NL9401231A - Vrije zuiger motor. - Google Patents

Description

VRIJE ZUIGER MOTOR.

De uitvinding betreft een vrije zuiger motor overeenkomstig de aanhef van conclusie 1.

Dergelijke motoren zijn bekend en worden gebruikt om de chemische energie van vloeibare of gasvormige brandstof om te zetten in mechanische energie, bijvoorbeeld in de vorm van hydraulische of pneumatische druk of in de vorm van elektrische energie.

De energie-omzetting in de bekende vrije zuiger motoren vindt plaats doordat gecomprimeerde lucht vermengd met brandstof in de verbrandingsruimte tot ontbranding wordt gebracht en het expanderende verbrandingsmengsel de verbrandingszuiger in beweging brengt. De bewegingen van de vrij bewegende verbrandingszuiger worden bestuurd door het motorbesturingssysteem met behulp van een hydraulisch besturingssysteem. De energie afname kan plaats vinden met een hydraulisch systeem, dat gecombineerd kan zijn met het hydraulisch besturingssysteem, met een pneumatisch systeem of met een elektrisch systeem.

Dergelijke vrije zuiger motoren waarbij de chemische energie wordt omgezet in hydraulische energie zijn bijvoorbeeld bekend uit EP 0254353 of WO 93/10342. Bij de in deze documenten beschreven motoren vindt de sturing van de bewegingen van de vrije zuiger plaats met een hydraulisch systeem, waarbij een met de verbrandingszuiger een zuigersamenstel vormende hydraulische zuiger voor de start van de compressieslag in het onderste dode punt stil staat en na een signaal uit de besturing aan de nieuwe slag begint. Dit signaal schakelt een startklep, bijvoorbeeld in EP 0254353 de in figuur 1 getoonde klep 26 of in WO 93/10342 de in figuur 3 getoonde klep 24, waarna de compressieslag start.

Een nadeel van deze bekende vrije zuiger motoren wordt gevormd door de terugvering van het zuigersamenstel aan het einde van de expansieslag. Aan het einde van de expansieslag op het moment van tot stilstand komen van de verbrandingszuiger heerst er in de eerste en in de tweede kamer dezelfde druk, namelijk de druk van de drukaccumulator. Aangezien het eerste oppervlak groter is dan het tweede oppervlak, zal het zuigersamenstel terugveren, waarbij de druk in de eerste kamer snel daalt omdat er geen olietoevoer is. De druk in de tweede kamer blijft gelijk aan de druk in de drukaccumulator, zodat het zuigersamenstel tot stilstand komt en daarna weer terug beweegt.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding deze terugvering zo gering mogelijk te houden, omdat het zuigersamenstel dan sneller stil staat en er minder verliestijd tussen de opeenvolgende slagen optreedt. Ook is daardoor de positie van het zuigersamenstel in het onderste dode punt beter bepaald.

Voor het bereiken van dit doel is de vrije zuiger motor volgens de uitvinding uitgevoerd overeenkomstig het kenmerk van conclusie 1.

Door het plaatsen van een terugslagklep in de leiding tussen de drukaccumulator en de tweede kamer wordt bereikt dat bij terugvering van het zuigersamenstel de druk in de tweede kamer hoger kan worden dan in de drukaccumulator. Deze hoge druk werkt op het tweede oppervlak van de hydraulische zuiger en stopt de beweging in de richting van de verbrandingskamer. Hierdoor wordt een aanzienlijke verkleining van de terugvering bereikt, kan de beweging van het zuigersamenstel beter bestuurd worden en kan de frequentie van de motor hoger worden.

Een verdere verbetering van de vrije zuiger motor wordt bereikt als de motor is uitgevoerd overeenkomstig het kenmerk van conclusie 2 of 3.

Door het toepassen van een open verbinding tussen de eerste kamer en de drukaccumulator of tussen de eerste kamer en de tweede kamer in het gebied waar het zuigersamenstel grote snelheid heeft, welke open verbinding afgesloten kan worden door verplaatsen van de hydraulische zuiger, worden de stromingssnelheden in de startklep klein gehouden, waardoor bereikt wordt dat de verliezen in het hydraulische systeem laag blijven.

