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軸向活塞發(fā)動機、其操作方法和制造它的熱交換器的方法與流程

文檔序號:12795692閱讀:272來源:國知局
軸向活塞發(fā)動機、其操作方法和制造它的熱交換器的方法與流程

本申請是申請?zhí)枮?01080043225.5、申請日為2010年7月26日、發(fā)明名稱為“軸向活塞發(fā)動機、用于操作軸向活塞發(fā)動機的方法以及用于制造軸向活塞發(fā)動機的熱交換器的方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。

一方面,本發(fā)明涉及一種軸向活塞發(fā)動機(axialkolbenmotor)。另一方面,本發(fā)明涉及一種用于操作軸向活塞發(fā)動機的方法以及一種用于制造軸向活塞發(fā)動機的熱交換器的方法。



背景技術:

軸向活塞發(fā)動機從現(xiàn)有技術中充分已知并且標記為能量轉(zhuǎn)化機器,其在輸出側(cè)在至少一個活塞的幫助下提供機械的旋轉(zhuǎn)能,其中,活塞執(zhí)行線性的振動運動,其取向大致同軸于旋轉(zhuǎn)能的旋轉(zhuǎn)軸線取向。

除了例如僅僅以壓縮空氣來運行的軸向活塞發(fā)動機,也已知被供給燃燒劑的軸向活塞發(fā)動機。該燃燒劑可多成分地(例如由燃料并且由空氣構成)構造,其中,成分共同地或分離地被輸送給一個或多個燃燒室。由此,在當前的情況中概念“燃燒劑”表示這樣的材料,其參與燃燒或攜帶有參與燃燒的成分并且流經(jīng)軸向活塞發(fā)動機。那么,燃燒劑至少包括燃燒物(brennstoff)或燃料,其中,概念“燃料”就此而言燃燒物即描述這樣的材料,其通過化學的或其它反應、尤其通過氧化還原反應放熱地反應。此外,燃燒劑還可具有成分,例如空氣,其提供用于燃料的反應的原料。

尤其地,軸向活塞發(fā)動機也可在內(nèi)部連續(xù)燃燒(ikv)的原理下來操作,根據(jù)該原理,燃燒劑(即例如燃料和空氣)被連續(xù)地輸送給一個燃燒室或多個燃燒室。

此外,軸向活塞發(fā)動機一方面可利用旋轉(zhuǎn)的活塞和相應地旋轉(zhuǎn)的氣缸工作,其接連地(sukzessiv)旁經(jīng)燃燒室。另一方面,軸向活塞發(fā)動機可具有靜止的氣缸,其中,工作介質(zhì)那么對應于期望的負載順序被接連地分配到氣缸上。

例如,從文件ep1035310a2和文件wo2009/062473a2中已知這樣的具有靜止的氣缸的ikv軸向活塞發(fā)動機,其中,在文件ep1035310a2中公開了一種軸向活塞發(fā)動機,在其中燃燒劑供給部和廢氣排出部以熱交換的方式相互連結(jié)。

此外,在文件ep1035310a2和文件wo2009/062473a2中所公開的軸向活塞發(fā)動機具有在工作缸與相應的工作活塞和壓縮機缸與相應的壓縮機活塞之間的分離部,其中,壓縮機缸設置在軸向活塞發(fā)動機的背向工作缸的側(cè)面上。就此而言,這樣的軸向活塞發(fā)動機可關聯(lián)有壓縮機側(cè)和工作側(cè)。

應理解的是,概念“工作缸”、“工作活塞”和“工作側(cè)”與概念“膨脹缸”、“膨脹活塞”和“膨脹側(cè)”或“膨脹器缸”、“膨脹器活塞”和“膨脹器側(cè)”以及與概念“膨脹級”或“膨脹器級”同義地來使用,其中,“膨脹器級”或“膨脹級”表示所有存在于其中的“膨脹缸”或“膨脹器缸”的整體。



技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是改進軸向活塞發(fā)動機的效率。

該目的通過一種軸向活塞發(fā)動機來實現(xiàn),其帶有至少一個壓縮機缸、帶有至少一個工作缸并且?guī)в兄辽僖粋€通過其將壓縮的燃燒劑從壓縮機缸導引至工作缸的壓力管路,其中,從燃燒室至工作缸的燃燒劑流經(jīng)由至少一個由控制驅(qū)動所驅(qū)動的控制活塞來控制,并且其中該軸向活塞發(fā)動機特征在于,除了由控制驅(qū)動所施加的力之外,控制活塞在其背向燃燒室的側(cè)面處以與燃燒室壓力相反地指向的補償力來加載。

有利地,在燃燒室處借助于這樣的附加的壓縮力可明顯改進在控制活塞方面的密封,其中,對于朝向燃燒室或朝向引導燃燒劑流的噴射道的密封那么理想地僅僅一個純粹的刮油部(?labstreifung)就足夠,使得從國際專利申請文件wo2009/062473a2中已知的關于此的密封明顯簡化。

在該處應指出,特別地可多樣地設計控制驅(qū)動,例如作為液壓的、電氣的、磁性的或機械的控制驅(qū)動。

當由控制驅(qū)動所施加的力與根據(jù)本發(fā)明與燃燒室壓力相反地指向的補償力不同時,是特別有利的。

那么通常整個控制驅(qū)動可明顯更緊湊地構建,因為其基本上僅須吸收引導力。根據(jù)本發(fā)明,可由補償力施加此外所需的力,從而不通過用于在控制活塞處密封的力或者僅僅以待忽略的程度加載控制驅(qū)動。尤其地,該補償力使更短的控制時間成為可能,因為不僅控制活塞而且控制驅(qū)動可明顯更輕地來構建,因為其被更小地加載。

應理解的是,結(jié)構上可以以不同的方式施加這樣的補償力。優(yōu)選的實施方案變體為此設置成,機械地、例如經(jīng)由彈簧施加補償力,因為機械的布置方案在結(jié)構上可非常簡單地在軸向活塞發(fā)動機處實現(xiàn)。

對此備選地或增加地,當液壓地例如通過油壓力施加補償力,是有利的。例如,可通過油泵、尤其也通過分離的油泵來提供這樣的油壓力。所需的油壓力可這樣選擇,使得通常存在于軸向活塞發(fā)動機處的油壓力足夠用于產(chǎn)生補償力并且可用于它。然而,也可設置有獨立的油泵。

關于另一實施方案變體設置成,對此附加地或備選地,氣動地、尤其經(jīng)由壓縮機壓力來施加補償力。該氣動的變體特別具有該優(yōu)點,用于產(chǎn)生補償力的壓力總歸存在于軸向活塞發(fā)動機處并且此外有利地大致對應于燃燒室壓力,因為用于產(chǎn)生該壓力的實際的功已經(jīng)在工作活塞中實現(xiàn)。就此而言,僅僅需要設置有小的密封,其僅需要密封小的壓力差。對此補充地,油泵可產(chǎn)生相應的油膜,其中那么該油膜有利地在獨立的循環(huán)中引導油,以便該油泵僅僅暴露于特別小的背壓中。那么,就此而言油泵不需要克服壓縮機壓力工作,這接下來還將詳細進行解釋。

有利地,借助于所設置的大約30bar的燃燒劑壓力產(chǎn)生氣動地產(chǎn)生的補償力。為此,尤其應相應地對大氣或?qū)S向活塞發(fā)動機的剩余空間密封控制活塞,從而僅僅需要刮油部用于在燃燒室或相應的噴射道與控制空間之間密封。必要時,還可設置有補充的、但是相應地尺寸更小的附加密封。

就此而言,該目的的另一解決方案設置有一種軸向活塞發(fā)動機,其帶有至少一個壓縮機缸、帶有至少一個工作缸并且?guī)в兄辽僖粋€通過其將壓縮的燃燒劑從壓縮機缸經(jīng)過燃燒室導引至工作缸的壓力管路,其中,從燃燒室至工作缸的燃燒劑流經(jīng)由至少一個由控制驅(qū)動所驅(qū)動的控制活塞來控制,并且其中,該軸向活塞發(fā)動機特征在于,控制活塞布置在壓力室中。這尤其可由此實現(xiàn),即控制室或控制腔(即,控制活塞和控制驅(qū)動的部件的至少一個零件、優(yōu)選地重要的零件布置在其中的室)構造為壓力室。

就此而言,概念“壓力室”表示軸向活塞發(fā)動機的每個被包圍的空間,其相對于環(huán)境具有優(yōu)選地至少10bar的明顯的過壓。

由于控制活塞本身布置在壓力室或控制腔中的事實,有利地,不需要昂貴的密封,從而在軸向活塞發(fā)動機處可以以較小的損失工作,由此又可改進軸向活塞發(fā)動機的效率。從現(xiàn)有技術中迄今僅僅已知,燃燒室側(cè)而非控制活塞設置在壓力室中。

此外,本發(fā)明的目的也由一種軸向活塞發(fā)動機來實現(xiàn),其帶有至少一個壓縮機缸、帶有至少一個工作缸并且?guī)в兄辽僖粋€通過其將壓縮的燃燒劑從壓縮機缸經(jīng)過燃燒室導引至工作缸的壓力管路,其中,從燃燒室至工作缸的燃燒劑流經(jīng)由至少一個由控制驅(qū)動所驅(qū)動的控制活塞來控制,并且其中,該軸向活塞發(fā)動機特別地特征在于,控制驅(qū)動包括控制軸,其驅(qū)動控制活塞并且其與一方面加載以壓縮機壓力的軸密封共同作用。

如果一方面軸密封加載以壓縮機壓力,在理想情況中不需要另外的密封,并且有利地可以以更小的損失運行軸向活塞發(fā)動機。軸密封那么優(yōu)選地用作對尤其可具有壓縮機壓力的軸向活塞發(fā)動機的壓力室的密封。

然而,在相應地設計的軸密封中,也可以以大氣壓力或以低于壓縮機壓力的其它的發(fā)動機壓力來工作。。

該目的通過一種軸向活塞發(fā)動機來實現(xiàn),其帶有至少一個壓縮機缸、帶有至少一個工作缸并且?guī)в兄辽僖粋€通過其將壓縮的燃燒劑從壓縮機缸導引至工作缸的壓力管路,其中,從燃燒室至工作缸的燃燒劑流經(jīng)由至少一個由控制驅(qū)動所驅(qū)動的控制活塞來控制,并且其中該軸向活塞發(fā)動機特征在于,控制活塞以油來濕潤并且濕潤控制活塞的油在獨立的油循環(huán)中來引導。

即需要兩個油泵以便可在獨立的油循環(huán)中引導濕潤控制活塞的油。然而,油泵可以克服不同的壓力工作。就此而言,其可損失非常小地運行。

就此而言概念“獨立”表示,存在至少一個另外的油循環(huán)用于在軸向活塞發(fā)動機處的另外的構件和/或構件組。

就此而言,當軸向活塞發(fā)動機包括用于潤滑和/或冷卻軸向活塞發(fā)動機的部件的主油循環(huán)(其與該獨立的油循環(huán)分離)時,是有利地的。

為了能夠方便地且精確地進行兩個油循環(huán)的油位的平衡或控制,當軸向活塞發(fā)動機特征在于在主油循環(huán)與獨立的油循環(huán)之間的可打開和關閉的連接時,是有利的。

根據(jù)本發(fā)明的具體的實現(xiàn)方案,獨立的油循環(huán)和壓縮機壓力可這樣彼此相協(xié)調(diào),使得它們共同提供之前所描述的補償壓力用于建立補償力。

當控制活塞噴射冷卻時,軸向活塞發(fā)動機還可損失更小地運行。由此,可進一步改進軸向活塞發(fā)動機的效率。

當噴射冷卻經(jīng)由油實現(xiàn)時,即使在極其高的工作溫度下,尤其控制活塞的冷卻也出色地實現(xiàn)。

為了能夠阻止油在控制活塞處的關鍵損失,當在控制活塞處設置有刮油器時,是有利的。尤其由此可阻止油移動(abwandern)到噴射道中和到工作缸中。

此外,為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的,備選地或增加地提出一種軸向活塞發(fā)動機,其帶有包括至少一個氣缸的壓縮機級、帶有包括至少一個氣缸的膨脹器級、帶有至少一個在壓縮機級與膨脹器級之間的燃燒室、帶有至少一個以燃燒室壓力加載的構件并且?guī)в杏糜跐櫥挠脱h(huán),其中,油循環(huán)具有發(fā)動機油循環(huán)和帶有與發(fā)動機油循環(huán)不同的壓力水平的壓力油循環(huán)。由此實現(xiàn)該優(yōu)點,即,在帶有不同的壓力水平的相應的油循環(huán)中,該循環(huán)的油泵(例如壓力油循環(huán)的壓力油泵)僅僅必須施加為了輸送油所需的背壓,并且不必通過壓力油泵施加在該循環(huán)中為了達到出于其它原因可能需要的、超過用于輸送油的壓力的更高的壓力。

通過壓力油循環(huán)可具有克服位于燃燒室中的燃燒室壓力工作的構件,當壓力油循環(huán)的壓力水平對應于燃燒室壓力時,相應是有利的。對此替代地或增加地,也可以是有利的是,壓力油循環(huán)的壓力水平對應于壓縮機壓力。通過壓力油循環(huán)的對應于燃燒室壓力或壓縮機壓力的壓力水平,可以氣動地盡可能補償作用在以燃燒室壓力加載的構件處(例如在控制活塞處)的氣體力。就此而言由此實現(xiàn)在其效率方面進一步改進軸向活塞發(fā)動機的目的,即,使作用在控制活塞處的活塞功最小化并且因此在相同的燃燒物應用時使在軸向活塞發(fā)動機處發(fā)出的功或功率最大化。

就此而言應指出的是,說法“壓力水平對應于壓力”也以寬容地允許在壓力水平與應是壓縮機壓力或硬石燃燒室壓力的壓力之間直至40%的壓力差。然而優(yōu)選地,通過說法“壓力水平對應于壓力”應獲取最大7bar的壓差。在沒有過大的效率損失的情況下這樣的壓力差還可由也經(jīng)受更高的溫度的密封部截獲。

為了在軸向活塞發(fā)動機的可變的功率輸出時不與該改進效率的優(yōu)點相對立,此外提出,在軸向活塞發(fā)動機全負荷時壓力油循環(huán)具有大于20bar的壓力水平。增加地或備選地提出,在軸向活塞發(fā)動機的部分負荷時壓力油循環(huán)具有在5bar與20bar之間的壓力水平。在所有運行情況的大部分中這確保均衡的壓縮比,通過該壓縮比優(yōu)化效率。對此替代地或增加地提出,在軸向活塞發(fā)動機的怠速運轉(zhuǎn)時和/或在軸向活塞發(fā)動機的停止時,壓力油循環(huán)具有在5bar之下的壓力水平。尤其在這些運行狀態(tài)中,這使相應的密封部的小的負載成為可能,從而可在更長的時間段上有效的可能的泄漏流尤其也不具有明顯的干擾的影響。當停止-起動系統(tǒng)引起軸向活塞發(fā)動機的短暫的停止且由此在軸向活塞發(fā)動機起動之后不必重新建立壓力油循環(huán)中的壓力時,維持壓力油循環(huán)中的壓力是尤其有利的,因為該壓力還可在短期的停止之后被維持。在軸向活塞發(fā)動機的與負載相關的且非靜態(tài)的運行中,通過該措施尤其可實現(xiàn)該優(yōu)點,即,在以燃燒室壓力加載的構件處的燃燒室壓力的補償始終對應于軸向活塞發(fā)動機的燃燒室壓力或負荷點。通過符合需要地在以燃燒室壓力加載的構件處提供為了補償燃燒室壓力所需的氣體力,由此保證在不同的運行條件下優(yōu)化的效率。始終更大地顯出的氣體力導致燃燒室壓力的過補償,由此又引起用于產(chǎn)生在壓縮機級處的補償壓力的不利于效率的壓縮機功率。

怠速運轉(zhuǎn)”指在運行狀態(tài)的該部位處,在其處軸向活塞發(fā)動機的指示功率大致對應于軸向活塞發(fā)動機的摩擦功率,即有效的功率產(chǎn)生為零。

