 내의 압력이 (플런저(42)가 상사점을 향해 이동할 때와 같이) 예정된 레벨 아래로 떨어질 때 개방되고, 제2 제어 밸브(58)는 유압 실린더(28) 내의 압력이 (압축 행정 중에 플런저(42)가 하사점을 향해 이동할 때와 같이) 예정된 레벨 위로 올라갈 때 개방된다. 제1 제어 밸브(56) 및 제2 제어 밸브(58)는 또한 제어기(도시되지 않음)를 사용하는 압력에 관계없이 선택적으로 개방되고 폐쇄될 수 있다.
도2는 본 발명의 작동 유닛/자유 피스톤 엔진(70)의 다른 실시예를 도시한다. 자유 피스톤 엔진(70)은 도1에 도시된 자유 피스톤 엔진 시스템(10) 내에 있는 시스템 구성 요소의 대부분을 포함한다. 그러나, 도2에 도시된 자유 피스톤 엔진 시스템(70)은 작동 압력 축압기(52)가 없다. 제3 제어 밸브(60)는 작동 중 압축된 작동 유체가 각 펌프(14)에 직접 공급되도록 작동된다. 압축된 작동 유체는 구동 휠(16)을 위한 유체 라인(64)을 통해 전방으로 수송된다. 이렇게 해서, 압축된 유체는 피스톤(38)과 플런저(42)의 압축 행정 중 일반적으로 유체 라인(64)을 통해 흐른다. 작동 압력 축압기(54)는 또한 펌프(14)로부터 복귀 라인(66)을 경유하여 복귀하는 작동 유체를 위한 가스 스프링으로 작용하기 위해 제공된다. 밸브(56, 58, 60 및 62)는 여러 가지 다른 제어 방법을 사용하면서 제어가능하게작동될 수 있다.
작동 중, 디젤 연료와 같은 연료는 연소 실린더(26) 내에 있는 챔버(32)로 주입된다. 고압 축압기(50)는 펌프(도시되지 않음)와 같이 공지된 방법을 사용해 미리 충전된다. 제2 제어 밸브(58)는 고압 유체의 펄스가 고압 축압기(50)로부터 유압 실린더(28) 안으로 흐르도록 개방된다. 고압 작동 유체는 헤드(44)에 대해 축방향 힘을 작용하고, 이는 피스톤(38)을 상사점을 향해 이동시킨다. 피스톤(38)은 상사점을 향해 이동하면서 흡입 포트(34)와 배기 포트(36)를 폐쇄하고, 압축 행정 중 챔버(32) 내에 또는 상사점 근처에 있는 연료가 연소된다. 플런저(42)가 상사점을 향해 이동할 때, 유압 실린더(28) 내의 압력이 감소한 결과 제1 제어 밸브(56)와 제2 제어 밸브(58)가 폐쇄된다. 챔버(32) 내의 연소에 의한 에너지는 피스톤(38)과 플런저(42)가 하사점을 향해 이동하도록 한다. 유압 실린더(28) 내의 압력 증가는 제1 제어 밸브(56)는 폐쇄되도록, 제2 제어 밸브(58)는 개방되도록 한다. 유압 실린더(28) 내의 고압 유체는 고압 축압기(50) 내로 펌핑됨으로써, 고압 축압기(50)를 충전한다. 고압 축압기(50) 내의 압력은 감지될 수 있고, 자유 피스톤 내연 엔진(12)은 내부 압력이 예정된 레벨이 될 때까지 펄스형으로 연속 작동된다.