De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden, die beschreven worden onder verwijzing naar de tekening met de volgende figuren:

Figuur 1 toont een schematische doorsnede van een eerste uitvoering van een vrije zuiger motor met een hydraulisch besturingssysteem.

Figuur 2 toont de schematische doorsnede van een tweede uitvoering van het hydraulische besturingssysteem van de vrije zuiger motor volgens figuur 1.

Figuur 3 toont een met figuur 2 overeenkomende schematische doorsnede van een derde uitvoering van het hydraulische besturingssysteem van de vrije zuiger motor volgens figuur 1.

Figuur 4 toont op grotere schaal een schematische doorsnede van een vierde uitvoering van het hydraulische besturingssysteem en het energieafname-systeem van de vrije zuiger motor volgens figuur 1.

In de figuren, waarbij verschillende uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding getoond worden, hebben overeenkomstige onderdelen in de verschillende figuren hetzelfde nummer gekregen.

In figuur 1 is een vrije zuiger motor getoond, die bestaat uit een verbrandingsdeel 1, een besturingssysteem 2 en een pomp 3. In het verbrandingsdeel 1 is een verbrandingszuiger 4 heen en weer beweegbaar in een verbrandingscilinder 5. Deze verbrandingscilinder 5, verbrandingszuiger 4 en een cilinderkop 7 vormen samen een verbrandingsruimte 6. In de verbrandingsruimte 6 wordt brandstof vermengd met gecomprimeerde lucht tot ontbranding gebracht, waarbij de chemische energie van de brandstof in de vorm van gasdruk vrij komt.

In de hier getoonde uitvoering heeft de motor één verbrandingsruimte 6, die begrensd is door één verbrandingszuiger 4. Er zijn echter ook motoren bekend, waarbij in één cilinder twee tegenover elkaar geplaatste verbrandingszuigers geplaatst zijn, en waarbij de uitvinding op vergelijkbare wijze kan worden toegepast.

De verbranding kan op diverse manieren gerealiseerd worden, zoals deze ondermeer bekend zijn uit het vakgebied verbrandingsmotoren betreffende de kruk-drijfstang motoren. Een bekende wijze is bijvoorbeeld het tweetakt diesel proces, waarbij de brandstof op niet nader uitgewerkte wijze in de verbrandingsruimte 6 geïnjecteerd wordt als de verbrandingszuiger 4 verbrandingslucht gecomprimeerd heeft tot de voor verbranding noodzakelijke druk en temperatuur.

Het comprimeren van de lucht boven de verbrandingszuiger 4, zoals dat voor elke verbrandingsmotor noodzakelijk is, vindt plaats tijdens een compressieslag. Daarbij beweegt de verbrandingszuiger 4 van een eerste positie A, waarbij het volume van de verbrandingsruimte 6 maximaal is naar een tweede positie, dat is de positie waar de verbrandingsruimte 6 minimaal is. De eerste positie komt overeen met het onderste dode punt, zoals dat bekend is uit de bekende techniek bij de kruk-drijfstang motoren en de tweede positie komt overeen met het bovenste dode punt. In deze punten staat de verbrandingszuiger 4 stil en keert zijn bewegingsrichting om. Tijdens de compressieslag wordt door middel van hydraulische druk energie aan de verbrandingszuiger 4 toegevoerd, die deze energie afgeeft aan de lucht in verbrandingsruimte 6.

De energietoevoer aan de verbrandingszuiger 4, alsmede het in het onderste dode punt stil houden van de verbrandingszuiger 4 vindt in de in figuur 1 getoonde uitvoering plaats met het hydraulisch besturingssysteem 2, dat door middel van een zuigerstang 8 vast verbonden is met de verbrandingszuiger 4. Aan de zuigerstang 8 zijn een hydraulische zuiger 9 en een zuigerstang 21 bevestigd. Deze vormen tezamen een zuigersamenstel 24. De hydraulische zuiger 9 beweegt in een hydraulische cilinder 23 heen en weer. De hydraulische cilinder 23 vormt met een eerste oppervlak 10 een eerste kamer 12, die door middel van een kanaal 15 en een kanaal 16 verbonden is met een drukaccumulator 14. De hydraulische cilinder 23 vormt met een tweede oppervlak 11 een tweede kamer 13, die door middel van een kanaal 17 verbonden is met de drukaccumulator 14. Het eerste oppervlak 10 is groter dan het tweede oppervlak 11. Het kanaal 16 wordt door de hydraulische zuiger 9 afgesloten als de verbrandingsruimte 6 ongeveer zijn maximale grootte heeft bereikt en de hydraulische zuiger 9 in de eerste positie A staat. Via het kanaal 15, dat op het meest rechtse deel van de hydraulische cilinder 23 aansluit, zijn de eerste kamer 12 en de drukaccumulator 14 met elkaar verbonden. Deze verbinding loopt via een terugslagklep 19 en een startklep 20, die parallel aan elkaar zijn geplaatst. De terugslagklep 19 is zodanig geplaatst dat olie zonder belemmering uit de eerste kamer 12 naar de drukaccumulator 14 kan stromen. De startklep 20 wordt bediend door een verder niet getoond motorbesturingssysteem, dat er voor zorgt dat de motor de benodigde energie opwekt.