本發(fā)明通過將油循環(huán)分離成發(fā)動機油循環(huán)和壓力油循環(huán)在其效率方面改進軸向活塞發(fā)動機的目的尤其補充地由此實現(xiàn),即,發(fā)動機油循環(huán)具有發(fā)動機油底殼和發(fā)動機油泵,而壓力油循環(huán)具有壓力油底殼和壓力油泵。這具有提高效率的優(yōu)點,即發(fā)動機油泵和壓力油泵可提供對于發(fā)動機油循環(huán)和壓力油循環(huán)獨立的油體積流,并且因此發(fā)動機油泵和壓力油泵的功率需求對應于發(fā)動機油循環(huán)和壓力油循環(huán)的要求。

為了保證濕潤加載以燃燒室壓力的構件(諸如控制活塞和其它與控制活塞處于相互作用的構件),此外提出,壓力油底殼具有用于獲取油位的器件。有利地,該用于獲取油位的器件特征在于,壓力油底殼的通過用于獲取油位的器件所獲得的油位是最小的和/或最大的油位。該優(yōu)點有助于,不僅在運行可靠上阻止了潤滑不良,而且阻止壓力油循環(huán)的過填充(überfüllen)和與此伴隨的效應,如油起泡、油噴出(?lwerfen)或另外不期望的油從壓力油循環(huán)中流出。

此外提出,至少一個控制腔為壓力油循環(huán)的組成部分。該布置的優(yōu)點由此得出,即在控制活塞的背對燃燒室的側(cè)面處形成的控制腔可通過壓力油循環(huán)的對應于燃燒室壓力水平的壓力水平補償作用到控制活塞上的燃燒室壓力。

在此,利用“控制腔”描述相應的空腔,其布置在一個或多個控制活塞的背對燃燒室的側(cè)面上。背對燃燒室的側(cè)面對此附加地通過控制活塞的運動方向限定。由此,背對燃燒室的側(cè)面對應于控制活塞的該側(cè)面,在其上,所施加的氣體壓力在其合力(resultierenden)上與作用到控制活塞上的燃燒室壓力相反。在控制腔中也可設置有另外的部件,其與一個或多個控制活塞相互作用,例如控制地起作用的凸輪盤(kurvenscheibe)或軸承組件。就此而言,油循環(huán)的壓力油循環(huán)必要時還包含一個或多個控制活塞的部分,其中,為了潤滑控制活塞而循環(huán)的油可在濕潤位于控制活塞處的摩擦副之后流入該控制腔中并且從該處起被收集在油底殼中。

為了實現(xiàn)作用在不同的構件處的燃燒室壓力的補償?shù)膬?yōu)化效率的優(yōu)點,此外提出,壓力油循環(huán)經(jīng)由增壓管路與壓縮機級的至少一個氣缸相連接。使用這樣的增壓管路帶來該優(yōu)點,可始終運行可靠地且簡單地滿足需要提供在壓力油循環(huán)中的壓力水平,該壓力水平也以相似的高度存在于燃燒室中。適宜地且有利地,經(jīng)由該增壓管路提供根據(jù)運行點控制的或調(diào)節(jié)的壓力建立。

為了滿足軸向活塞發(fā)動機的交變的負荷點的要求,提出,在壓縮機級的至少一個氣缸與壓力油循環(huán)之間布置有增壓閥,以便提供根據(jù)運行點控制的或調(diào)節(jié)的壓力建立。該增壓閥尤其可設置在以上已經(jīng)描述的增壓管路中。

增壓閥優(yōu)選地由此滿足調(diào)節(jié)技術上的花費,即,增壓閥可接通地實施,尤其由此即增壓閥實施成可經(jīng)由壓縮機壓力接通。為此,增壓閥可與壓縮機級有效連接并且具有帶有用于接通的器件的控制裝置。

在合適的實施形式中,增壓閥例如可以是電地或電子地操縱的或者而還有氣動地操縱的閥。因此可間接地通過控制器操縱增壓閥,或者而還直接地通過出現(xiàn)在閥處的壓縮機壓力。如果壓縮機壓力超過一定的值,則增壓閥打開并且壓縮機級與壓力油循環(huán)相連接,由此導致壓力油循環(huán)利用壓縮的空氣或其它存在于壓縮機級中的介質(zhì)增壓。

有利地,對應于在軸向活塞發(fā)動機的運行中存在的負荷點,增壓閥特征在于,在5bar、更優(yōu)選地10bar、最優(yōu)選地30bar的增壓壓力下接通增壓閥。這具有該優(yōu)點,即在壓力油循環(huán)中可提供對于補償作用在構件處的燃燒室壓力所需的或者很大程度上對應于其的壓力。此外,如果壓縮機壓力下降到在壓力油循環(huán)中存在的壓力水平之下,通過以上描述的增壓閥有效地阻止壓力從壓力油循環(huán)中漏出。有利地,增壓閥可實施為氣動的、壓力控制的多路閥(mehrwegeventil),使得增壓閥的主動的控制是可能的。

此外,可考慮的是,增壓閥是止回閥(rückschlagventil),尤其壓力控制的止回閥。這使在不需要另外的措施的情況下增壓閥的在結(jié)構上特別簡單的開關成為可能。

應用通過軸向活塞發(fā)動機的壓縮機級所提供的壓力(其中,為了施加該壓力所提供的空氣或所提供的燃燒劑在從環(huán)境條件中壓縮時通常具有處于環(huán)境條件之上的溫度水平)可導致,在節(jié)流部位(例如其是閥)之后的壓力降或在增壓管路的壁處的冷卻可引起流體的冷凝。因此,作為壓力油循環(huán)的另一設計方案提出,在增壓閥與壓力油循環(huán)之間布置有油分離器。

因為在該油分離器處所分離的油已經(jīng)位于高的壓力水平上,此外提出,油分離器的出口(ablauf)與壓力油底殼相連接。

此外提出,在增壓閥與壓力油循環(huán)之間布置有脫水器。由此,位于壓縮的空氣中的水蒸氣可能已經(jīng)在引入該壓縮空氣之前被高效地分離出,從而阻止水蒸氣在壓力油循環(huán)中的凝出并且關于此,軸向活塞發(fā)動機的使用壽命不由出現(xiàn)的腐蝕限制。當如所提出的那樣使用油分離器并且油分離器的出口將分離的油又供應給壓力油循環(huán)時,對于從壓力油管路朝向壓縮機級的回流的情況也可有效地阻止從壓力油循環(huán)中的油的損失。借助于油分離器尤其也可阻止軸向活塞發(fā)動機的損壞,其在壓縮機級中可通過含油的空氣的自燃引起。

有利于效率地在壓力油循環(huán)中使用與發(fā)動機油循環(huán)相比更高的壓力水平通過存在的壓力降可導致從壓力油循環(huán)到發(fā)動機油循環(huán)中更高的油泄漏。為了在軸向活塞發(fā)動機的整個運行期間持續(xù)地維持壓力油循環(huán)的提高效率的優(yōu)點,因此適宜的是,在壓力油底殼與壓力油泵之間以及在發(fā)動機油底殼或發(fā)動機油泵與壓力油泵之間布置有平衡閥。這具有該優(yōu)點,即可由此阻止低于在壓力油底殼中的最小的必要的油位,即壓力油泵從發(fā)動機油底殼中吸取(beziehen)油,直至壓力油底殼的油位達到最大值。此外,油循環(huán)的該維護效率的設計方案由此實現(xiàn),即平衡閥有效連接用于獲取油位的器件。

此外提出,平衡閥與控制裝置有效連接。這樣的控制裝置例如可以是軸向活塞發(fā)動機的控制器,在其中儲存有特性場或算法,應根據(jù)其同樣實現(xiàn)壓力油循環(huán)與發(fā)動機油循環(huán)的連接,以便達到在壓力油循環(huán)中油位的平衡。因此,平衡閥可直接與用于獲取油位的器件相連接或者而間接地經(jīng)由控制裝置與用于獲取油位的器件相連接。

也可考慮,控制裝置不僅經(jīng)由在壓力油循環(huán)中的油位而且經(jīng)由溫度或其它參數(shù)(諸如緊急運轉(zhuǎn)信號(notlaufsignal)或維護信號)操控平衡閥,以便例如實現(xiàn)位于壓力油循環(huán)中的油的更換。

當平衡閥優(yōu)選地在第一運行狀態(tài)中將壓力油底殼與壓力油泵連接并且在第二運行狀態(tài)中將發(fā)動機油底殼或發(fā)動機油泵與壓力油泵連接時,那么在壓力油循環(huán)中使用與發(fā)動機油循環(huán)相比更高的壓力水平在能量上是特別有利的。這具有該優(yōu)點,通過使用壓力油循環(huán)如此保證效率使得僅僅在發(fā)動機油循環(huán)和壓力油循環(huán)之間壓差較小時連接這兩個分循環(huán),從而壓力油泵的功率消耗通過克服高的壓力差不導致效率下降。

對此增加地,對于平衡閥的維護效率的設計方案提出,第一運行狀態(tài)對應于軸向活塞發(fā)動機的部分負荷和/或全負荷,而第二運行狀態(tài)對應于軸向活塞發(fā)動機的怠速運轉(zhuǎn)和/或停止。平衡閥的該設計方案保證,平衡閥僅僅在發(fā)動機油循環(huán)與壓力油循環(huán)之間壓力差較小時接通,以便有效地阻止由于負的壓力降油從壓力油循環(huán)回流到發(fā)動機油循環(huán)中。壓力油循環(huán)的排空可能通過潤滑不良可使軸向活塞發(fā)動機的效率顯著惡化。

因此此外備選地或增加地提出,在發(fā)動機油底殼與平衡閥之間或在發(fā)動機油泵與平衡閥之間布置有構造為止回閥的單向閥(rücklaufventil)。此外,借助于該單向閥可有利地阻止在平衡閥功能故障時無意地排空壓力油循環(huán)。

尤其相應地提出,單向閥具有從發(fā)動機油循環(huán)至壓力油循環(huán)的流動方向。

止回閥的保險功能在該布置中有利地由此實現(xiàn),即由此在正的壓力降時壓力油循環(huán)的進一步填充是可能的,然而在負的壓力降時排空被阻止。

此外,為了實現(xiàn)改進效率的軸向活塞發(fā)動機,相應地提出一種用于操作軸向活塞發(fā)動機的方法,該軸向活塞發(fā)動機帶有包括至少一個氣缸的壓縮機級、帶有包括至少一個氣缸的膨脹器級并且?guī)в兄辽僖粋€在壓縮機級與膨脹器級之間的燃燒室,其中,從燃燒室中在燃燒室壓力下至膨脹器級的氣缸的燃燒劑流經(jīng)由至少一個控制活塞來控制,并且軸向活塞發(fā)動機具有用于潤滑的油循環(huán),該方法特征在于,油循環(huán)被劃分成發(fā)動機油循環(huán)和壓力油循環(huán)并且軸向活塞發(fā)動機的以燃燒室壓力加載的構件通過壓力油循環(huán)來潤滑。

對此附加地提出,作用到控制活塞上的燃燒室壓力由存在于控制腔中的且對應于燃燒室壓力的壓力水平補償。

通過一方面油循環(huán)的兩個分循環(huán)相應本身以最小所需的壓力水平工作并且由此位于這些分循環(huán)中的油泵的功率消耗是符合需要的、最小的并且因此效率優(yōu)化的,該所提出的用于軸向活塞發(fā)動機的方法又有助于改進軸向活塞發(fā)動機的效率。另一方面,通過在以燃燒室壓力加載的構件、尤其在以燃燒室壓力加載的控制活塞處的燃燒室壓力的補償,阻止或使在控制活塞處的對于循環(huán)過程的效率無益的活塞功最小化,從而使軸向活塞發(fā)動機的熱力學效率最大化。

有利地,在控制腔中的對應于燃燒室壓力的壓力水平可通過壓縮機級來提供。這帶來該優(yōu)點,即不需要用于產(chǎn)生相應的壓力水平的附加的設備或附加的部件,并且此外具有該優(yōu)點,即通過壓縮機級所提供的壓力或壓力水平也處于對應于待補償?shù)娜紵覊毫Φ臄?shù)量級。

優(yōu)選地,在低于壓力油底殼中的最小油位時,壓力油循環(huán)利用來自發(fā)動機油循環(huán)的油來填充。這具有該優(yōu)點,即通過由來自發(fā)動機油循環(huán)的油代替由于提高的壓力從壓力油循環(huán)離開的油,始終提供足夠的油用于潤滑通過燃燒室壓力加載的構件。為此,尤其在軸向活塞發(fā)動機的怠速運轉(zhuǎn)時和/或在停止時壓力油循環(huán)可與發(fā)動機油循環(huán)相連接,因為壓力差那么相對很小。通過當在發(fā)動機油循環(huán)與壓力油循環(huán)之間的壓差最小時那么尤其實現(xiàn)從發(fā)動機油循環(huán)中取出油,壓力油循環(huán)與發(fā)動機油循環(huán)之間的高的壓力差通過所提出的方法可有利地被避開(umgehen),從而使兩個壓力油泵的由該壓力差所引起的功率消耗最小化并且關于此使軸向活塞發(fā)動機的總效率最大化。

對最后提及的方法替代地或補充地,在壓力油循環(huán)與發(fā)動機油循環(huán)之間的壓力差小于5bar時壓力油循環(huán)可被與發(fā)動機油循環(huán)相連接。該操作方法提供該優(yōu)點,即當發(fā)動機油循環(huán)與壓力油循環(huán)之間的壓力差與軸向活塞發(fā)動機的轉(zhuǎn)速無關地假設為這樣的值,在該值時克服為了填充壓力油循環(huán)所需的壓力差要求用于此的油泵的最小功率消耗,壓力油循環(huán)可利用來自發(fā)動機油循環(huán)的油來填充。因此在軸向活塞發(fā)動機的運行期間也可在有利的效率下運行可靠地填充壓力油循環(huán)。

獨立于本發(fā)明的其余特征,該目的也由帶有至少一個壓縮機缸、帶有至少一個工作缸并且?guī)в兄辽僖粋€通過其將壓縮的燃燒劑從壓縮機缸經(jīng)過燃燒室導引至工作缸的壓力管路的軸向活塞發(fā)動機實現(xiàn),其中,從燃燒室至工作缸的燃燒劑流經(jīng)由至少一個控制活塞來控制并且其中,控制活塞在燃燒室側(cè)由鐵或鋼形成。

因為控制活塞也與軸向活塞發(fā)動機的非常熱的工作介質(zhì)或燃燒劑接觸,當控制活塞的至少關于此的區(qū)域耐高溫地來設計時,是有利的。

有利地,控制活塞其余由鋁或其合金形成,從而控制活塞特別輕并且由此可實現(xiàn)極端短的控制時間。

對此替代地,整個控制活塞可由鐵或鋼形成,因為控制活塞通常大多較小地構建并且因此較小地具有質(zhì)量。當極端短的控制時間不扮演重要作用或者(剛好因為控制活塞的較低的重量)仍然可被實現(xiàn)時,這尤其是好的解決方案。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面,為了解決開頭所提的目的,提出一種軸向活塞發(fā)動機,其帶有至少一個壓縮機缸、帶有至少一個工作缸并且?guī)в兄辽僖粋€通過其將壓縮的燃燒劑從壓縮機缸經(jīng)過燃燒室導引至工作缸的壓力管路,其中,從燃燒室至工作缸的燃燒劑流經(jīng)由至少一個由控制驅(qū)動所驅(qū)動的控制活塞來控制,該軸向活塞發(fā)動機特征在于,控制活塞具有利用在軸向活塞發(fā)動機的運行溫度下液態(tài)的金屬填充的空腔或利用在軸向活塞發(fā)動機的運行溫度下液態(tài)的金屬合金填充的空腔。在運行溫度下液態(tài)的金屬合金或液態(tài)的金屬的使用可用于控制活塞的集中冷卻,由此有利地,在更高的溫度下控制活塞也可以以足夠的使用壽命和強度來使用。