휠(16)을 회전적으로 구동시키기 위해, 제3 제어 밸브(60)와 제4 제어 밸브(64)는 폐쇄된 유동 경로 내에 있는 각 펌프(14)를 통해 작동 유체를 제공하도록 선택적으로 작동된다. 각각의 제1 유체 포트(18)는 제3 제어 밸브(60)와 평행하게 연결되고, 각각의 제2 유체 포트(20)는 제4 제어 밸브(62)와 평행하게 유동적으로 연결된다. 각각의 제1 유체 포트(18)가 입구 포트로서 작동하고 각각의 제2 유체 포트(20)가 출구 포트로서 작동한다고 가정하면, 제3 제어 밸브(60)는 유체 라인(64)을 경유하여 각각의 제1 유체 포트(18)에 고압의 작동 유체를 공급하고 제4 제어 밸브(62)는 각각의 제2 유체 포트(20)로부터 복귀 유체 라인(66)을 경유하여 작동 유체를 공급받는다.
제1 작동 압력 축압기(52)는 각각의 제1 유체 포트(18)에 고압의 유체를 제공하기 위한 저장 축압기로서 작동한다. 제1 작동 압력 축압기(52)를 가압하기 위해, 제2 제어 밸브(58)와 제3 제어 밸브(60)는 개방되는 반면 제1 제어 밸브(56)와 제4 제어 밸브(62)는 폐쇄된다. 제1 작동 압력 축압기(52)가 고압 유체로 충전되도록 하기 위해 고압 축압기(50)의 크기는 제1 작동 압력 축압기(52) 보다 크다.
고압 유체는 고압 유체 라인(64)을 경유하여 각각의 제1 유체 포트(18)로 동시에 평행하게 흐른다. 따라서 제1 작동 압력 축압기(52)는 고압 유체 라인(64) 내의 압력 변동을 얼마간 완화하고 고압 유체 라인(64) 내에 더 균일한 압력을 공급하는 가스 스프링으로 작동한다. 고압 유체는 각 펌프(14)를 회전식으로 구동하고 복귀 유체 라인(66)을 경유하여 제4 제어 밸브(62)로 돌아간다. 제2 작동 압력 축압기(54)는 다시 복귀 유체 라인(66) 내의 압력 변동을 완화하기 위한 가스 스프링으로 작동한다. 복귀 유체 라인(66) 내의 유체가 저압 축압기(48)를 재충전하는데 사용될 수 있도록 제2 제어 밸브(58)와 제3 제어 밸브(60)가 폐쇄되는 반면 제1 제어 밸브(56)와 제4 제어 밸브(62)는 개방된다.
제1 제어 밸브(56), 제2 제어 밸브(58), 제3 제어 밸브(60), 그리고 제4 제어 밸브(62)를 선택적으로 작동시키는 순차와 시기는 고압 유체 라인(64), 복귀 유체 라인(66), 저압 축압기(48), 그리고 고압 축압기(50)에 연결된 압력 센서를 사용해 실행될 수 있다.
각 출력축(22)의 회전 방향을 역전시키기 위해, 각각의 제2 유체 포트(20)는 입구로서 작동하고 각각의 제1 유체 포트(18)는 각 펌프(14)를 위한 출구로서 작동한다. 이렇게 해서 유체 라인(66)은 고압 유체 라인이 되고 유체 라인(64)은 복귀 라인이 된다. 그 외 작동 방법은 실질적으로 상기한 바와 같기 때문에 더 상세하게 기술하지 않는다.
각 출력축(22)의 프리휠링(freewheeling)을 수행하기 위해 제3 제어 밸브(60)와 제4 제어 밸브(62)는 동시에 개방될 수 있다. 이는 필연적으로 유체 라인(64)과 유체 라인(66)의 압력을 같게 함으로써 각 펌프(14)에 작용하는 구동력을 일으키지 않는다.
본 발명의 자유 피스톤 엔진 시스템은 직접적으로 자동차 내에 있는 다수의 유체 펌프를 자유 피스톤 엔진에 연결된 축압기와 연결한다. 따라서, 중개 동력 변환 장치가 제거되고 시스템의 전체 효율이 향상된다. 자유 피스톤 엔진 내에 있는 유압 실린더와 다수의 유체 펌프 사이의 유동은 폐쇄된 경로 내에서 운반될 수 있고, 이렇게 해서 에너지를 그 시스템 내에 저장한다. 각 축압기에 연결된 제어 밸브는 그 시스템을 가압하고 폐쇄된 유동 경로 내에서의 유동을 수행하기 위해 제어가능하게 작동될 수 있다.