De werking van de in figuur 1 getoonde motor en het hydraulisch besturingssysteem 2 is als volgt: Zolang het zuigersamenstel 24 in het onderste dode punt, in positie A, stil staat, is het kanaal 16 afgesloten door het buitenoppervlak van de hydraulische zuiger 9. Op het tweede oppervlak 11 staat de druk die in de drukaccumulator 14 heerst. De startklep 20 is gesloten en aangezien het tweede oppervlak 11 kleiner is dan het eerste oppervlak 10, is de druk in de eerste kamer 12 lager dan in de tweede kamer 13 en is de terugslagklep 19 gesloten. De vrije zuiger motor begint een volgende slag op het moment dat de startklep 20 opent. Dan start het zuigersamenstel 24 met de compressieslag. Nadat de hydraulische zuiger 9 het kanaal 16 gepasseerd is, vult de eerste kamer 12 zich via dit kanaal met olie uit de drukaccumulator 14 en de tweede kamer 13.

Het kanaal 16, dat een grote diameter heeft ten einde de oliestroming met zo min mogelijk weerstand te laten plaats vinden, is zodanig geplaatst dat de hydraulische zuiger 9 zo snel mogelijk na de start van de compressieslag de opening van dit kanaal 16 vrij geeft. Er moet in het onderste dode punt echter wel een zekere lengte zijn tussen de aan de zijde van de kamer 12 gelegen rand van de zuiger 9 en de opening van het kanaal 16, opdat de afsluiting tussen eerste kamer 12 en de drukaccumulator 14 zo weinig lekt dat de zuiger niet ongewild start met de compressieslag. Ook moet de opening van het kanaal 16 gesloten blijven bij de hierna te bespreken terugvering van het zuigersamenstel 24. Bij de technisch te realiseren spleetwijdten tussen de hydraulische zuiger 9 en de hydraulische cilinder 23 en de gebruikelijke accumulatordrukken blijkt een lengte van meer dan 20 % van de zuigerdiameter goede resultaten te geven.

Tijdens de compressieslag wordt energie toegevoerd aan het zuigersamenstel 24, dat deze energie afgeeft aan de lucht in de verbrandingsruimte 6. De verbrandingslucht is in de verbrandingsruimte 6 gebracht door een bekend en verder niet uitgewerkt luchttoevoersysteem. De oplopende druk van de gecomprimeerde verbrandingslucht remt de beweging van het zuigersamenstel 24 en het zuigersamenstel 24 stopt in het bovenste dode punt.

In de buurt van het bovenste dode punt wordt de verbranding gestart door het verder niet uitgewerkte motorbesturingssysteem, dat overeenkomt met bekende motorbesturingssystemen, en dat ondermeer gekoppeld is met de startklep 20, met een brandstofsysteem en met een of meer sensoren, die de energiebehoefte van de gebruikers meten. De ontbranding start bijvoorbeeld door injecteren van brandstof of door ontsteken met een vonk van het luchtbrandstof mengsel. Het ontbrandende mengsel perst het zuigersamenstel 24 naar het onderste dode punt tijdens een expansieslag, dat is de beweging van het zuigersamenstel 24 van de tweede positie naar de eerste positie, en de bij de ontbranding vrijkomende energie wordt voor een deel in de drukaccumulator 14 opgeslagen en voor een ander deel afgenomen via de pomp 3. Het zuigersamenstel 24 komt aan het einde van de expansieslag tot stilstand in het onderste dode punt, en doordat de terugslagklep 19 zich snel sluit en de startklep 20 gesloten is, blijft het zuigersamenstel 24 in deze positie staan, totdat de startklep 20 door de besturing opnieuw wordt geopend en een nieuwe slag wordt gestart.