對此增加地提出,金屬或金屬合金至少具有鈉。鈉以其非常小的熔化溫度和它的在內(nèi)燃機中良好的可操控性具有可應用在熱的構件中的優(yōu)點。應理解的是,同樣可使用由周期系(perioden-system)中的堿族中的任何金屬,只要該金屬的熔化溫度在軸向活塞發(fā)動機的運行溫度之下。此外應理解的是,為了該目的同樣可使用材料汞、鎵、銦、鋅、鉛或這些材料的合金以及其它液態(tài)的金屬。

開頭所闡述的目的也(尤其與文件wo2009/062473a2不同)由一種軸向活塞發(fā)動機實現(xiàn),其帶有包括至少一個氣缸的壓縮機級、帶有包括至少一個氣缸的膨脹器級、帶有至少一個在壓縮機級與膨脹器級之間的燃燒室、帶有至少一個控制活塞以及在燃燒室與膨脹器級之間的通道,在該軸向活塞發(fā)動機中,控制活塞和通道具有帶有主流向的通過控制活塞的運動所開啟的流動橫截面,并且控制活塞具有平行于主流向的導向面和/或垂直于主流向的碰撞面(prallfl?che),并且在該軸向活塞發(fā)動機中,控制活塞以及通道具有通過控制活塞的運動所開啟的流動橫截面,并且控制活塞的運動沿著控制活塞的縱軸線實現(xiàn),并且控制活塞具有與控制活塞的縱軸線成銳角的導向面和/或碰撞面。

通常在內(nèi)燃機的兩個含有體積的構件之間的充量交換(ladungswechsel)通過節(jié)流部位與流動損失相聯(lián)系。在當前情況中由通道和控制活塞形成的這樣的節(jié)流部位通過該流動損失引起效率損失。由此,該通道和/或活塞的在流動技術上有利的設計方案引起效率提高。

相應地,控制活塞的平行于主流向取向的導向面具有避免流動損失和使效率最大化的優(yōu)點。尤其當流動這樣構造使得其剛好不垂直于控制活塞的縱軸線時,通過與控制活塞的縱軸線成銳角地取向的導向面,導向面可與流經(jīng)該導向面的流動成有利的角度。有利地,通過使在導向面處或在控制活塞處的流動損失最小化,通過該措施也提高軸向活塞發(fā)動機的效率。

當前以“主流向”指燃燒劑通過通道的流動方向,其可在燃燒劑的層流的情況下或也在渦流的情況下測得并還可圖示示出。由此,特征“平行”涉及該主流向并且應在數(shù)學幾何的意義上理解,其中,控制活塞的平行于主流向的導向面就由于燃燒劑的流動不吸收沖量或者就不改變流動的沖量。

如果控制活塞到達在其中控制活塞關閉所開啟的流動橫截面的位置,有利地,該垂直于主流向構造的碰撞面帶有相對于燃燒室的最小的表面,從而位于該燃燒室中的燃燒劑也引起到控制活塞中的最小的熱流。由此,通過該相對于主流向最小地實施的碰撞面也獲得盡可能小的壁熱損失,由此又使軸向活塞發(fā)動機的熱力學效率最大化。

與之前已經(jīng)描述的導向面類似,碰撞面又可借助于銳角布置并且這樣置于燃燒劑的流動中,使得如果流動不垂直于控制活塞或控制活塞的縱軸線,則碰撞面具有相對于流動的最小的表面。最小地實施的碰撞面又得出該優(yōu)點,一方面壁熱損失被減小并且在漩渦形成時使流動的不利的轉(zhuǎn)向最小化并且相應地使軸向活塞發(fā)動機的熱力學效率最大化。

導向面和/或碰撞面可以是平的面、球形的面、柱形的面或錐形的面。導向面和/或碰撞面的平的設計帶來該優(yōu)點,一方面可特別簡單地且成本有利地制造控制活塞,并且另一方面,與導向面共同作用的密封面同樣在結(jié)構上可簡單地實施,并且在該導向面處實現(xiàn)最大的密封效果。此外,導向面和/或碰撞面的球形的設計帶來該優(yōu)點,如果通道同樣具有圓形的或者而還橢圓形的橫截面,該導向面幾何上特別好地匹配于緊隨該處的通道。由此,在從控制活塞或控制活塞的導向面至通道的過渡處不產(chǎn)生不期望的流動中斷(abrissstr?mung)或渦流。同樣,柱形的導向面和/或碰撞面可實現(xiàn)該優(yōu)點,即在控制活塞與通道之間的過渡處或者而還在控制活塞與燃燒室之間的過渡處可在避免流動中斷或渦流的情況下實現(xiàn)流動。備選地,如果緊隨在控制活塞處的通道具有在通道的長度上可變的橫截面,在導向面和/或碰撞面處錐形的面同樣可以是有利的。如果通道應構造為擴散器或為噴嘴,則流動又可通過在控制活塞處錐形地構造的導向面在沒有流動中斷或渦流的情況下實現(xiàn)。應理解的是,每個之前所闡述的措施本身也獨立于其它措施地效率最大化地起作用。

軸向活塞發(fā)動機在燃燒室與膨脹器級之間可具有導向面密封面,其中,導向面密封面平行于導向面構造并且在控制活塞的上止點中與導向面共同作用。因為控制活塞在其上止點中也具有密封作用,導向面密封面有利地這樣構造,使得其在控制活塞的上止點中大面積地與導向面共同作用并且由此實現(xiàn)密封作用。如果導向面密封面的每個點具有與導向面相同的間距、優(yōu)選地與導向面沒有間距,那么存在導向面密封面的最大的密封作用。平行于導向面構造的導向面密封面與導向面具有何種幾何形狀無關地滿足該要求。

對此增加地提出,導向面密封面在通道側(cè)過渡到垂直于控制活塞的縱軸線的表面中。在最簡單的實施方案中,導向面密封面至垂直于控制活塞的縱軸線的表面中的過渡也可以以彎折的方式存在,由此,流經(jīng)導向面密封面的流動在該彎折即該突出部可中斷,使得燃燒劑的流動可以以盡可能小的流動損失過渡到緊隨在控制活塞處的通道中。應理解的是,如果導向面密封面具有中斷棱邊(abrisskante),控制活塞的導向面不一定必須平行于導向面密封面構造。在該情況中,也可考慮不帶彎折或突出部地構造導向面。

對于前述的特征備選地或增加地提出,軸向活塞發(fā)動機在燃燒室與膨脹器級之間具有裙密封面(schaftdichtfl?che),其中,裙密封面平行于控制活塞的縱軸線構造并且與控制活塞的裙的表面共同作用。如果控制活塞達到其上止點,控制活塞不僅具有朝向燃燒室密封的作用,而且有利地也實現(xiàn)相對于膨脹器級的密封,其通過控制活塞的裙與相應的裙密封面的共同作用實現(xiàn)。由此再次減小經(jīng)由控制活塞的泄漏損失,由此,又可使軸向活塞發(fā)動機的總效率最大化。

此外提出,導向面、碰撞面、導向面密封面、裙密封面和/或控制活塞的桿的表面具有反射性的表面。因為這些表面中的每個可與燃燒劑相接觸,也可經(jīng)由這些面中的每個實現(xiàn)壁熱流和因此效率損失。由此,反射性的表面因此阻止不必要的通過熱輻射的損失并且由此實現(xiàn)相應地提高軸向活塞發(fā)動機的熱力學效率的優(yōu)點。

此外,為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的,備選地或增加地提出一種軸向活塞發(fā)動機,其帶有至少一個壓縮機缸、帶有至少一個工作缸并且?guī)в兄辽僖粋€通過其將壓縮的燃燒劑從壓縮機缸導引至工作缸的壓力管路,其中,從燃燒室至工作缸的燃燒劑流經(jīng)由至少一個控制活塞來控制,該軸向活塞發(fā)動機特征在于,即,控制活塞的至少一個燃燒室側(cè)的表面是反射性的。通過這樣的反射性(verspiegelung)可能以有利的方式減小相應的部件尤其通過熱負載的輻射的反射而引起的熱負載。

對此替代地或增加地,本發(fā)明的目的相應地可通過帶有至少一個壓縮機缸、帶有至少一個工作缸并且?guī)в兄辽僖粋€通過其將壓縮的燃燒劑從壓縮機缸導引至工作缸的壓力管路的軸向活塞發(fā)動機實現(xiàn),其中,從燃燒室至工作缸的燃燒劑流經(jīng)由至少一個控制活塞來控制,該軸向活塞發(fā)動機特征在于,燃燒室具有由反射性的金屬構成的燃燒室底部。

此外,金屬的表面的反射性帶來該優(yōu)點,即可減小通過在燒盡的(verbrannt)燃燒劑與金屬的表面之間的高的溫度差而產(chǎn)生的壁熱流(wandw?rmestrom),至少對于由熱輻射引起的壁熱流。在內(nèi)燃機中的效率損失的很大份額通過該提及的壁熱流產(chǎn)生,因此通過減小壁熱流給出存在通過本發(fā)明的所提出的解決方案提高軸向活塞發(fā)動機的熱力學效率的可能性。

應理解的是,一方面通過反射性,非金屬的表面也可在熱力學效率上帶來優(yōu)點,并且另一方面增加地或備選地可由此實現(xiàn)在熱力學效率上的該優(yōu)點,即,只要燃燒劑的溫度高于壁溫度,軸向活塞發(fā)動機的每個與燃燒劑處于接觸的構件變得有反射性。

此外應理解的是,可應用任何其它能夠提高構件表面的光譜的反射度的表面覆層。此外,當然可想象這樣的表面覆層,其對此替代地或增加地減小構件表面的導熱系數(shù),以便通過對流減小熱力學損失的份額。

獨立于本發(fā)明的其余特征,本發(fā)明的目的也通過帶有至少一個工作缸的軸向活塞發(fā)動機實現(xiàn),工作缸由連續(xù)地工作的燃燒室來供給,其中,燃燒室有利地具有兩個燃燒用空氣輸入部。

尤其地,借助于多個燃燒用空氣輸入部毫無疑問可調(diào)整空燃比lambda(λ),即氧氣與燃料的比例。已知地,在值λ=1時全部燃料可良好地燃燒,這是因為提供與用于燃燒所有燃料所需的正好那么多的氧氣。否則,調(diào)整帶有氧氣過量帶有值λ>1的更稀的燃燒混合氣。但是,當設置有兩個燃燒用空氣輸入部時,特別均勻且快速地調(diào)整帶有λ<1且氧氣不足的更濃的燃燒混合氣。就此而言,經(jīng)由這兩個在兩個不同的水平上的燃燒用空氣輸入部的燃燒用空氣供給是有利的。

在此,軸向活塞發(fā)動機的當前的燃燒室如何設計并不重要。例如,燃燒室可配備有預燃燒室和主燃燒室且因此具有有利的二級燃燒。

有利地根據(jù)轉(zhuǎn)速實現(xiàn)這兩個燃燒用空氣輸入部的調(diào)節(jié)。備選地,而也可根據(jù)功率進行調(diào)節(jié),從而在兩種情況中可獲得燃燒用空氣供給的明顯更好的調(diào)節(jié)。例如,當這在軸向活塞發(fā)動機的運行狀態(tài)中是有利的時,接通第二燃燒用空氣輸入部或另一燃燒用空氣輸入部。

此外,如果這兩個燃燒用空氣輸入部構造用于不同地調(diào)溫的燃燒用空氣,則可使火焰在燃燒室中能夠容易調(diào)溫,由此,可更簡單地控制燃燒。

這里應指出的是,不必總是使用至燃燒室的同一燃燒用空氣輸入部。而有利地也可使用例如引導至用于混合燃燒劑的前置的混合管中的燃燒用空氣輸入部。

如果軸向活塞發(fā)動機具有至少一個熱交換器,則當?shù)谝蝗紵每諝廨斎氩坑扇紵每諝庠跓峤粨Q器之前供給而第二燃燒用空氣輸入部在該或其它的熱交換器之后由燃燒用空氣供給時,是有利的。由此,以結(jié)構上特別簡單的方式實現(xiàn)提供不同地調(diào)溫的燃燒用空氣。特別地,在此也可根據(jù)效率實現(xiàn)燃燒用空氣輸入部的調(diào)節(jié)。

必要時也可設置有獨立的燃燒用空氣加熱部、尤其用于發(fā)動過程,使得與燃燒用空氣相接觸的燃料不必被冷卻。

本發(fā)明的目的還通過帶有至少一個工作缸的軸向活塞發(fā)動機來實現(xiàn),工作缸由連續(xù)地工作的燃燒室供給且具有廢氣排出部,其中,該軸向活塞發(fā)動機特征在于用于確定燃燒室中的溫度的燃燒室溫度傳感器。

這樣的溫度傳感器以簡單的方式提供在燃燒的質(zhì)量方面或在軸向活塞發(fā)動機的運行穩(wěn)定性方面有說服力的值。

作為溫度傳感器可應用每種傳感器,例如電阻溫度感應器、熱電偶、紅外傳感器等。

優(yōu)選地,燃燒室溫度傳感器這樣設計或布置,使得其測量燃燒室中的火焰溫度。這使能夠獲得關于在燃燒室內(nèi)的燃燒的特別有說服力的值。

在此,燃燒室溫度傳感器可布置在燃燒室之內(nèi)的幾乎任何部位處。例如,燃燒室溫度傳感器可設置在預燃燒室和/或主燃燒室的區(qū)域中。

尤其地,軸向活塞發(fā)動機可包括燃燒室調(diào)節(jié)部,其包括作為輸入傳感器的燃燒室溫度傳感器并且這樣調(diào)節(jié)燃燒室,使得燃燒室溫度處于1000℃與1500℃之間。以該方式可經(jīng)由相對簡單的且因此運行可靠的且非??焖俚恼{(diào)節(jié)回路確保,軸向活塞發(fā)動機產(chǎn)生極其少的污染物。尤其地,產(chǎn)生碳煙的風險可降低到最小。當使用兩個或還多個尤其帶有不同地調(diào)溫的燃燒用空氣的燃燒用空氣供給,可特別快速地且由此有利地調(diào)節(jié)燃燒室溫度。

對此附加地或備選地,軸向活塞發(fā)動機此外可包括用于確定廢氣溫度的廢氣溫度傳感器。通過這樣的廢氣溫度傳感器同樣可以以技術上簡單的方式檢查和調(diào)節(jié)連續(xù)地工作的燃燒室的運行狀態(tài)。

這樣的調(diào)節(jié)尤其地以簡單的方式保證燃料的充分的且完全的燃燒,從而軸向活塞發(fā)動機在最小的污染物排放時優(yōu)化的效率。

有利地,燃燒室調(diào)節(jié)部包括作為輸入傳感器的廢氣溫度傳感器。優(yōu)選地,燃燒室這樣來調(diào)節(jié),使得在運行狀態(tài)中、優(yōu)選地在怠速運行中廢氣溫度處于850℃與1200℃之間。例如通過對應于上述要求控制水溫度或水量或者而在熱交換器中預熱的或未預熱的空氣的份額,后者例如可通過水的合適的配給和/或燃燒劑(尤其空氣)的合適的預熱而實現(xiàn)。根據(jù)水冷的這樣的調(diào)節(jié)從開頭相關的現(xiàn)有技術中不已知。

有利地,這樣的運行狀態(tài)是軸向活塞發(fā)動機的怠速運行,由此,可實現(xiàn)進一步的污染物減少。

在此,尤其為了也可有利地調(diào)節(jié)預燃燒室溫度,增加地或備選地,燃燒室溫度傳感器也可包括預燃室溫度傳感器。

此外,本發(fā)明的目的有帶有至少一個工作缸的軸向活塞發(fā)動機實現(xiàn),工作缸由連續(xù)地工作的燃燒室供給,其中,該軸向活塞發(fā)動機具有燃燒室調(diào)節(jié)部,其包括到燃燒室中的水配給。