상기된 작동 방법에서 본 발명의 자유 피스톤 엔진 시스템(10)은 상기된 특정 방법으로 제어된다. 그러나, 자유 피스톤 엔진 시스템(10) 및/또는 자유 피스톤 엔진 시스템(70)은 구체적인 적용예에 따라 다른 압력 하에서 다른 유동을 제공하는 밸브(56, 58, 60 및 62)를 사용해 제어가능하게 작동될 수 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 빠른 가속이 요구된다면 휠(16)을 구동시키는 펌프(14)에 최대 유동을 제공하기 위해 밸브(62)가 폐쇄되는 반면 밸브(56, 58 및 60)는 각각 개방될 수 있다. 또는, 밸브(56 및 62)를 폐쇄된 상태로 유지하면서 밸브(58 및 60)를 개방하는 것이 가능하다. 물론 본 발명의 범주 내에서 다른 제어 방법들이 가능하다.
다른 측면에서, 본 발명의 목적과 이점들은 도면, 명세서, 그리고 첨부된 청구범위로부터 파악될 수 있다.

Claims (16)

  1. 각각 제1 유체 포트(18)와 제2 유체 포트(20)를 갖는 적어도 하나의 유압 펌프(14)와,
    연소 실린더(26), 유압 실린더(28), 상기 연소 실린더(26) 내에 왕복 운동하도록 배치된 피스톤(38), 그리고 상기 피스톤(38)에 부착되고 유압 실린더(28) 내에 배치된 플런저(42)를 포함하는 자유 피스톤 내연 엔진(12)과,
    상기 유압 실린더(28)와 유동적으로 연결된 저압 축압기(48)와,
    상기 저압 축압기(48)를 상기 유압 실린더(28)와 상호 연결하는 제1 제어 밸브(56)와,
    상기 유압 실린더(28)와 유동적으로 연결된 적어도 하나의 고압 축압기(50)와,
    각각 상기 저압 축압기(48)를 상기 유압 실린더(28)와 상호 연결하는 적어도 하나의 제2 제어 밸브(58)와,
    상기 유압 실린더(28)를 상기 각 펌프(14)의 상기 제1 유체 포트(18)와 상호 연결하는 제3 제어 밸브(60)와,
    상기 유압 실린더(28)를 상기 각 펌프(14)의 상기 제2 유체 포트(20)와 상호 연결하는 제4 제어 밸브(62)와,
    상기 각 펌프(14)와 상기 제3 제어 밸브(60) 및 상기 제4 제어 밸브(62) 중 하나 사이에 연결된 제1 작동 압력 축압기(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 제어 밸브(56)가 제어가능한 전기유압식 포핏 밸브인 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 제어 밸브(58)가 제어가능한 전기유압식 포핏 밸브인 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3 제어 밸브(60)가 전기유압식 스풀 밸브인 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제4 제어 밸브(62)가 전기유압식 스풀 밸브인 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 각 펌프(14)와 상기 제3 제어 밸브(60) 및 상기 제4 제어 밸브(62) 중 다른 하나 사이에 연결된 제2 작동 압력 축압기(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 작동 압력 축압기(52)는 상기 각 펌프(14)와 상기 제3 제어 밸브(60) 사이에 연결되고, 상기 제2 작동 압력 축압기(54)는 상기 각 펌프(14)와 상기 제4 제어 밸브(62) 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 고압 축압기(50)는 하나의 고압 축압기(50)이고, 상기 적어도 하나의 제2 제어 밸브(58)는 단일 제2 제어 밸브인 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유압 펌프(14)는 네개의 유압 펌프인 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 각각의 상기 유압 펌프(14)는 고정된 형상의 유압 펌프인 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 자유 피스톤 엔진 시스템(10)은 다수의 휠(16)을 구비한 자동차이고, 각각의 상기 유압 펌프(14)는 대응하는 상기 휠(16)을 위한 구동 모터인 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템.