De startklep 20 kan na de start van de compressieslag gesloten worden vanaf het tijdstip dat de hydraulische zuiger 9 de opening van kanaal 16 vrijgeeft, en de startklep 20 moet gesloten zijn op het moment dat de hydraulische zuiger 9 tijdens de expansieslag deze opening weer afsluit.

De pomp 3 bestaat uit terugslagkleppen 25 en een zuigerstang 21, die een ruimte 22 begrenst. De pomp 3 zorgt er voor dat een drukverschil tussen een hogedrukaccumulator 29 en een lagedrukaccumulator 28 wordt opgewekt of in stand gehouden wordt. Aan deze accumulatoren 28 en 29 zijn verbruikersleidingen 26 en 27 aangesloten, die bijvoorbeeld aangesloten zijn aan een niet getoonde hydromotor. Als deze hydromotor roteert en energie afneemt, daalt de druk in de hogedrukaccumulator 29. Dit wordt gedetecteerd door de aan de motorbesturing gekoppelde sensoren, de motorbesturing laat de motor een nieuwe slag maken door de startklep 20 te openen. De besturing zorgt verder ondermeer voor de voor een bepaalde energieafname noodzakelijke brandstoftoevoer naar de verbrandingsruimte en voor de tijdige ontsteking.

De druk in de hogedrukaccumulator 29 wordt bepaald door het gebruik, deze druk kan heel laag zijn of juist langdurig of incidenteel heel hoog. De druk in de drukaccumulator 14 wordt zoveel mogelijk op een constante waarde gehouden, waardoor het motorbesturingssysteem optimaal kan functioneren.

Naast de hierboven beschreven besturingsmiddelen zijn er nog andere bekende hulpsystemen aanwezig, zoals bijvoorbeeld het systeem dat het zuigersamenstel in het onderste dode punt brengt, als er aan het eind van de compressieslag geen ontbranding heeft plaats gevonden en een oliesuppletie systeem, dat er voor zorgt dat de druk in drukaccumulator 14 het gewenste niveau houdt.

Ook is de vrije zuiger motor voorzien van snelsluitende terugslagkleppen, zoals de terugslagklep 19, en is het resterende olievolume in de eerste kamer 12 in het onderste dode punt van de zuiger 9 zo klein mogelijk gehouden. Deze bekende maatregelen zijn noodzakelijk om de terugvering klein te houden.

Figuur 2 toont een tweede uitvoering van het hydraulisch besturingssysteem 2, waarbij aanpassingen zijn aangebracht, waardoor aan het einde van de expansieslag het zuigersamenstel 24 een kleinere terugvering heeft. De terugvering ontstaat doordat, in de uitvoering volgens figuur 1, aan het einde van de expansieslag in de eerste kamer 12 de druk heerst die overeenkomt met de druk in de drukaccumulator 14. Omdat het eerste oppervlak 10 groter is dan het tweede oppervlak 11, waarop dezelfde druk staat, zal het zuigersamenstel 24 naar de verbrandingsruimte bewegen en dus als het ware terugveren tot er weer evenwicht is.

In de uitvoering volgens figuur 2 wordt deze beweging extra geremd door het stijgen van de druk in tweede kamer 13 boven de accumulatordruk. Dit wordt bereikt doordat de olietoevoer uit de drukaccumulator 14 naar de tweede kamer 13 via het kanaal 17 plaats vindt via een terugslagklep 30; deze terugslagklep 30 verhindert tijdens het terugveren stroming naar de drukaccumulator 14. Voor een goede werking is de sluitingstijd van deze klep bij voorkeur zo kort mogelijk.

De open verbinding tussen de eerste en de tweede kamer via kanaal 18, en daarmee de open verbinding tussen de drukaccumulator 14 en de tweede kamer 13, wordt als het zuigersamenstel 24 in het onderste dode punt staat gesloten door de hydraulische zuiger 9 omdat deze dan in eerste positie A staat. Het kanaal 17 en daarmee de tweede kamer 13 is in de eerste positie A uitsluitend via de startklep 20 met kanaal 15 en de eerste kamer 12 verbonden.