當水配給獨立于在燃燒劑壓縮機中或之前的水配給設置時,可實現(xiàn)擴大的調(diào)節(jié)可能性。在此為了冷卻,水理想地直接配給到燃燒室中。

如果水配給獨立于在燃燒劑壓縮機中或之前的水配給設置,由此可實現(xiàn)另外的多樣的且因此有利的調(diào)節(jié)和冷卻變體。

水配給可實現(xiàn)到預燃燒室中。

對此增加地或備選地,水配給有利地也可實現(xiàn)到主燃燒室中,這是特別有利的。尤其地,水配給可這樣實現(xiàn),使得之前作為冷卻介質(zhì)的水尤其被用于燃燒室。水或水蒸氣也可被這樣配給到燃燒室中,使得水或水蒸氣沿著燃燒室的壁流動,從而以該方式盡可能保護燃燒室壁。

如果水配給被用于廢氣溫度的調(diào)節(jié),則可尤其有利地調(diào)節(jié)在熱交換器處到燃燒用空氣上的熱傳遞。

補充地,水份額可(根據(jù)具體的實現(xiàn)方案)經(jīng)由水的化學的或催化的反應被用于燃燒室中的溫度調(diào)節(jié)和/或也用于減少污染物。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面提出一種軸向活塞發(fā)動機,其帶有包括至少一個氣缸的壓縮機級、帶有包括至少一個氣缸的膨脹器級并且?guī)в兄辽僖粋€熱交換器,其中,熱交換器的吸收熱的部分布置在壓縮機級與燃燒室之間,而熱交換器的放出熱的部分布置在膨脹器級與環(huán)境之間,并且其中,該軸向活塞發(fā)動機特征在于,熱交換器的吸收熱的和/或放出熱的部分在下游和/或上游具有用于配給至少一個流體的器件

通過例如通過配給合適的流體可將燃燒劑流的特有的熱容量與廢氣流的特有的熱容量相平衡或者而可將其提高到廢氣流的特有的熱容量之上,流體配給到燃燒劑流中可有助于熱交換器的交換效率的提高。從廢氣流到燃燒劑流的由此例如有利地影響的熱交換有助于此,即在熱交換器的結(jié)構尺寸保持不變的情況下可將更高的熱量接入燃燒劑流中并且因此到循環(huán)過程中,由此可提高熱力學的效率。備選地或增加地,也可給廢氣流配給流體。在此,所配給的流體例如可以是對于后置的廢氣后處理所需的輔助介質(zhì),其可通過構造在熱交換器中的渦旋的(turbulent)流動理想地與廢氣流相混合,以便由此能夠以最大效率運行后置的廢氣后處理系統(tǒng)。

在該情況中,以“在下游”表示熱交換器的相應的流體從其離開的側(cè),或表示排氣系的或引導燃燒劑的管系(verrohrung)的流體在離開熱交換器之后所進入的部分。

與此相似地,以“在上游”表示熱交換器的相應的流體所進入的側(cè),或表示排氣系或引導燃燒劑的管系的流體從其進入熱交換器的部分。

就此而言,是否直接在熱交換器的更靠近的空間環(huán)境中實現(xiàn)流體的配給或者是否空間上進一步相間隔地實現(xiàn)流體的配給并不重要。

作為流體例如可相應地配給水和/或燃燒物。這具有該優(yōu)點,燃燒劑流一方面具有之前所描述的通過配給水和/或燃燒物而提高的特有的熱容量的優(yōu)點,并且另一方面可已經(jīng)在熱交換器中或在燃燒室之前實現(xiàn)混合氣準備(gemischaufbereitung),并且在燃燒室中的燃燒可以以盡可能局部均勻的空燃比實現(xiàn)。這尤其也具有該優(yōu)點,該燃燒方法不含有或僅僅非常少地含有損害效率的、不完全的燃燒。

對于軸向活塞發(fā)動機的另一設計方案提出,在熱交換器的放出熱的部分中或在熱交換器的放出熱的部分下游布置有脫水器。蒸汽狀的水可通過存在于熱交換器處的溫度下降凝出,并且通過腐蝕損害后續(xù)的排氣系。有利地,可通過該措施減少排氣系的損害。

此外,提出一種用于操作軸向活塞發(fā)動機的方法,該軸向活塞發(fā)動機帶有包括至少一個氣缸的壓縮機級、帶有包括至少一個氣缸的膨脹器級、帶有至少一個在壓縮機級與膨脹器級之間的燃燒室并且?guī)в兄辽僖粋€熱交換器,其中,熱交換器的吸收熱的部分布置在壓縮機級與燃燒室之間,并且熱交換器的放出熱的部分布置在膨脹器級與環(huán)境之間,并且其中,該方法特征在于,給流過熱交換器的燃燒劑流和/或流過熱交換器的廢氣流配給至少一個流體。通過由配給流體提高燃燒劑流的特有的熱容量并且由此也提高至燃燒劑流的熱流,由此(如以上已經(jīng)示出的那樣)可改進從導引至環(huán)境中的廢氣流到燃燒劑流的提高效率的熱交換。在此,在合適的方法指導中,能量流到軸向活塞發(fā)動機的循環(huán)過程中的反饋在此又可引起效率提高、尤其熱力學效率的提高。

有利地這樣運行軸向活塞發(fā)動機,使得水和/或燃燒物被配給。該方法引起,通過在熱交換器中和在燃燒室之前的理想的混合又可提高效率、尤其燃燒方法的效率。

同樣,如果這對于廢氣后處理有益,可給廢氣流配給燃燒物,從而可進一步提高在熱交換器中或在熱交換器之后的廢氣溫度。必要時,由此也可實現(xiàn)后燃,其以有利的方式對廢氣進行后處理并且使污染物最少。由此,在熱交換器的放出熱的部分中釋放的熱也可間接地用于燃燒劑流的進一步加熱,從而由此幾乎不負面地影響軸向活塞發(fā)動機的效率。

此外為了實現(xiàn)該優(yōu)點,此外提出用于操作軸向活塞發(fā)動機的方法,其特征在于,在熱交換器下游和/或上游配給流體。

對此增加地或備選地,給燃燒劑流和/或廢氣流重新配給分離出的水。由此,在最有利的情況中實現(xiàn)封閉的水循環(huán),不必再從外面為其輸送水。因此,由此產(chǎn)生另一優(yōu)點,即配備有根據(jù)該結(jié)構類型的軸向活塞發(fā)動機的車輛不必裝滿水、尤其不必裝滿蒸餾水。

有利地,在軸向活塞發(fā)動機停止之前在限定的時刻停止水和/或燃燒物的配給,并且軸向活塞發(fā)動機在沒有水和/或燃燒物的配給的情況下運行直至停止??赏ㄟ^該方法避免對于排氣系可能有害的水(其可沉積在排氣系中,尤其當其冷卻時)。有利地,在軸向活塞發(fā)動機停止之前也從軸向活塞發(fā)動機本身移除這樣的水,從而尤其在停止狀態(tài)期間不促進軸向活塞發(fā)動機的部件由水或水蒸氣的損害。

該目的同樣通過帶有以傳遞熱的方式相互連結(jié)的燃燒劑供給部和廢氣排出部的軸向活塞發(fā)動機來實現(xiàn),其特征在于至少兩個熱交換器絕緣部。

雖然通過兩個熱交換器首先引起更大的費用和更復雜的流動情況,但是應用兩個熱交換器使至熱交換器的明顯更短的路徑以及它的能量上更有利的布置成為可能。由此,軸向活塞發(fā)動機的效率可令人吃驚地顯著提高。

這尤其適用于帶有靜止的氣缸(活塞相應在其中工作)的軸向活塞發(fā)動機,與在其中氣缸和因此活塞同樣繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的軸向活塞發(fā)動機不同,因為后者的布置需要僅僅一個旁經(jīng)氣缸的排氣系。

優(yōu)選地,熱交換器大致軸向地布置,其中,概念“軸向”就此而言表示平行于軸向活塞發(fā)動機的主旋轉(zhuǎn)軸線或平行于旋轉(zhuǎn)能的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。這使特別緊湊的且因此節(jié)省能量的結(jié)構形式成為可能。

此外,熱交換器可以是絕緣的,然而這也獨立于本發(fā)明的其它特征是有利的。

如果軸向活塞發(fā)動機具有至少四個活塞,則當至少兩個鄰近的活塞的廢氣相應被導引到一個熱交換器中,是有利的。由此,可使在活塞與用于廢氣的熱交換器之間的路徑最小化,從而可將不能經(jīng)由熱交換器回收的以廢熱的形式的損失減小到最小。

當三個鄰近的活塞的廢氣相應被導引到共同的熱交換器中時,后者也還可實現(xiàn)。

另一方面也可考慮,軸向活塞發(fā)動機包括至少兩個活塞,其中,每個活塞的廢氣相應被導引到熱交換器中。就此而言,如果每個活塞設置有熱交換器,那么(根據(jù)本發(fā)明的具體的實現(xiàn)方案)可以是有利的。雖然這引起提高的結(jié)構成本;另一方面熱交換器相應可更小地并且因此結(jié)構上可能更簡單地構造,由此軸向活塞發(fā)動機總體更緊湊地并且由此負載更小的損失地構建。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提出一種軸向活塞發(fā)動機,其帶有包括至少一個氣缸的壓縮機級、帶有包括至少一個氣缸的膨脹器級并且?guī)в兄辽僖粋€在壓縮機級與膨脹器級之間的燃燒室,其特征在于,壓縮機級具有與膨脹器級不同的排量。

對此增加地尤其提出,壓縮機級的排量小于膨脹器級的排量。

此外,提出一種用于操作帶有包括至少一個氣缸的壓縮機級、帶有包括至少一個氣缸的膨脹器級并且?guī)в兄辽僖粋€在壓縮機級與膨脹器級之間的燃燒室的軸向活塞發(fā)動機的方法,其特征在于,與在壓縮期間在壓縮機級中存在的壓縮比相比,燃燒劑或作為廢氣存在的燃燒了的燃燒劑在膨脹期間在膨脹器級中以更大的壓縮比膨脹。

軸向活塞發(fā)動機的熱力學效率可通過這些措施相應特別有利地被最大化,因為與迄今的現(xiàn)有技術(諸如文件wo2009/062473)相比,在軸向活塞發(fā)動機中執(zhí)行的循環(huán)過程的理論的熱力學的勢能(potential)可通過由此成為可能的延長的膨脹被最大化地利用。在從環(huán)境中吸氣并且排放到同一環(huán)境中的發(fā)動機中,當膨脹實現(xiàn)至環(huán)境壓力時,熱力學的效率通過這些措施達到其在該方面的最大效率。

因此,此外提出一種用于操作軸向活塞發(fā)動機的方法,借助于該方法,燃燒劑在膨脹器級中近似膨脹直至環(huán)境壓力。

以“近似”來指最大提高了軸向活塞發(fā)動機的摩擦功率的量的環(huán)境壓力。對于區(qū)別于0bar的平均摩擦壓力,膨脹至精確的環(huán)境壓力與膨脹至平均摩擦壓力的量相比在效率上不具有明顯的優(yōu)點。平均摩擦壓力的量可理解為作用到活塞上的平均的恒定的壓力,其中,當作用到活塞上側(cè)的氣缸內(nèi)壓力等于作用到活塞下側(cè)的環(huán)境壓力加上平均摩擦壓力時,活塞可視為不受力的(kr?ftefrei)。因此,已經(jīng)在達到相對的膨脹壓力(其處于平均摩擦壓力的水平上)的情況下存在內(nèi)燃機的有利的總效率。

有利地,此外可以該形式實施軸向活塞發(fā)動機用于實現(xiàn)該優(yōu)點,即壓縮機級的至少一個氣缸的單個排量小于膨脹器級的至少一個氣缸的單個排量。尤其可考慮,如果膨脹器級與壓縮機級的氣缸數(shù)量應保持相同,通過膨脹器級的氣缸的較大的單個排量,通過面積體積比的有利的影響(由此實現(xiàn)在膨脹器級中更小的壁熱損失)有利于熱力學效率。在此應理解的是,對于帶有包括至少一個氣缸的壓縮機級、帶有包括至少一個氣缸的膨脹器級并且?guī)в兄辽僖粋€在壓縮機級以及膨脹器級之間的燃燒室的軸向活塞發(fā)動機,也獨立于本發(fā)明的其余特征,該設計方案是有利的。

備選地或增加地同樣提出,壓縮機級的氣缸的數(shù)量等于或小于膨脹器級的氣缸的數(shù)量。

除了以上優(yōu)點之外,通過為了實現(xiàn)延長的膨脹取消壓縮機級的至少一個氣缸并且由此同樣不必再施加所取消的氣缸的摩擦功率,在膨脹器級和壓縮機級的氣缸的單個排量相同的情況下通過選擇合適的氣缸數(shù)量、尤其氣缸的減少的數(shù)量可使軸向活塞發(fā)動機的機械的效率和因此還有軸向活塞發(fā)動機的總效率最大化??赏ㄟ^活塞組件或氣缸組件的這樣的非對稱引起的可能的不平衡可在一些情況下被容忍或通過補充的措施來避免。

為了解決開頭所提的目的,此外提出一種軸向活塞發(fā)動機,其帶有包括至少一個氣缸的壓縮機級、帶有包括至少一個氣缸的膨脹器級并且?guī)в兄辽僖粋€在壓縮機級與膨脹器級之間的燃燒室,其特征在于,至少一個氣缸具有至少一個由輕金屬制成的換氣閥。尤其在應用在運動的構件處時,輕金屬減小由該輕金屬構成的構件的慣量并且由于其小的密度可減小軸向活塞發(fā)動機的摩擦功率使得對應于更小的慣性力設計換氣閥的控制驅(qū)動。通過使用由輕金屬構成的構件減小摩擦功率又導致在軸向活塞發(fā)動機處更小的總損失并且同時導致總效率的提高。

對此增加地提出,該軸向活塞發(fā)動機特征在于,輕金屬是鋁或鋁合金、尤其硬鋁(dural)。鋁、尤其強的或高強的鋁合金(諸如硬鋁或杜拉鋁)特別提供用于換氣閥的設計,因為在此通過材料的密度不僅可使換氣閥的重量而且可使換氣閥的強度提高或保持在高的水平上。顯然也可考慮的是,代替鋁或鋁合金也可使用材料鈦或鎂或由鋁、鈦和/或鎂構成的合金。與重的換氣閥已經(jīng)由于更大的慣性可實現(xiàn)的相比,相應輕的換氣閥尤其可相應更快地跟隨負載變換。

換氣閥尤其可以是進氣閥。尤其在使用由輕的材料制成的進氣閥時可實現(xiàn)軸向活塞發(fā)動機的伴隨的更小的平均摩擦壓力或更小摩擦功率的和輕的換氣閥的優(yōu)點,因為在軸向活塞發(fā)動機的該部位處存在較低的溫度,其與鋁或鋁合金的熔化溫度具有足夠的距離。另一方面應理解的是,增加于之前參考壓縮機缸排氣閥和壓縮機缸進氣閥提及的設計方案,也可相應有利地應用由輕質(zhì)金屬構成的換氣閥的優(yōu)點。

本發(fā)明的目的也通過一種軸向活塞發(fā)動機來實現(xiàn),其帶有至少一個壓縮機缸、帶有至少一個工作缸并且?guī)в兄辽僖粋€通過其將壓縮的燃燒劑從壓縮機缸導引至工作缸的壓力管路,其中,從燃燒室至工作缸的燃燒劑流經(jīng)由至少一個控制活塞來控制,其由控制驅(qū)動所驅(qū)動打開和關閉噴射道,并且控制活塞具有彼此不同的打開和關閉時間。

通過彼此不同的打開和關閉時間可獲得與在該軸向活塞發(fā)動機處的不同的運行情況特別高的匹配性。就此而言,這樣的非對稱的控制時間是有利的。

在此有利地可實現(xiàn)關于此優(yōu)選的實施方案變體,即與打開相比更快地關閉控制活塞。由此可運行可靠地實現(xiàn),始終有足夠的時間用于填充相應的氣缸。然而在此應注意的是,在待完成的膨脹功方面不導致到燃燒室中的反沖力(rücksto?),這可通過這樣非對稱的控制時間來確保。此外,減小該風險,即尤其地工作缸被危急地填充以燃燒劑,這可在工作活塞處導致過載。