  12. 각각 제1 유체 포트(18)와 제2 유체 포트(20)를 갖는 적어도 하나의 유압 펌프(14)와,
    챔버(32)를 포함하는 고유압 공급원과,
    상기 챔버(32)와 유동적으로 연결된 저압 축압기(48)와,
    상기 저압 축압기(48)를 상기 챔버(32)와 상호 연결하는 제1 제어 밸브(56)와,
    상기 챔버(32)와 유동적으로 연결된 적어도 하나의 고압 축압기(50)와,
    상기 각각의 고압 축압기(50)를 상기 챔버(32)와 상호 연결하는 적어도 하나의 제2 제어 밸브(58)와,
    상기 챔버(32)를 상기 각 펌프(14)의 상기 제1 유체 포트(18)와 상호 연결하는 제3 제어 밸브(60)와,
    상기 챔버(32)를 상기 각 펌프(14)의 상기 제2 유체 포트(20)와 상호 연결하는 제4 제어 밸브(62)와,
    상기 각 펌프(14)와 상기 제3 제어 밸브(60) 및 상기 제4 제어 밸브(62) 중 하나 사이에 연결된 제1 작동 압력 축압기(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 유닛.
  13. 제12항에 있어서, 상기 고유압 공급원은 연소 실린더(26), 유압 실린더(28), 상기 연소 실린더(26) 내에 왕복 운동하도록 배치된 피스톤(38), 그리고 상기 피스톤(38)에 부착되고 상기 유압 실린더(28) 내에 배치된 플런저(42)를 포함하는 자유 피스톤 내연 엔진(12)이고, 상기 유압 실린더(28)는 상기 챔버(32)인 것을 특징으로 하는 작동 유닛.
  14. 각각 제1 유체 포트(18)와 제2 유체 포트(20)를 갖는 적어도 하나의 유압 펌프(14)를 제공하는 단계와,
    연소 실린더(26), 유압 실린더(28), 상기 연소 실린더(26) 내에 왕복 운동하도록 배치된 피스톤(38), 그리고 상기 피스톤(38)에 부착되고 상기 유압 실린더(28) 내에 배치된 플런저(42)를 포함하는 자유 피스톤 내연 엔진(12)을 제공하는 단계와,
    상기 저압 축압기(48)와 상기 유압 실린더(28) 사이에 제1 제어 밸브(56)를 유동적으로 연결하는 단계와,
    상기 고압 축압기(50)와 상기 유압 실린더(28) 사이에 제2 제어 밸브(58)를 유동적으로 연결하는 단계와,
    상기 유압 실린더(28)와 상기 각 펌프(14)의 상기 제1 유체 포트(18) 사이에 제3 제어 밸브(60)를 유동적으로 연결하는 단계와,
    상기 유압 실린더(28)와 각 펌프(14)의 상기 제2 유체 포트(20) 사이에 제4 제어 밸브(62)를 유동적으로 연결하는 단계와,
    상기 각 펌프(14)와 상기 제3 제어 밸브(60) 및 상기 제4 제어 밸브(62) 중 하나 사이에 제1 작동 압력 축압기(52)를 연결하는 단계와,
    폐쇄된 유동 경로 내에서 적어도 하나의 상기 펌프(14)를 구동시키기 위해 상기 제1 제어 밸브(56), 제2 제어 밸브(58), 제3 제어 밸브(60) 및 제4 제어 밸브(62)를 선택적으로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템 작동 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 선택적으로 제어하는 단계는 상기 폐쇄된 유동 경로 에서 상기 각 펌프(14)를 구동하는 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템 작동 방법.
  16. 제14항에 있어서, 추가의 고압 축압기(50)와 상기 유압 실린더(28) 사이에 추가의 제2 제어 밸브(58)를 유동적으로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유 피스톤 엔진 시스템 작동 방법.
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