Nadat het zuigersamenstel 24 aan het einde van de expansieslag tot stilstand is gekomen, en de terugvering begint, kan bij gesloten startklep 20 de olie in de tweede ruimte 13 deze ruimte 13 niet verlaten, waardoor door de beweging van de zuiger 9 de druk in deze ruimte 13 omhoog gaat, de terugverende beweging sneller stopt en de bewegingsrichting omkeert. Door deze beweging stijgt de druk in de eerste kamer 12 weer tot boven de druk in de drukaccumulator 14 en de terugslagklep 19 opent kort.

De terugvering herhaalt zich nu op een lager druk- en snelheidsniveau, omdat er energie via klep 19 naar de drukaccumulator 14 is afgevoerd. Deze bewegingen zullen zich herhalen totdat mede door wrijvings- en lekverliezen de energie is afgevoerd en de zuiger 9 stil staat. Doordat de druk in ruimte 13 kan stijgen tot boven de accumulatordruk, zijn de bewegingen van het zuigersamenstel 24 tijdens het terugveren kleiner en de snelheden lager.

Hierdoor wordt een meer nauwkeurige motorbesturing verkregen.

In deze uitvoering wordt tijdens de start van de compressieslag alle door de hydraulische zuiger 9 uit de tweede kamer 13 verdrongen olie via de startklep 20 naar de eerste kamer 12 gevoerd. Nadat de hydraulische zuiger 9 het kanaal 18 gepasseerd is, is er een open verbinding tussen de eerste kamer 12 en de tweede kamer 13 via de kanalen 17 en 18. Tijdens dat deel van de compressie- en expansieslag, waarbij de zuigersnelheid het grootst is, kan de olie met weinig weerstand van de eerste naar de tweede kamer stromen, waardoor de verliezen zo klein mogelijk blijven een het hydraulisch rendement hoog blijft.

De positie van het kanaal 16 ten opzichte van de rand van de hydraulische zuiger 9 in de eerste positie A voldoet aan dezelfde eisen als in figuur 1 besproken, door de verminderde terugvering zal er minder snel een ongewenste start van een slag plaats vinden. Ook de werking van de startklep en de andere onderdelen zijn vergelijkbaar.

In figuur 3 is een derde uitvoering van het hydraulisch besturingssysteem 2 getoond.

De hydraulische zuiger 9 wordt alleen in de buurt van het onderste dode punt, in figuur 3 aangegeven met de eerste positie A, afdichtend omvat door de hydraulische cilinder 23. In eerste positie A is de tweede kamer 13, bij gesloten startklep 20, alleen via de terugslagklep 30 verbonden met de drukaccumulator 14. De eerste kamer 12 is in deze positie door middel van kanaal 15 en de gesloten startklep 20 verbonden met de tweede kamer 13.

De compressieslag start met het openen van de startklep 20, de olie stroomt via terugslagklep 30 en startklep 20 uit de drukaccumulator 14 naar de eerste kamer 12, terwijl de door de zuiger 9 verdrongen olie uit de tweede kamer 13 via kanaal 17, startklep 20 en kanaal 15 stroomt naar de eerste kamer 12. Het zuigersamenstel 24 gaat onder invloed van de accumulatordruk op oppervlak 10 in de richting van de verbrandingskamer bewegen en maakt het kanaal 16 in de hydraulische cilinder 23 vrij. Tot dat moment stroomde alleen nog de door de hydraulische zuiger 9 in de tweede kamer 13 verdrongen olie via de startklep 20 naar de eerste kamer 12. Als de zuiger vrij komt van de hydraulische cilinder 23 is er nog slechts sprake van één oliekamer en is er een open verbinding tussen de drukaccumulator 14 en deze oliekamer.

Tijdens de compressieslag gaat het zuigersamenstel 24 in de richting van de verbrandingskamer, stopt in het bovenste dode punt en begint aan de expansieslag. Tijdens de expansieslag wordt de door de hydraulische zuiger 9 verdrongen olie zonder belemmering naar de drukaccumulator 14 geperst en tijdens deze beweging sluit de startklep 20. Vanaf het moment dat de hydraulische zuiger 9 omvat wordt door de hydraulische cilinder 23, gaat de verdrongen olie via de terugslag klep 30 en het kanaal 17 naar de tweede kamer 13. Dan stroomt de olie uit de eerste kamer 12 via het kanaal 16 naar de accumulator 14, en nadat de opening van het kanaal 16 door de hydraulische zuiger 9 wordt afgesloten door het kanaal 15 en de terugslagklep 19. Het tot stilstand komen van het zuigersamenstel komt op vergelijkbare wijze tot stand als beschreven bij figuur 2.