本發(fā)明的目的也通過帶有至少一個工作缸的軸向活塞發(fā)動機來實現(xiàn),工作缸由連續(xù)地工作的燃燒室(其包括預燃燒室和主燃燒室)供給并且具有廢氣排出部其中,該軸向活塞發(fā)動機特征在于用于確定預燃燒室中的溫度的預燃燒室溫度傳感器。

這樣的溫度傳感器以簡單的方式提供在燃燒的質(zhì)量方面或在軸向活塞發(fā)動機的運行穩(wěn)定性方面有說服力的值。作為溫度傳感器可應用每種傳感器,例如電阻溫度感應器、熱電偶、紅外傳感器等。

優(yōu)選地,燃燒室溫度傳感器這樣設計或布置,使得其測量燃燒室中的火焰溫度。這使能夠獲得關于在燃燒室內(nèi)的燃燒的特別有說服力的值。

尤其地,軸向活塞發(fā)動機可包括燃燒室調(diào)節(jié)部,其包括作為輸入傳感器的燃燒室溫度傳感器并且這樣調(diào)節(jié)燃燒室,使得燃燒室溫度處于1000℃與1500℃之間。以該方式可經(jīng)由相對簡單的且因此運行可靠的且非??焖俚恼{(diào)節(jié)回路確保,軸向活塞發(fā)動機產(chǎn)生極其少的污染物。尤其地,產(chǎn)生碳煙的風險可降低到最小。

對此附加地或備選地,軸向活塞發(fā)動機此外可包括用于確定廢氣溫度的廢氣溫度傳感器。

通過這樣的廢氣溫度傳感器同樣可以以技術上簡單的方式檢查和調(diào)節(jié)連續(xù)地工作的燃燒室的運行狀態(tài)。這樣的調(diào)節(jié)尤其地以簡單的方式保證燃料的充分的且完全的燃燒,從而軸向活塞發(fā)動機在最小的污染物排放時優(yōu)化的效率。

優(yōu)選地,燃燒室這樣來調(diào)節(jié),使得在運行狀態(tài)中、優(yōu)選地在怠速運行中廢氣溫度處于850℃與1200℃之間。例如通過對應于上述要求控制水溫度或水量或者而在熱交換器中預熱的或未預熱的空氣的份額,后者例如可通過水的合適的配給和/或燃燒劑(尤其空氣)的合適的預熱而實現(xiàn)。

對上述特征增加地或備選地,本發(fā)明的目的由帶有至少一個壓縮機缸、帶有至少一個工作缸并且?guī)в兄辽僖粋€通過其將壓縮的燃燒劑從壓縮機缸經(jīng)過燃燒室導引至工作缸的壓力管路的軸向活塞發(fā)動機來實現(xiàn),其中,該軸向活塞發(fā)動機特征在于,在布置在壓縮機缸中的壓縮機活塞的吸氣沖程期間,水或水蒸氣被配給壓縮機缸。

一方面由此確保水出色地分布在燃燒劑中。另一方面,由水改變的壓縮焓可非關鍵地被引入燃燒劑中,而整個軸向活塞發(fā)動機的能量平衡不被水配給太不利地影響。尤其地,壓縮過程由此可接近等溫壓縮,由此在壓縮時可優(yōu)化能量平衡。補充地,水份額可(根據(jù)具體的實現(xiàn)方案)經(jīng)由水的化學的或催化的反應被用于燃燒室中的溫度調(diào)節(jié)和/或還用于減少污染物。

根據(jù)本發(fā)明的具體的實現(xiàn)方案,水的配給例如可通過劑量泵(dosierpumpe)實現(xiàn)。通過反沖閥(rücksto?ventil)可取消劑量泵,因為壓縮機活塞在其吸氣沖程中那么也可反沖閥抽吸水,反沖閥然后在壓縮時關閉。如果在水輸入管路中還設置有安全閥(例如電磁閥)以便避免在發(fā)動機停止時的泄漏,那么后一實現(xiàn)方案特別有利。

應理解的是,必要時也還可在軸向活塞發(fā)動機的其它部位處配給水。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提出一種軸向活塞發(fā)動機,其帶有包括至少一個氣缸的壓縮機級、帶有包括至少一個氣缸的膨脹器級、帶有至少一個在壓縮機級與膨脹器級之間的燃燒室,其中,該軸向活塞發(fā)動機包括振蕩的以及開啟流動橫截面的換氣閥,并且該換氣閥借助于閥彈簧的作用在換氣閥處的彈簧力關閉該流動橫截面,并且其中,該軸向活塞發(fā)動機特征在于,換氣閥具有碰撞彈簧。當存在的壓差引起非常高的打開力時,自動的、即非凸輪操縱的換氣閥(其在出現(xiàn)壓差時打開)可被這樣強烈地加速,換氣閥的閥彈簧壓縮到一塊(aufblockgehen),閥彈簧盤(ventilfederteller)而或也可比的支撐環(huán)撞到另一構件。這樣在兩個構件之間的不允許的且不期望的接觸可非常快地導致該構件的破壞。為了有效地避免閥彈簧盤的撞上(aufsetzen),由此有利地設置有另一實施為碰撞彈簧的彈簧,其消除換氣閥的多余的動能并且將換氣閥制動至停止。

尤其地,碰撞彈簧可具有比閥彈簧的彈簧長度更小的彈簧長度。如果這兩個彈簧、閥彈簧和碰撞彈簧具有共同的支承面,這碰撞彈簧有利地這樣實施,使得所安裝的閥彈簧的彈簧長度始終比碰撞彈簧的彈簧長度短,從而在換氣閥打開時,閥彈簧首先僅僅施加對于關閉換氣閥所需的力,并且在達到最大設置的閥行程之后,碰撞彈簧與換氣閥相接觸,以便立刻阻止換氣閥的繼續(xù)打開。

對此增加地,碰撞彈簧的彈簧長度對應于閥彈簧的減小了換氣閥的閥行程的彈簧長度。在此,適宜地且有利地,利用該狀態(tài),即,兩個彈簧的彈簧長度之差剛好對應于閥行程的量。

在此,概念“閥行程”表示換氣閥的行程,從該行程,由換氣閥所開啟的流動橫截面近似達到最大。在發(fā)動機制造中通常使用的盤閥通常在打開較小時具有線性上升的幾何的流動橫截面,然后在閥繼續(xù)打開時該流動橫截面過渡到帶有恒定的值的直線中。當閥行程達到內(nèi)部的閥座直徑的25%時,通常達到最大的幾何的打開橫截面。內(nèi)部的閥座直徑是最小的在閥座處存在的直徑。

在此,概念“彈簧長度”表示碰撞彈簧或閥彈簧在安裝的狀態(tài)中的最大可能的長度。因此,碰撞彈簧的彈簧長度剛好對應于在未張緊的狀態(tài)中的彈簧長度,而閥彈簧的彈簧長度剛好對應于閥彈簧在安裝的狀態(tài)中在換氣閥關閉時所具有的長度。

此外,在此備選地或增加地提出,碰撞彈簧的彈簧長度對應于閥引導部的提高了碰撞彈簧的彈簧行程的高度。這具有該優(yōu)點,即閥引導部(而還有每個其它靜止的可與閥控制部的運動的構件相接觸的構件)剛好不與閥控制部的運動的構件相接觸,因為即使在到達所設置的彈簧行程時,碰撞彈簧也就未被壓到進入接觸的程度。

在此,概念“彈簧行程”表示減去在最大的負載時所存在的彈簧長度的彈簧長度。最大的負載而經(jīng)由閥驅(qū)動的計算上的設計在包括安全系數(shù)的情況下限定。由此,當在軸向活塞發(fā)動機的運行中產(chǎn)生的最大負載或在軸向活塞發(fā)動機的運行中最大地設置的閥行程(在不尋常的負載下)出現(xiàn)時,彈簧行程剛好為彈簧壓縮的長度。在此,最大的閥行程表示上面所限定的閥行程加上換氣閥的在運動的構件與靜止的構件之間剛好產(chǎn)生接觸的行程。

代替閥引導部,也可出現(xiàn)可與閥驅(qū)動的運動的部分相接觸的任何其它構件。

此外,在到達碰撞彈簧的彈簧行程時,碰撞彈簧可具有勢能,其對應于在開啟流動橫截面時換氣閥的最大的由運行引起的動能。有利地,剛好那么當在兩個構件之間恰好不接觸時,剛好在滿足該物理的或動力學的條件時實現(xiàn)換氣閥的制動。如上面另外所實施的那樣,最大的由運行引起的動能是換氣閥的運動能,其可在閥驅(qū)動的計算上的設計中在包括安全性的情況下得到。由最大地鄰近換氣閥處的壓力或壓差引起最大的由運行引起的動能,由此,換氣閥由于其質(zhì)量被加速并且在該加速消退后獲得最大的運動速度。多余的、儲存在換氣閥中的動能由碰撞彈簧吸收,從而碰撞彈簧被壓縮并且具有勢能。在達到碰撞彈簧的彈簧行程或在碰撞彈簧的最大地設置的壓縮量時,換氣閥或閥組的動能減少到零是有利的,以便在兩個構件之間剛好不產(chǎn)生接觸。因此,概念“最大的、由運行引起的的動能”同樣包含所有與換氣閥一起運動的構件(諸如氣門鎖銷、閥彈簧盤或閥彈簧)的動能。

開頭提及的目的同樣通過用于制造軸向活塞發(fā)動機的熱交換器的方法來實現(xiàn),該軸向活塞發(fā)動機具有包括至少一個氣缸的壓縮機級、包括至少一個氣缸的膨脹器級和至少一個在壓縮機級以及膨脹器級之間的燃燒室,其中,熱交換器的吸收熱的部分布置在壓縮機級與燃燒室之間,而熱交換器的放出熱的部分布置在膨脹器級與環(huán)境之間,其中,熱交換器包括至少一個將熱交換器的吸收熱的部分與放出熱的部分隔開的管壁用于分離兩個物質(zhì)流,并且其中,該制造方法特征在于,管布置在至少一個由相應于管的材料構成的基體(matrize)中并且材料配合地和/或力配合地與該基體相連接。

熱交換器在之前所闡述的軸向活塞發(fā)動機中的使用可通過一方面在熱交換器的入口與出口之間的并且另一方面在熱交換器的吸收熱的與放出熱的部分之間的特別高的溫度差的產(chǎn)生導致由于限制使用壽命的材料損壞的缺點。為了克服由此引起的熱應力和通過損壞所產(chǎn)生的燃燒劑或廢氣損失,根據(jù)之前所描述的建議,在合適的設計方案中熱交換器有利地在它的經(jīng)受關鍵應力的部位處幾乎僅僅由僅僅一種材料制成。甚至當后者不是該情況時,通過之前所描述的解決方案有利地減小材料應力。

應理解的是,尤其那么當不涉及帶有高的熱應力或帶有對密封性的高要求的區(qū)域時,所使用的焊料或其它用于固定或裝配熱交換器所使用的器件可由其它材料構成。

也可考慮使用兩個或多個帶有相同的熱膨脹系數(shù)的材料,由此,可以以相似的方式克服在材料中產(chǎn)生熱應力。

為了建立管與基體之間的材料配合和/或力配合的連接,此外提出一種用于制造熱交換器的方法,其特征在于,通過焊接或釬焊(l?ten)實現(xiàn)管與基體之間的材料配合。通過這樣的方法,以簡單的方式且特別有利地保證熱交換器的密封性。在此,也可能又使用相應于管或基體的材料作為焊接或釬焊材料。

對此備選地或增加地,通過收縮實現(xiàn)管與基體之間的力配合。這又具有該優(yōu)點,通過避免使用與管或基體的材料不同的材料(例如在材料配合的連接中),可防止管與基體之間的熱應力。那么,也可快速地且運行可靠地提供相應的連接。

附圖說明

根據(jù)附圖的接下來的描述闡述本發(fā)明的另外的優(yōu)點、目的和特性,在附圖中示例性地示出不同的軸向活塞發(fā)動機及其部件。

其中:

圖1顯示了第一軸向活塞發(fā)動機的示意性的剖面圖;

圖2顯示了根據(jù)圖1的軸向活塞發(fā)動機的示意性的俯視圖;

圖3以與圖2類似的圖示顯示了第二軸向活塞發(fā)動機的示意性的俯視圖;

圖4以與圖1類似的圖示顯示了第三軸向活塞發(fā)動機的示意性的剖面圖;

圖5顯示了帶有預燃燒器溫度傳感器和兩個廢氣溫度傳感器的另一軸向活塞發(fā)動機的示意性的剖面圖;

圖6顯示了帶有構造為壓力室的控制腔、油循環(huán)的部段的另一軸向活塞發(fā)動機的示意性的剖面圖和控制活塞的備選的設計方案;

圖7顯示了帶有構造為壓力室的控制腔、油循環(huán)的部段的另一軸向活塞發(fā)動機的示意性的剖面圖和控制活塞的備選的設計方案;

圖8顯示了帶有壓力油循環(huán)的用于軸向活塞發(fā)動機的油循環(huán)的示意圖;

圖9顯示了帶有布置在其中的用于容納熱交換器的管的基體的用于熱交換器的法蘭的示意圖;

圖10顯示了帶有閥彈簧和碰撞彈簧的換氣閥的示意性的剖面圖;以及

圖11顯示了帶有閥彈簧和碰撞彈簧的換氣閥的另一示意性的剖面圖。

具體實施方式

在圖1和2中示出的軸向活塞發(fā)動機201具有連續(xù)地做功的燃燒室210,從其中連續(xù)的工作介質(zhì)經(jīng)由噴射道215(示例性地編號)被輸送給工作缸220(示例性地編號)。

燃燒室210具有兩個彼此不同的燃燒用空氣輸入部(在此未示出),以便能夠特別好地改變和調(diào)整燃燒用空氣到燃燒室210中的配給。尤其地,由此可在軸向活塞發(fā)動機201處極其好地調(diào)整lambda值,由此,可非常準確且快速地將燃燒室210之內(nèi)的燃燒與軸向活塞發(fā)動機201的實時功率要求相平衡。有利地,經(jīng)由第二燃燒用空氣輸入部也可將不同地調(diào)溫的燃燒用空氣引入燃燒室210中,由此可更簡單地控制燃燒。

借助于由控制驅(qū)動(在此未詳細顯示)所驅(qū)動的控制活塞(在此未詳細顯示)來控制在從燃燒室210朝向相應的工作缸220的噴射道215之內(nèi)的工作介質(zhì)流或燃燒劑流。

有利地,除了由控制驅(qū)動所施加的力,附加地還以與燃燒室壓力相反地指向的補償力加載控制活塞,從而控制驅(qū)動在結(jié)構上可特別簡單地實施??筛鶕?jù)存在的壓縮機缸壓力在結(jié)構上以特別小的花費氣動地產(chǎn)生補償力。

尤其地,當控制活塞位于壓力室(在其中存在與在燃燒室210中相似的壓縮比)中時,在相應的控制活塞處的密封可極其簡單地進行。在此理想地,借助于純粹的刮油部已經(jīng)獲得足夠的密封性。

為此,控制活塞也可始終以油濕潤,由此它同時被潤滑和冷卻,其中,在此控制活塞優(yōu)選地進行噴射冷卻。為了刮除油,控制活塞設有在此未詳細顯示的刮油器,借助于其可將油引回到獨立的油循環(huán)中。

有利地,為了也可在存在的控制活塞方面減小運動的質(zhì)量,控制活塞至少在其活塞裙方面由鋁制成。然而,在活塞底部的區(qū)域中,控制活塞在燃燒室側(cè)由鐵合金制成,以便自身可更好地經(jīng)受非常高的燃燒劑溫度。

備選地,控制活塞也可由鋼合金制成,從而與在鋁合金方面相比,更不可能產(chǎn)生強度和/或剛度問題以及熱的問題。

在工作缸220中相應布置有工作活塞230(示例性地編號),其一方面經(jīng)由直線的連桿235與輸出部相連接,在該實施例中,輸出部實現(xiàn)為承載有彎道(kurvenbahn)240的、布置在輸出軸241上的隔離物(abstandhalter)242,另一方面與壓縮機活塞250相連接,壓縮機活塞250相應以下面進一步詳細產(chǎn)生的方式在壓縮機缸260中運行。

在工作缸220中的工作介質(zhì)提供了其功且相應地加載工作活塞230之后,經(jīng)由排氣道225將工作介質(zhì)從工作缸220中排出。在排氣道225處設置有未示出的溫度傳感器,其測量廢氣的溫度。

排氣道225相應通到熱交換器270中并且接下來在相應的排出口227處以已知的方式離開軸向活塞發(fā)動機201。排出口227尤其在它方面又可與未示出的環(huán)形通道相連接,使得廢氣最終僅僅在一個或兩個部位處離開發(fā)動機201。根據(jù)尤其熱交換器270的具體的設計,必要時也可取消消聲器,因為熱交換器270本身已經(jīng)具有消聲的效果。

熱交換器270用于預熱燃燒劑,其在壓縮機缸260中由壓縮機活塞250壓縮并且通過壓力管路255被導引至燃燒室210。在此,通過經(jīng)由輸入管路257(示例性地編號)從壓縮機活塞250處抽吸進入的空氣(zuluft)并在壓縮機缸260中進行壓縮,壓縮以本身已知的方式實現(xiàn)。為此,應用本身已知的且可無問題地相應使用的閥系統(tǒng)。

如可直接從圖2中看出的那樣,軸向活塞發(fā)動機201具有兩個熱交換器270,其相應關于軸向活塞發(fā)動機201軸向地布置。通過該布置方案,與現(xiàn)有技術的軸向活塞發(fā)動機相比可明顯減少廢氣通過排氣道225直至熱交換器270相應必須經(jīng)過的路徑。這導致,最終帶有明顯更高的溫度的廢氣到達相應的熱交換器270,從而最終也可將燃燒劑預熱到相應更高的溫度上。在實踐中證實,通過這樣的設計方案可節(jié)省至少20%的燃料。在此從此出發(fā),通過優(yōu)化的設計甚至節(jié)約直至30%或更高是可能的。

就此而言應理解的是,可通過另外的措施提高軸向活塞發(fā)動機201的效率。因此,為了燃燒室210的冷卻或熱絕緣例如可以以本身已知的方式使用燃燒劑,由此,在燃燒劑到達燃燒室210中之前,還可進一步提高其溫度。在此應強調(diào)的是,一方面相應的調(diào)溫(temperierung)僅僅可限制于燃燒劑的成分,如這在該實施例中參考燃燒用空氣的情況。也可考慮已經(jīng)在壓縮之前或期間給燃燒用空氣配給水,然而這毫無疑問在之后(例如在壓力管路255中)也是可能的。

特別優(yōu)選地,在相應的壓縮機活塞250的吸氣沖程期間實現(xiàn)水配給到壓縮機缸260中,這引起等溫壓縮或盡可能接近等溫壓縮的壓縮。如可直接看出的那樣,壓縮機活塞250的工作循環(huán)相應包括吸氣沖程和壓縮行程,其中,在吸氣沖程期間燃燒劑到達壓縮機缸260中,然后其在壓縮行程期間被擠壓(即壓縮)并且被輸送到壓力管路255中。通過在吸氣沖程期間配給水,可以以操作上簡單的方式確保水的均勻的分布。

同樣可考慮已經(jīng)相應地調(diào)溫燃料,其中,這不一定是必要的,因為相對于燃燒用空氣,燃料量通常相對較小并且由此可被非??焖俚貛У捷^高的溫度。

在該設計方案中,同樣可將水配給到壓力管路255中,其中,在熱交換器之內(nèi)通過流動的合適的轉(zhuǎn)向使水均勻地與燃燒劑混合。也可選擇排氣道225用于配給水或其它流體(如燃料或用于廢氣后處理的介質(zhì)),以便確保在熱交換器270之內(nèi)的均勻的混合。此外,所顯示的熱交換器270的設計方案允許廢氣在熱交換器自身中的后處理,其中,通過后處理釋放的熱直接被輸送給位于壓力管路255中的燃燒劑。在排出口227中布置有未示出的脫水器,其將位于廢氣中的冷凝的水引回軸向活塞發(fā)動機201用于重新配給。脫水器當然可實施成與冷凝器相連接。此外,在相似地實施的軸向活塞發(fā)動機中該應用當然是可能的,其中,即使在排出口227中未使用脫水器的情況下,在軸向活塞發(fā)動機201處或在相似的軸向活塞發(fā)動機處的其余的有利的特征是有利的。

在圖3中示出的軸向活塞發(fā)動機301在其結(jié)構上并且在其工作原理上大致對應于根據(jù)圖1和2的軸向活塞發(fā)動機201。出于該原因,取消細節(jié)的描述,其中,在圖3中相似地起作用的部件也設有相似的附圖標記并且僅僅在第一個數(shù)字中相互區(qū)別。軸向活塞發(fā)動機301也具有中央的燃燒室310,從其中經(jīng)由噴射道315(示例性地編號)可對應于軸向活塞發(fā)動機301的工作順序來導引工作缸320中的工作介質(zhì)。在其提供其功之后,工作介質(zhì)經(jīng)由排氣道325相應被輸送給熱交換器370。

在此,與軸向活塞發(fā)動機201不同,軸向活塞發(fā)動機301對于剛好兩個工作缸320各具有一個熱交換器370,由此,通道325的長度可減小到最小。如可直接看出的那樣,在該實施例中,熱交換器370部分地進入軸向活塞發(fā)動機301的罩殼體305中,這導致比根據(jù)圖1和2的軸向活塞發(fā)動機201的結(jié)構形式還更緊湊的結(jié)構形式。在此,通過另外的部件(例如用于工作缸220的水冷卻部)的布置方案的可能性來限制熱交換器370可被多大程度放入罩殼體305中的度量。

在圖4中示出的軸向活塞發(fā)動機401也大致對應于根據(jù)圖1至3的軸向活塞發(fā)動機201和301。相應地,相同的或相似地起作用的部件也相似地編號并且僅僅通過第一位相區(qū)別。此外,相應地在該實施例中也取消工作原理的詳細解釋,因為這已經(jīng)參考根據(jù)圖1和2的軸向活塞發(fā)動機201進行過。

軸向活塞發(fā)動機401同樣包括罩殼體405,在其處設置有帶有兩個燃燒用空氣輸入部(這里未繪出)的連續(xù)地工作的燃燒室410、六個工作缸420以及六個壓縮機缸460。在此,燃燒室410相應經(jīng)由噴射道415與工作缸420相連接,使得后來可對應于軸向活塞發(fā)動機401的動作順序?qū)⒐ぷ鹘橘|(zhì)輸送到工作缸420。

噴射道415可借助于這里未進一步顯示的控制活塞來打開或關閉。相應通過控制驅(qū)動來驅(qū)動和控制控制活塞,其中到每個控制活塞上附加地還作用有補償力,其與燃燒室壓力相反地指向。此外,控制活塞布置在壓力室中,壓力在壓力室中這樣調(diào)整,使得其大致對應于燃燒室壓力。由此,以刮油部的設計在相應控制活塞處實現(xiàn)特別簡單的密封。通過每個控制活塞始終以油來噴射冷卻,在控制活塞處確保充分的油量。由此,除了冷卻,始終負責在相應的控制活塞處的良好的潤滑和密封??刂苹钊暂p型結(jié)構由鋁構造并且至少在燃燒室側(cè)具有由鐵構成的燃燒保護部,由此其非常熱穩(wěn)定(temperaturstabil)。

在做功之后,工作介質(zhì)相應通過引導至熱交換器470的排氣道425離開工作缸420,其中,該熱交換器470布置成與根據(jù)圖1和2(尤其參見圖2)的軸向活塞發(fā)動機201的熱交換器270相同。工作介質(zhì)通過排出口427(示意性地編號)離開熱交換器470。

在工作缸420或壓縮機缸460中相應布置有工作活塞430或壓縮機活塞450,其經(jīng)由剛性的連桿435相互連接。連桿435以本身已知的方式包括彎道440,其設置在隔離物424上,其最終驅(qū)動輸出軸441。

也在該實施例中,燃燒用空氣經(jīng)由輸入管路457被抽吸并且在壓縮機缸460中被壓縮,以便經(jīng)由壓力管路455配給到燃燒室410,其中,根據(jù)具體的實現(xiàn)方案,同樣可設置在上述實施例中所提及的措施。

補充地,在軸向活塞發(fā)動機401中,壓力管路455經(jīng)由環(huán)形通道456相互連接,由此,可以以已知的方式在所有壓力管路455中確保均勻的壓力。在環(huán)形通道456與壓力管路455之間相應設置有閥485,由此,可調(diào)節(jié)或調(diào)整通過壓力管路455的燃燒劑的流入。此外,燃燒劑存儲器480經(jīng)由存儲器管路481聯(lián)接在環(huán)形通道456處,在存儲器管路481中同樣布置有閥482。

閥482和485可根據(jù)軸向活塞發(fā)動機401的運行狀態(tài)來打開或關閉。因此例如可考慮當軸向活塞發(fā)動機401需要更少的燃燒劑時關閉閥485之一。同樣可考慮在這樣的運行情況中部分地關閉所有閥485并且其可作為節(jié)流部起作用。在閥482打開時那么可將過量的燃燒劑輸送給燃燒劑存儲器480。尤其地,當軸向活塞發(fā)動機401在慣性運行中時(也就是說,完全不需要燃燒劑,而是經(jīng)由輸出軸441來驅(qū)動),那么后者也是可能的。那么,由壓縮機活塞450的在這樣的運行情況中所產(chǎn)生的運動引起的過量燃燒劑同樣可毫無疑問地儲存在燃燒劑存儲器480中。

以該方式儲存的燃燒劑在需要時(即,尤其在發(fā)動或加速情況中以及為了起動)可以被補充地輸送給軸向活塞發(fā)動機401,從而在沒有壓縮機活塞450的附加的或更快的運動的情況下提供過量的燃燒劑。

為了確保后者,必要時也可取消閥482和485。由于不可避免的泄漏,取消這樣的閥對于壓縮的燃燒劑的持續(xù)儲存顯得不適合。

在對于軸向活塞發(fā)動機401備選的實施形式中,可取消環(huán)形通道456,其中,那么(必要時經(jīng)由環(huán)形通道部件)對應于壓力管路455的數(shù)量綜合(zusammenfassen)壓縮機缸460的排出口。在這樣的設計方案中,必要時將壓力管路455中的僅僅一個或不是所有的壓力管路455與燃燒劑存儲器480相連接或設置成可與其相連接可以是有意義的。雖然這樣的設計方案引起,在慣性運行中不是所有的壓縮機活塞450可填充燃燒劑存儲器480。那么另一方面,在沒有另外的調(diào)節(jié)技術或控制技術上的措施的情況下為燃燒室410提供足夠的燃燒劑,從而燃燒可被充分地維持。與此并行地,經(jīng)由其余壓縮機活塞450填充燃燒劑存儲器480,從而燃燒劑相應地儲備并且尤其地可直接供起動或發(fā)動或或者加速階段使用。

應理解的是,在另一在此未詳細顯示的實施變型方案中,軸向活塞發(fā)動機401可配備有兩個燃燒劑存儲器480,那么其中,也可以不同的壓力加載兩個燃燒劑存儲器480,從而可實時地始終以不同的壓力水平利用兩個燃燒劑存儲器480工作。優(yōu)選地,在此設置壓力調(diào)節(jié)部,其確定第一壓力下限和第一壓力上限用于第一燃燒劑存儲器480并且確定第二壓力下限和第二壓力上限用于第二燃燒劑存儲器(在此未顯示),在壓力下限和壓力上限之間利用壓力加載燃燒劑存儲器480,其中,第一壓力上限在第二壓力上限之下,并且第一壓力下限在第二壓力下限之下。特別地,可調(diào)整第一壓力上限小于或等于第二壓力下限。

在圖1至4中未示出用于測量廢氣的或在燃燒室中的溫度的溫度傳感器。作為這樣的溫度傳感器可考慮所有能夠運行可靠地測量800℃與1100℃之間的溫度的溫度傳感器。尤其地,當燃燒室包括預燃燒器和主燃燒器時,經(jīng)由這樣的溫度傳感器也可測量預燃燒器的溫度。就此而言,相應經(jīng)由溫度傳感器可這樣調(diào)節(jié)之前所描述的軸向活塞發(fā)動機201、301和401,使得在離開工作缸220、320、420時廢氣溫度為大約900℃并且(如果存在)在預燃燒器中的溫度為大約1000℃。

在根據(jù)圖5的圖示顯示的另一軸向活塞發(fā)動機501中,這樣的溫度傳感器以燃燒室調(diào)節(jié)部(在此未詳細顯示)的預燃燒室溫度傳感器592和兩個廢氣溫度傳感器593的設計作為輸入傳感器存在并且相應示意性地示出。

尤其地,借助于預燃室溫度傳感器592(其在該實施例中由于其接近該另一軸向活塞發(fā)動機501的預燃燒器517,也可被稱為預燃室溫度傳感器592)可獲得關于燃燒的質(zhì)量的或在另一軸向活塞發(fā)動機501的運行穩(wěn)定性方面的有說服力的值。例如,可測量在預燃燒器517中的火焰溫度,以便可借助于燃燒室調(diào)節(jié)部調(diào)節(jié)另一軸向活塞發(fā)動機501的不同的運行狀態(tài)。

借助于位于相應的工作缸520的排出口或排氣道525處的廢氣溫度傳感器593,增加地,燃燒室510的運行狀態(tài)可特別地來檢測并且必要時進行調(diào)節(jié),從而始終確保燃燒劑的優(yōu)化的燃燒。

此外,另一軸向活塞發(fā)動機501的結(jié)構和工作原理對應于之前所描述的軸向活塞發(fā)動機的結(jié)構和工作原理。就此而言,該另一軸向活塞發(fā)動機501具有罩殼體505,在該處設置有連續(xù)地工作的燃燒室510、六個工作缸520以及六個壓縮機缸560。

燃燒室510具有兩個在此未詳細顯示的燃燒用空氣輸入部??山柚谙鄳厍爸玫臒峤粨Q器(在此未詳細示出)為這兩個燃燒用空氣輸入部提供不同地調(diào)溫的燃燒用空氣,例如通過第一燃燒用空氣與廢氣成交叉流和/或逆流地被引導通過熱交換器,然而第二燃燒用空氣不這樣用于第二燃燒用空氣輸入部。

在燃燒室510之內(nèi),既可點燃也可燃燒燃燒劑,其中,燃燒室510可以以之前所描述的方式裝以燃燒劑。有利地,該另一軸向活塞發(fā)動機501以兩階段燃燒的方式工作,為此,燃燒室510具有之前已經(jīng)提及的預燃燒器517和主燃燒器518??蓪⑷紵齽﹪娚涞筋A燃燒器517和主燃燒器518中,其中,尤其也可將軸向活塞發(fā)動機501的燃燒用空氣的一定份額導入預燃燒器517中,特別在該實施例中,該份額可小于全部燃燒用空氣的15%。

預燃燒器517具有比主燃燒器518更小的直徑,其中,燃燒室510具有過渡區(qū)域,其包括錐形的腔513和柱形的腔514。

為了輸入燃燒劑或燃燒用空氣,一方面主噴嘴511而另一方面處理噴嘴(aufbereitungsdüse)512通到燃燒室510中、尤其到所關于此的錐形的腔513中。借助于主噴嘴511和處理噴嘴512可將燃燒劑或燃燒物噴入燃燒室510中,其中,在該實施例中,借助于處理噴嘴512噴入的燃燒劑已經(jīng)與燃燒用空氣混合。

主噴嘴511大致平行于燃燒室510的主燃燒方向502取向。此外,主噴嘴511同軸于燃燒室510的對稱軸線503取向,其中,對稱軸線503平行于主燃燒方向502。

此外,處理噴嘴512相對于主噴嘴511成角度(為了清晰性起見在此未詳細繪出)布置,使得主噴嘴511的輻射方向516與處理噴嘴512的輻射方向519在錐形的腔513之內(nèi)的共同的交點中相交。