In figuur 4 is een schematische weergave getoond van een derde uitvoering, waarbij een snel openende startklep geïntegreerd is met enkele onderdelen van het hydraulisch besturingssysteem 2.

Een zuigerstang 33, waaraan de hydraulische zuiger 9 is bevestigd, is voorzien van een kanaal 35, dat de beide zijden van de hydraulische zuiger 9 met elkaar verbindt.

Aan de zijde van de eerste kamer 12 kan dit kanaal 35 afgesloten worden ter plaatse van een klepzitting 36 door een schuivend beweegbaar kleplichaam 37, en aan de zijde van de tweede kamer 13 kan dit door middel van een schuifbare ring 34, die de openingen van het kanaal 35 af kan sluiten.

Bij het verschuiven van de ring 34 in de richting van de hydraulische zuiger 9 ontstaat een ruimte 31. Deze ruimte 31 kan door middel van niet getoonde kleppen in verbinding gebracht worden met zowel hoge als lage druk. Hierdoor verschuift de ring 34 in de hydraulische cilinder 23, en is het mogelijk het zuigersamenstel 24 naar het onderste dode punt te brengen. Nadat het zuigersamenstel 24 in het onderste dode punt gebracht is, kan de ring 34 voor de start van de volgende compressieslag naar zijn uitgangspositie geheel links verplaatst worden.

De bewegingen van het kleplichaam 37 kunnen gestuurd worden met een klepzuiger 38, die met een cilinder een eerste klepkamer 39 en een tweede klepkamer 40 vormt. De eerste klepkamer 39 staat via een kanaal 42 en een klep 46 in verbinding met lage druk. De tweede klepkamer 40 staat via een kanaal 41 en een kanaal 44 in open verbinding met de tweede kamer, en daarmee met de druk in de drukaccumulator 14. Eventueel kan in deze leiding een klep 47 geplaatst worden, waardoor de klep 46 kan vervallen. De eerste kamer 12 is door middel van een kanaal 43, een klep 45 en het kanaal 44 verbonden met de tweede kamer. De diameter van de klepzuiger 38 is groter dan de diameter van de afdichting bij de klepzitting 36.

De compressieslag van de motor die is uitgerust met het in figuur 4 getoonde hydraulisch besturingssysteem start, doordat de klep 45 geopend wordt. Hierdoor zal het zuigersamenstel 24 in de richting van de verbrandingsruimte gaan bewegen. Onder invloed van de druk in de tweede klepkamer 40 zal het kleplichaam 37 deze beweging willen volgen. Echter omdat tegelijk met het openen van de klep 45 de klep 46 gesloten wordt, zal het kleplichaam 37 stil blijven staan en zal er een spleet ter plaatse van de klepzitting 36 ontstaan, waardoor het kanaal 35 opent. Door dit kanaal 35 stroomt nu olie uit de drukaccumulator 14, via de terugslagklep 30, het kanaal 17 en de tweede kamer 13 naar de eerste kamer 12, waardoor het zuigersamenstel 24 in de richting van de verbrandingsruimte gaat bewegen en de compressieslag start.

Nadat de compressieslag gestart is, wordt de klep 45 gesloten en wordt de klep 46 geopend. Hierdoor verplaatst het kleplichaam 37 zich in de richting van het zuigersamenstel 24 en staat gereed om het kanaal 35 aan het einde van de expansieslag te sluiten. Eventueel wordt de klep 46 vervangen door de klep 47, waardoor de werking vergelijkbaar blijft. De door de beweging van het zuigersamenstel 24 opgewekte oliestroom gaat langs de klepzitting 36 door het kanaal 35, waardoor de kleppen 45, 46 of 47 zeer klein kunnen worden uitgevoerd, en dus snel kunnen schakelen. De startklep 20 uit de figuren 1-3 is dus vervangen door het kleplichaam 37 dat het kanaal 35 afsluit, en dat bewogen wordt onder invloed van oliedruk, en bestuurd wordt met de kleppen 45, 46 of 47.