在該實施例中,在沒有另外的空氣供給的情況下將燃燒物或燃料從主噴嘴511中噴入主燃燒器518中,其中,燃燒物已經(jīng)在主燃燒器518中預熱并且理想地可被熱分解。為此,將對應于流經(jīng)主噴嘴511的燃燒物量的燃燒用空氣量導入在預燃燒器517或主燃燒器518之后的燃燒室526中,為此,設置有獨立的燃燒用空氣供給部504,其通到燃燒室526中。

為此,獨立的燃燒用空氣供給部504聯(lián)接到過程空氣供給部521處,其中,從獨立的燃燒用空氣供給部504可供應另一燃燒用空氣供給部522以燃燒用空氣,在此,其以燃燒用空氣供應孔圈(l?cherkranz)523。在此,孔圈523與處理噴嘴512相關聯(lián)。就此而言,可將利用處理噴嘴512噴入的燃燒物附加地與過程空氣相混合地噴入預燃燒器517或到主燃燒器518的錐形的腔513中。

此外,燃燒室510、尤其燃燒室526包括陶瓷的部件506,有利地,其是水冷的。在此,陶瓷的部件506包括陶瓷的燃燒室壁507,其又由成型的管508包圍。圍繞該成型的管508延伸有冷卻空氣腔509,其經(jīng)由冷卻空氣腔供給部534與過程空氣供給部521相連接。

本身已知的工作缸520引導相應的工作活塞530,其相應借助于連桿535與壓縮機活塞550機械地連接。

在該實施例中,連桿535包括連桿工作輪(pleuellaufrad)536,在工作活塞530或壓縮機活塞550被移動時,其沿著彎道540行進。由此,輸出軸541被置于旋轉(zhuǎn)中,其借助于驅(qū)動彎道支架(antriebskurvenbahntr?ger)537與彎道540相連接。經(jīng)由輸出軸541可發(fā)出由軸向活塞發(fā)動機501所產(chǎn)生的功率。

借助于壓縮機活塞550以本身已知的方式進行過程空氣、必要時還包括噴入的水(其必要時可被用于附加的冷卻)的壓縮。如果在相應的壓縮機活塞550的吸氣沖程期間實現(xiàn)水或水蒸汽的配給,則可特別有利于燃燒劑的等溫壓縮。伴隨吸氣沖程的水配給可以以運行上簡單的方式確保水在燃燒劑之內(nèi)的特別均勻的分布。

由此,當應經(jīng)由一個或多個這樣的熱交換器預熱過程空氣并且將其作為燃燒劑引導至燃燒室510時,必要時可明顯更深度地冷卻在一個或多個在此未示出的熱交換器中的廢氣,如這例如已經(jīng)在之前所闡述的關于圖1至4的實施例中詳盡地描述的那樣。廢氣可經(jīng)由之前提及的排氣道535被輸送給一個或多個熱交換器,其中,熱交換器關于該另一軸向活塞發(fā)動機501軸向地布置。

附加地,可通過與軸向活塞發(fā)動機501的另外的部件(其必須被冷卻)的接觸進一步預熱或加熱過程空氣,如這同樣已經(jīng)所闡述的那樣。以該方式壓縮并加熱的過程空氣然后以已經(jīng)解釋的方式配給到燃燒室510,由此,可進一步提高該另一軸向活塞發(fā)動機501的效率。

軸向活塞發(fā)動機501的每個工作缸520經(jīng)由噴射道515與燃燒室510相連接,從而點燃的燃料-空氣混合物從燃燒室510中出來經(jīng)由噴射道515到達相應的工作缸520中并且可作為工作介質(zhì)做功到工作活塞530處。

就此而言,從燃燒室510中流出的工作介質(zhì)可經(jīng)由至少一個噴射道515被連續(xù)輸送到至少兩個工作缸520,其中,工作缸520各設置有一個噴射道515,其可經(jīng)由控制活塞531來關閉或打開。有利地,控制活塞531具有彼此不同的打開和關閉時間,其中,與打開相比,控制活塞531理想地可更快地關閉。就此而言,軸向活塞發(fā)動機501的運行可極其靈活地與不同的要求相匹配。

該另一軸向活塞發(fā)動機501的控制活塞531的數(shù)量由工作缸520的數(shù)量來規(guī)定。在此,經(jīng)由控制活塞531還利用其控制活塞蓋532封閉或密封噴射道515。借助于帶有控制活塞彎道533的控制驅(qū)動(在此未詳細編號)來驅(qū)動控制活塞531,其中,設置有用于控制活塞彎道533與輸出軸541的隔離物534,其尤其也用于熱隔絕。在該另一軸向活塞發(fā)動機501的該實施例中,控制活塞531可執(zhí)行大致軸向地指向的沖程運動543。為此,控制活塞531中的每個借助于未另外編號的支承在控制活塞彎道533中的滑塊(其支承在控制活塞彎道533中)來引導,其中,滑塊相應具有安全凸輪,其在未另外編號的引導槽中來回行進并且阻止在控制活塞531中的旋轉(zhuǎn)。

有利地,除了由控制驅(qū)動施加的力,附加地還利用與燃燒室壓力相反地指向補償力加載控制活塞531,從而結(jié)構上可尤其簡單地實施控制驅(qū)動共。根據(jù)當前壓縮機缸壓力在結(jié)構上以尤其小的成本氣動地產(chǎn)生補償力。

尤其地,當控制活塞位于壓力室(在其中存在與在燃燒室210中相似的壓縮比)中時,在相應的控制活塞處的密封可極其簡單地進行。在此理想地,借助于純粹的刮油部已經(jīng)獲得足夠的密封性。

有利地,為了在該控制活塞531方面也可減小運動的質(zhì)量,控制活塞531同樣具有橫向支撐部并且至少在其活塞裙方面由鋁制成。然而,在活塞底部的區(qū)域中,控制活塞531在燃燒室側(cè)由鐵合金構成,以便自身可更好地經(jīng)受非常高的燃燒劑溫度。

備選地,控制活塞531也可由鋼合金制成,使得與在鋁合金方面相比強度和/或剛度問題以及熱的問題還更不可能地出現(xiàn)。

因為控制活塞531在噴射道515的區(qū)域中與來自燃燒室510的熱的工作介質(zhì)相接觸,當控制活塞531水冷時,是有利的。為此,該另一軸向活塞發(fā)動機501尤其在控制活塞531的區(qū)域中具有水冷卻部538,其中,水冷卻部538包括內(nèi)冷卻道545、中間冷卻道546和外冷卻道547。如此良好地冷卻可使控制活塞531運行可靠地在相應的控制活塞缸中運動。

此外,控制活塞531的與燃燒劑接觸的表面是反射性的或設有反射的覆層,從而可使經(jīng)由熱輻射出現(xiàn)到控制活塞531中的熱引入最小化。在該實施例中(同樣未示出)噴射道515和燃燒室510的另外的與燃燒劑接觸的表面還設有帶有提高的光譜的反射度的覆層。這尤其適用于燃燒室底部(未詳細編號),但是也適用于陶瓷的燃燒室壁507。應理解的是,與燃燒劑接觸的表面的設計方案也可以獨立于其余的設計方案存在于軸向活塞發(fā)動機中。應理解的是,在變型的實施形式中,其它的部件也可以是反射性的,或者但是可至少部分地取消上述的反射涂覆。

當該另一軸向活塞發(fā)動機501具有噴射道環(huán)539時,可結(jié)構上特別簡單地提供噴射道515和控制活塞531。在此,噴射道環(huán)539具有中軸線,尤其工作缸520和控制活塞缸的部件同心地圍繞該中軸線布置。在每個工作缸520與控制活塞缸之間設置有噴射道515,其中,每個噴射道515空間上與燃燒室510的燃燒室底部548的凹口(在此未編號)相連接。就此而言,工作介質(zhì)可從燃燒室510中出來經(jīng)由噴射道515到達工作缸520中并且在該處做功,借助于該功也可使壓縮機活塞550運動。應理解的是,根據(jù)具體的設計方案還可設置有覆層和插入物,以便尤其保護噴射道環(huán)539或其材料不與腐蝕性的燃燒產(chǎn)物或與太高的溫度直接接觸。另一方面,燃燒室底部548也可在其表面上附有另外的陶瓷的或金屬的覆層、尤其反射涂覆,其一方面通過反射度的提高減小從燃燒室510中出現(xiàn)的熱輻射并且另一方面通過減小導熱性減小熱傳導。

應理解的是,該另一軸向活塞發(fā)動機501同樣可配備有至少一個燃燒劑存儲器和相應的閥,然而其中,這在根據(jù)圖5的具體的實施例中未詳細顯示。在該另一軸向活塞發(fā)動機中燃燒劑存儲器也可以以雙重的實施方案設置,以便能夠以不同的壓力儲存壓縮的燃燒劑。在此,這兩個存在的燃燒劑存儲器可聯(lián)接到燃燒室510的相應的壓力管路處,其中,燃燒劑存儲器可經(jīng)由閥與壓力管路流體地相連接或相分離。尤其地,在工作缸520或壓縮機缸560與燃燒劑存儲器之間可設置有阻斷閥或者節(jié)流閥或調(diào)節(jié)或控制閥。例如,上述閥可在發(fā)動或加速情況以及用于起動被相應地打開或關閉,由此可至少在限定的時間段上給燃燒室510提供過量的燃燒劑。優(yōu)選地,燃燒劑存儲器流體地置于壓縮機缸與熱交換器之間。理想地,以不同的壓力運行兩個燃燒劑存儲器,以便由此可非常好地利用由該另一軸向活塞發(fā)動機501以壓力的形式提供的能量。此外,可借助于相應的壓力調(diào)節(jié)部將在第一燃燒劑存儲器處設置的壓力上限和壓力下限調(diào)整到第二壓力介質(zhì)存儲器的壓力上限和壓力下限之下。應理解的是,在此在燃燒劑存儲器處可利用不同的壓力間隔來工作。

最后還應說明的是,也可在軸向活塞發(fā)動機501的其它區(qū)域處實現(xiàn)到軸向活塞發(fā)動機501的燃燒劑循環(huán)中的水配給,例如進入當前的燃燒室510中,特別地進入燃燒室510的預燃燒室和/或主燃燒室中。例如當由此應調(diào)節(jié)廢氣溫度時,理想地,借助于燃燒室調(diào)節(jié)部調(diào)節(jié)這樣的水配給。

在圖6和7中示出的另外軸向活塞發(fā)動機大致對應于軸向活塞發(fā)動機501,從而就此而言不重新解釋工作原理。在一方面圖6和7中的軸向活塞發(fā)動機與另一方面軸向活塞發(fā)動機501之間的主要區(qū)別是經(jīng)由柱形的腔1314供給以燃燒劑的燃燒室1236的冷卻,在所示出的軸向活塞發(fā)動機中補充地通過水進行冷卻。應理解的是,這樣的或類似的水冷卻也可設置在軸向活塞發(fā)動機501或其它在此示出的軸向活塞發(fā)動機中。為此,兩個軸向活塞發(fā)動機相應具有水室1309a,其包圍燃燒室1326并且經(jīng)由輸送管路被供應以液態(tài)的水。為此,相應經(jīng)由未編號的輸送管路以燃燒室壓力供給水。

經(jīng)由分支通道(stichkanal)相應給環(huán)形通道1309d配給水,環(huán)形通道1309d與鋼管(未編號)接觸,鋼管在它方面包圍相應的燃燒室1326的成型的管1308并且這樣設計尺寸,使得不僅一方面在成型的管1308與鋼管之間而且另一方面在鋼管與具有分支通道的罩殼部件之間相應保留有環(huán)形間隙(未編號)并且這兩個環(huán)形間隙經(jīng)由鋼管的背向環(huán)形通道1309d的端部相互連接。在此應理解的是,管也可由不同于鋼的其它材料形成。

在所示出的軸向活塞發(fā)動機中,在成型的管1308之上相應設置有其它環(huán)形通道1309e,其一方面與相應徑向上位于內(nèi)部的環(huán)形間隙相連接并且另一方面經(jīng)由通道1309f打開至環(huán)形噴嘴(未編號),環(huán)形噴嘴引導至相應的燃燒室1326中。在此,環(huán)形噴嘴軸向于燃燒室壁或陶瓷的燃燒室壁1307取向,從而水也可在燃燒室側(cè)保護陶瓷的燃燒室壁1307。

應理解的是,水相應在它的從輸入管路至燃燒室1326的路徑上蒸發(fā)并且水必要時可設有另外的添加劑。也應理解的是,必要時可從相應的軸向活塞發(fā)動機的廢氣中回收水并且再次利用。

其余大致對應于之前描述的實施例的軸向活塞發(fā)動機包括燃燒室1236、控制活塞1331、噴射道1315和工作活塞1330。如以上描述的那樣,圍繞對稱軸線1303旋轉(zhuǎn)對稱地布置的燃燒室1326具有陶瓷的部件1306,其帶有陶瓷的燃燒室壁1307和成型的鋼管1308。沿著對稱軸線1303得到主燃燒方向1302,在該主燃燒方向1302上燃燒劑在噴射道1315和工作缸1320的方向上流動。燃燒室1326與工作缸1320經(jīng)由平行于對稱軸線1303布置的控制活塞1331隔開。一旦位于工作缸1320中的工作活塞1330實施在其上止點的方向上的運動或已經(jīng)處于其上止點中,通過控制活塞1331沿著其縱軸線1315b的振蕩的運動相應周期性地開啟屬于控制活塞的噴射道1315。噴射道1315具有對稱軸線1315a,導向面1332a沿著其取向。由此,一旦控制活塞1331位于其下止點中,平行于對稱軸線1315a取向的導向面1332a與噴射道1315對準,并且由此使燃燒劑在工作缸1320的方向上無轉(zhuǎn)向的流動成為可能。另一方面,導向面密封面1332e平行于導向面1332a取向,從而,一旦控制活塞1331達到其上止點,該導向面密封面1332e近似以導向面1332a封閉。此外,控制活塞1331的柱形的側(cè)面以裙密封面1332d封閉,并且由此增大在燃燒室1326與工作缸1320之間的密封作用。此外,控制活塞1331具有碰撞面1332b,其近似垂直于噴射道1315a的對稱軸線取向。由此,當燃燒劑從燃燒室1326中離開并且進入噴射道1315中時,該取向近似垂直于燃燒劑的流動方向。因此,控制活塞1331的該部分盡可能小地由熱流加載,因為碰撞面1332b具有相對于燃燒室1326的最小的表面。

控制活塞1331經(jīng)由控制活塞彎道1333來控制。該控制活塞彎道1333不必包含以正弦形表現(xiàn)的輪廓。不同于正弦形的控制活塞彎道1333允許在限定的時間段上保持控制活塞1331在相應的上止點或下止點中,并且由此通過在打開時刻經(jīng)由控制活塞彎道1333的設計方案選擇最大可能的打開速度,一方面在打開噴射道1315時盡可能大地保持打開橫截面并且另一方面在打開和關閉噴射道期間由于燃燒劑的關鍵的流動速度保持控制活塞表面的熱應力盡可能低。

在圖6中示出的實施例還具有位于控制活塞1331中的控制活塞油室1362,其以油操縱控制活塞密封1363或又容納從控制活塞密封1363中流回的油。控制活塞油室1362經(jīng)由壓力油循環(huán)1361來供給??刂苹钊?331的下側(cè)顯示構造為壓力室的控制腔1364的方向。同時,控制腔1364收集從控制活塞1331和壓力油循環(huán)1361中離開的油??蛇x地,代替經(jīng)由水循環(huán),內(nèi)冷卻道1345也可經(jīng)由壓力油循環(huán)1361供以油,以便冷卻燃燒室1326的下側(cè)。

在圖7中示出的實施例中,設置有第一控制腔密封1365和實施成徑向軸密封的第二控制腔密封1366,其相對于軸向活塞發(fā)動機的處于近似的環(huán)境壓力下的剩余部分密封可能處于更高的壓力下的控制腔1364。第一控制腔密封1365和第二控制腔密封1366經(jīng)由密封套1367密封控制腔1364。該密封套1367借助于壓力結(jié)合(pressverband)位于軸向活塞發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)的中央的軸上,其部分地包含壓力油循環(huán)1361。如可直接看出的那樣,密封套1367也可以以其它方式與旋轉(zhuǎn)的軸相連接。也可考慮材料配合的連接或在軸與密封套1367之間的附加的密封。此外如可直接看出的那樣,該密封處于相對小的半徑上,從而可使效率損失最小化。同樣,該密封位于軸向活塞發(fā)動機的相對冷的區(qū)域中,從而在此可應用傳統(tǒng)的密封。