Aan het einde van de expansieslag komt het zuigersamenstel 24 tot stilstand, doordat het kanaal 35 wordt afgesloten met het kleplichaam 37. De druk in de tweede klepkamer 40 is gelijk aan de druk in de tweede kamer 13, waardoor het kleplichaam 37 ook bij terugvering en de daardoor optredende drukstijging in deze kamer, afdichtend tegen de klepzitting 36 gedrukt blijft. De klepzitting 36 is eventueel voorzien van middelen waardoor de afdichting verbeterd wordt. De klepzitting 36 kan bijvoorbeeld gemaakt zijn van elastisch materiaal, of het konisch gedeelte kan voorzien zijn van een elastische laag.

Claims (3)

1. Vrije zuiger motor, voorzien van een verbrandingsdeel (1), een hydraulisch besturingssysteem (2), een energieafname-systeem (3) en een motorbesturingssysteem, waarbij het verbrandingsdeel (1) ondermeer is voorzien van een verbrandingscilinder (5) met tenminste één verbrandingszuiger (4), welke één zijde van een verbrandingsruimte (6) begrenst en heen en weer kan bewegen in de verbrandingscilinder (5) tussen een eerste positie (A) waarin het volume van de verbrandingsruimte (6) maximaal is en een tweede positie waarin dit volume minimaal is, waarbij het hydraulisch besturingssysteem (2) ondermeer de voor de compressie van de verbrandingslucht benodigde energie toevoert aan de verbrandingszuiger (4) tijdens een compressieslag, die plaats vindt tijdens de beweging van de eerste positie (A) naar de tweede positie, een gedeelte van de bij verbranding vrijkomende energie afvoert tijdens een expansieslag, die plaats vindt tijdens de beweging van de tweede naar de eerste positie en deze energie opslaat in een drukaccumulator (14) en er ondermeer tevens voor zorgt dat de verbrandingszuiger (4) in de eerste positie (A) stil kan blijven staan, welk hydraulisch besturingssysteem (2) ondermeer is voorzien van een met de verbrandingszuiger (4) een zuigersamenstel (24) vormende hydraulische zuiger (9) met een eerste oppervlak (10) dat bij belasting met hydraulische druk een kracht op het zuigersamenstel (24) uitoefent die gericht is naar de verbrandingsruimte (6) en een tweede oppervlak (11) dat kleiner is dan het eerste oppervlak (10) en dat bij belasting met hydraulische druk een kracht op het zuigersamenstel (24) uitoefent die van de verbrandingsruimte (6) af gericht is, een hydraulische cilinder (23) waarin de hydraulische zuiger (9) tenminste nabij de eerste positie (A) afdichtend past, een startklep (20;37,45,46) geplaatst in een verbindingskanaal (5,17;35,36) tussen een eerste kamer (12), die in de eerste positie (A) van het zuigersamenstel (24) gevormd wordt door het eerste oppervlak (10) en de hydraulische cilinder (23) en een tweede kamer (13), die gevormd wordt door het tweede oppervlak (11) van de hydraulische zuiger (9) en de hydraulische cilinder (23) en een kanaal (17) waardoor olie van uit de drukaccumulator (14) naar de tweede kamer (13) kan stromen waarbij de eerste kamer (12) in de eerste positie (A) uitsluitend van olie voorzien kan worden via de startklep (20;37,45,46) met het kenmerk, dat in het kanaal (17) tussen de tweede kamer (13) en de drukaccumulator (14) een terugslagklep (30) is geplaatst.

2. Vrije zuiger motor, overeenkomstig conclusie 1 met het kenmerk, dat er een kanaal (16) is dat in en nabij de eerste positie (A) afgesloten is en in het overige deel van de slag een open verbinding verzorgd tussen de eerste kamer (12) en de drukaccumulator (14).

3. Vrije zuiger motor, overeenkomstig conclusie 1 of 2 gekenmerkt door een kanaal (17,18,-35) dat in en nabij de eerste positie (A) afgesloten is en in het overige deel van de slag van de hydraulische zuiger (9) een open verbinding verzorgt tussen de eerste (12) en de tweede kamer (13).