圖7也顯示了用于密封噴射道1315的控制活塞表面的另一設計方案。其中表明,碰撞面1332b不必強制為平的面,而是也可構造由球表面、柱表面或椎表面構成的部段并且由此例如相對于對稱軸線1303旋轉(zhuǎn)對稱。導向面1332a和導向面密封面1332e也可不同于平面地構造。在此,圖7顯示了導向面1332a和導向面密封面1332e的設計方案,其中,這些面至少在剖面中示出彎曲的直線。

控制活塞1331的在該實施形式中示出的表面(諸如導向面1332a或碰撞面1332b)以及密封面(如導向面密封面1332e或裙密封面1332d)是反射性的,以便抑制或使經(jīng)由控制活塞通過熱輻射出現(xiàn)的熱損失最小化。此外,這些表面的所施加的反射涂覆也可由陶瓷的覆層構成,其降低至控制活塞的壁的熱傳遞或?qū)嵝?。同樣如控制活?331的表面那樣,燃燒室底部1348(在圖6中示例性地顯示)的表面是反射性的,以便使壁熱損失最小化。在燃燒室底部1348的下側(cè)處為了冷卻附加地存在內(nèi)冷卻道,其可選地利用水或油從燃燒室1326中導出熱量。

在圖7中示出的控制活塞1331的冷卻室1334部分地利用在軸向活塞發(fā)動機的運行溫度時液態(tài)地存在的金屬(在該實施例中為鈉)填充,其通過對流和熱傳導將熱從控制活塞的表面導出并且可將熱傳遞到位于壓力油循環(huán)1361中的油中。

在圖8中示意性地示出利用油供應控制活塞1331的壓力油循環(huán)1361。在此,示出發(fā)動機油循環(huán)2002與壓力油循環(huán)2003和在油循環(huán)2001之內(nèi)的壓縮機級2011的互連(verschaltung)。經(jīng)由增壓閥2016和平衡閥2026可切斷的壓力油循環(huán)2003主要包含壓力油底殼2022,壓力油泵2021從壓力油底殼2022經(jīng)由第二輸入2033和共同的輸入2034吸入油,并且經(jīng)由第二輸入管路2025給控制腔2023提供油。通過流回的油由油回流(?lrücklauf)2031又輸送給壓力油底殼2022,然后油循環(huán)由油回流2031封閉。如果相對于其環(huán)境封閉壓力油循環(huán)2003,壓力油泵2021僅僅需要最小的功率消耗用于輸送油。在此,僅僅經(jīng)由泵功率施加通過在壓力油循環(huán)2003中的油的循環(huán)所引起的流動損失。經(jīng)由由壓縮機級2011所施加的壓力來補償為了補償作用到控制活塞1331上的燃燒室壓力所需的力。為此,壓縮機級2011經(jīng)由輸入2035和壓力管路2015和2030同樣與控制腔2023相連接。增壓閥2016位于輸入2035與壓力管路2015之間,以便一旦壓力油循環(huán)2003的進一步的增壓不需要時,將壓力油循環(huán)2003與壓縮機級2011隔開。在此,增壓閥2016實施為多路閥。此外,經(jīng)由控制管路2036(其同樣經(jīng)由輸入2035與壓縮機級2011相連接)實現(xiàn)增壓閥2016的操控??刂圃谝粚嵤┬问街羞@樣實現(xiàn),使得當由壓縮機級所施加的壓縮機壓力對應于位于控制腔2023中的壓力或超過該壓力時,增壓閥2016將輸入2035與壓力管路2015相連接。帶有限定的打開壓力的增壓閥2016的設計方案也是可能的。因此,例如閥也可這樣調(diào)整,使得其例如在30bar的壓縮機壓力下才打開。也可能的是,經(jīng)由位于軸向活塞發(fā)動機的控制器中的特性場來操控增壓閥2016,并且由此與負載和轉(zhuǎn)速相關地打開增壓閥2016。在該情況中,負載或轉(zhuǎn)速相關性指軸向活塞發(fā)動機的運行狀態(tài)。

在該實施形式中,通過接通經(jīng)由控制管路2024與壓力油底殼2022相連接的平衡閥2026實現(xiàn)壓力油循環(huán)2003的填充,從而至少在壓力油底殼2022中的最小油位,只要其允許軸向活塞發(fā)動機的運行點,油可從發(fā)動機油底殼2012經(jīng)由第一輸入2032被輸送給壓力油循環(huán)2003。如果壓力油泵2021不可在壓力油循環(huán)2003與發(fā)動機油循環(huán)2002之間產(chǎn)生足夠的壓力降,位于第一輸入中的單向閥2027阻止壓力油循環(huán)2003到發(fā)動機油循環(huán)2002中的無意排空。

同樣油分離器2028置于壓力管路2015和2030中。一方面,該油分離器2028用于以無油的、壓縮的空氣供應控制腔2023,另一方面也可能的是,第二分循環(huán)例如壓力油循環(huán)2003的壓力卸載經(jīng)由增壓閥2016是可能的并且由此將無油的空氣引回給壓縮機級2011。由此,在從壓力油循環(huán)2003中流回到壓縮機級2011的情況中,可有效地阻止在壓縮期間或壓縮之后積聚有油的燃燒劑自動地點燃。在此,回流2029將油分離器2028與壓力油底殼2022相連接。

此外,壓力油底殼2022具有用于獲取油位的器件,其經(jīng)由控制管路2024與平衡閥2026相連接。在此,平衡閥2026具有將發(fā)動機油循環(huán)2002與壓力油循環(huán)2003或與發(fā)動機油循環(huán)2002的發(fā)動機油底殼2012相連接的目的。由此,通過壓力油泵2021可經(jīng)由第一輸入2032從發(fā)動機油底殼2012中吸取缺少的油,平衡閥2026此外具有以足夠大的油量供應壓力油循環(huán)2003的目的。優(yōu)選地,如果壓力油循環(huán)2003中的壓力水平特別低,那么才經(jīng)由平衡閥2026實現(xiàn)發(fā)動機油循環(huán)2002與壓力油循環(huán)2003的連接,以便避免由于更高的壓力差而提高壓力油泵2021的功率消耗。

圖9顯示了熱交換器頂板3020,其適合用于軸向活塞發(fā)動機所用的熱交換器。為了在軸向活塞發(fā)動機的排氣管(auslasskrümmer)處的裝配和聯(lián)接目的,熱交換器頂板3020包括法蘭3021,其在熱交換器頂板3020的在徑向上在外部的區(qū)域中帶有相應的以孔圈的形式布置的孔3022。在法蘭3021的在徑向上在內(nèi)部的區(qū)域中存在基體3023,其具有多個實施為管座3024的孔用于容納管。

整個熱交換器頂板3020優(yōu)選地由管也由其形成的同一材料制成,以便確保,在整個熱交換器中熱膨脹系數(shù)盡可能均勻,并且由此使在熱交換器中的熱的熱應力最小化。對此增加地,熱交換器的套殼(mantelgeh?use)同樣可由對應于熱交換器頂板3020或管的材料制成。例如,管座3024可實施有配合(passung),從而裝配在這些管座3024中的管借助于壓配合來插入。

對此備選地,也可這樣實施管座3024,使得實現(xiàn)間隙配合或過渡配合。由此,代替力配合的連接,也可通過材料配合的連接實現(xiàn)管到管座3024中的裝配。在此,優(yōu)選地,通過焊接或釬焊實現(xiàn)材料配合,其中,使用對應于熱交換器頂板3020或管的材料作為焊料或焊接材料。這同樣具有該優(yōu)點,通過均勻的熱膨脹系數(shù)可使到在管座3024中的熱應力最小化。

在該解決方案中也可能通過壓配合將管裝配到管座3024中并且對此附加地進行釬焊或焊接。如果使用不同的材料用于管和熱交換器頂板3020,則通過這樣的裝配也可確保熱交換器的密封性,因為存在該可能性,即由于非常高的所出現(xiàn)的超過1000℃的溫度,唯一使用的壓配合由于不同的熱膨脹系數(shù)可能會失效。

圖10顯示了帶有閥彈簧1411和碰撞彈簧1412的換氣閥1401的示意性的剖面圖。在此,換氣閥1401實施為沒有凸輪控制的自動地打開的閥,其在一定的壓力差下打開,其中,在氣缸的吸氣過程中氣缸內(nèi)壓力小于在進氣通道中的壓力,相應的氣缸從進氣通道中抽吸燃燒劑。優(yōu)選地,使用換氣閥1401作為在壓縮機級中的進氣閥。在此,閥彈簧1411提供在換氣閥1401處的關閉力,借助于該關閉力,打開時刻可經(jīng)由閥彈簧1411的設計來確定。在此,包圍換氣閥1401的閥桿1404的閥彈簧1411位于閥引導部1405中,并且支撐在閥彈簧盤1413處。

另一方面,閥彈簧盤1413利用至少兩個錐形件1414形狀配合地固定在換氣閥1401的閥桿1404處。

閥彈簧1411的設計(其中,該閥彈簧1411剛好這樣設計,使得在小的壓力差下已經(jīng)發(fā)生換氣閥1041的打開)在一定的運行條件時可導致,換氣閥1401通過出現(xiàn)在閥盤1402處的壓力差實現(xiàn)這樣高的加速,該壓力差導致?lián)Q氣閥1401超過確定的閥行程的過度打開。

在換氣閥1401打開時閥盤1402在其閥座1403處開啟流動橫截面,其從一定的閥行程起在幾何形狀上不再明顯增加。通常經(jīng)由閥盤1402的直徑限定在閥座1403處的最大流動橫截面。在最大流動橫截面時換氣閥1401的行程對應于在其內(nèi)閥座處的閥盤1402的直徑的大約四分之一。在最大流動橫截面時在超過閥行程或計算上的閥行程時,一方面在閥座1403與閥盤1402之間的流動橫截面處的空氣質(zhì)量流不再明顯增加并且另一方面可能的是,閥彈簧盤1413與氣缸蓋的靜止的構件(在此例如閥彈簧引導部1406)進入接觸并且由此閥彈簧盤1413或閥彈簧引導部1406被破壞。

為了阻止或限制換氣閥1401的這種過度打開,閥座1403靠到碰撞彈簧1412,由此,總彈簧力(由閥彈簧1411和碰撞彈簧1412構成)跳躍式地上升并且換氣閥1402經(jīng)受強的延遲。在該實施例中,碰撞彈簧1412的剛度這樣選擇,使得在換氣閥1401的最大打開速度時換氣閥1401通過置于碰撞彈簧1412上剛好被這樣強地延遲,使得不實現(xiàn)在閥組的運動的構件(例如閥彈簧盤1413)與靜止的構件(例如閥彈簧引導部1406)之間的接觸。

此外在該實施形式中,該兩級地施加的彈簧力帶來該優(yōu)點,即在換氣閥1401的關閉過程期間換氣閥1401不過度地被加速到逆向中并且在閥盤1402中不以過度的速度撞擊到閥座1403中,因為負責打開和關閉換氣閥1401的閥彈簧1411剛好這樣設計,使得其不提供過高的彈簧力。

圖11顯示了帶有閥彈簧1411和碰撞彈簧1412的換氣閥1401的另一示意性的剖面圖,在其中使用與支撐環(huán)1415相連接的兩件式的閥彈簧盤1413。在該實施形式中,在不使用錐形件1414的情況下將分體式的閥彈簧盤1413與閥桿1404帶入接觸并且在該處形狀配合地吸收閥彈簧1411和碰撞彈簧1412的彈簧力。在此,一方面支撐環(huán)1415代表固定部(verliersicherung),并且另一方面支撐環(huán)1415吸收在徑向(從閥桿的軸線觀察)上的力。而保險環(huán)1416防止支撐環(huán)1415脫出。

此外,為了實現(xiàn)迅速地打開和關閉換氣閥,根據(jù)該實施例的換氣閥1401(即使用在壓縮機級中并且作為自動打開的閥)由輕金屬制成。在此,由輕金屬制成的換氣閥1402的更小的慣性不但有利于換氣閥1401的快速打開也有利于其快速地且柔和地關閉。通過小的慣性還保護閥座1403,因為在該實施形式中換氣閥1401在裝到閥座1403中時不釋放過高的動能。優(yōu)選地,所顯示的換氣閥1401由硬鋁、高強的鋁合金制成,由此,盡管其密度較小,換氣閥1401具有足夠高的強度。

附圖標記清單:

201軸向活塞發(fā)動機

205罩殼體

210燃燒室

215噴射道

220工作缸

225排氣道

227排出口

230工作活塞

235連桿

240彎道

241輸出軸

242隔離物

250壓縮機活塞

255壓力管路

257輸入管路

260壓縮機缸

270熱交換器

301軸向活塞發(fā)動機

305罩殼體

310燃燒室

315噴射道

320工作缸

325排氣道

370熱交換器

401軸向活塞發(fā)動機

405罩殼體

410燃燒室

415噴射道

420工作缸

425排氣道

427排出口

430工作活塞

435連桿

440彎道

441輸出軸

442隔離物

450壓縮機活塞

455壓力管路

456環(huán)形通道

457輸入管路

460壓縮機缸

470熱交換器

480燃燒劑存儲器

481存儲器管路

485閥

501軸向活塞發(fā)動機

502主燃燒方向

503對稱軸線

504燃燒用空氣供給部

505罩殼體

506陶瓷的部件

507陶瓷的燃燒室壁

508成型的管

509冷卻腔

510燃燒室

511主噴嘴

512處理噴嘴

513錐形的腔

514柱形的腔

515噴射道

516第一輻射方向

517預燃燒器

518主燃燒器

519另一輻射方向

520工作缸

521過程空氣供給部

522另一燃燒用空氣供給部

523孔圈

524冷卻空氣腔供給部

525排氣道

526燃燒室

530工作活塞

531控制活塞

532控制活塞蓋

533控制活塞彎道

534隔離物

535連桿

536連桿工作輪

537驅(qū)動彎道支架

538水冷卻部

539噴射道環(huán)

540彎道

541輸出軸

543沖程運動

545內(nèi)冷卻道

546中間冷卻道

547外冷卻道

548燃燒室底部

550壓縮機活塞

560壓縮機缸

592預燃室溫度傳感器

593廢氣溫度傳感器

1302主燃燒方向

1303對稱軸線

1306陶瓷的部件

1307陶瓷的燃燒室壁

1308成型的鋼管

1309a水室

1309d環(huán)形通道

1309e環(huán)形通道

1309f通道

1314柱形的腔

1315噴射道

1315a噴射道的對稱軸線

1315b控制活塞的縱軸線

1320工作缸

1326燃燒室

1330工作活塞

1331控制活塞

1332a導向面

1332b碰撞面

1332d裙密封面

1332e導向面密封面

1333控制活塞彎道

1334冷卻室

1345內(nèi)冷卻道

1348燃燒室底部

1361壓力油循環(huán)

1362控制活塞油腔

1363控制活塞密封

1364控制腔

1365第一控制腔密封

1366第二控制腔密封

1367密封套

1401換氣閥

1402閥盤

1403閥座

1404閥桿

1405閥引導部

1406閥彈簧引導部

1411閥彈簧

1412碰撞彈簧

1413閥彈簧盤

1414錐形件

1415支撐環(huán)

1416保險環(huán)

2001油循環(huán)

2002發(fā)動機油循環(huán)

2003壓力油循環(huán)

2011壓縮機級

2012發(fā)動機油底殼

2015壓力管路

2016增壓閥

2021壓力油泵

2022壓力油底殼

2023控制腔

2024控制管路油位

2025第二輸入管路

2026平衡閥

2027單向閥

2028油分離器

2029回流

2030壓力管路

2031油回流

2032第一輸入

2033第二輸入

2034共同的輸入

2035輸入

2036控制管路

3020熱交換器頂板

3021法蘭

3022裝配孔

3023基體

3024管座。

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