In einem "Freikolbenmotor" bewegen sich die Kolben frei in den Zylindern, ohne an eine Kurbelwelle angelenkt zu sein. Die Kraft der verbrannten Gase wird über die Kolben in Bewegung umgesetzt. Die Bewegungsenergie kann z.B. dazu verwendet werden, um Druckluft zu erzeugen. Sie kann auch dazu genutzt werden, um eine Abgasturbine zu betreiben, oder - in jüngerer Zeit - um direkt Strom zu erzeugen via Magnete an den beweglichen Kolben und Kupferwicklungen im umgebenden Zylinder.
In a "free-piston engine", the piston(s) move freely, without being linked to a crankshaft. The force of the burned gases is converted into movement of the piston. The kinetic energy can be used e.g. to generate compressed air. It can also be used to operate a gas turbine, or - more recently - to directly generate electricity via permanent magnets on the moving piston and copper windings on the surrounding cylinder.
Motor mit Auswärtsverdichtung Z.B. bei Junkers, Cooper-Bessemer, Sulzer, Baldwin-Lima-Hamilton und den frühen Pescara-Kompressoren verwendet.
Outward Compressing Engine E.g. used at Junkers, Cooper-Bessemer, Sulzer, Baldwin-Lima-Hamilton, and the early Pescara compressors.
Gegenkolbenmotor mit Einwärtsverdichtung Diese thermodynamisch optimale und bestechend einfache Konstruktion wurde praktisch ausschliesslich von Pescara und dessen Lizenznehmern verwendet.
Opposed Free Piston Engine with Inward Compressing This amazingly simple and thermodynamically optimal design was almost exclusively used at the Pescara engines and its licensors.
Schematische Darstellung der Auswärts- bzw. Einwärtsverdichtung Alle jemals in Serie gebauten Freikolbenmotoren basieren auf diesen beiden Prinzipien. Der erfolgreichste Freikolbenmotor hatte Einwärtsverdichtung. Dies ist das bisher einfachste und effizienteste Design eines Freikolbenmotors.
A schematic view of the Outward, respectively Inward Compressing. All free-piston engines ever serial produced were based on these two principles. The most successful free-piston engine was an inward compressing type that is, so far, the most economic free piston design.
Einfachwirkende Einkolbenmotoren mit Rückstossmechanismus Dieser kann als metallische Feder, Luftfeder oder oehlhydraulisch ausgelegt sein
Single-acting Free-Piston Engine, recoil-operated metallic spring, air bouncer and oil accumulator were used
Doppeltwirkender Freikolbenmotor Aufgrund der einfachen Bauweise meistverwendet für Experimente
Double-acting Free-Piston Engine most widely used experimental engine thanks to the simple construction
Doppeltwirkender Freikolbenmotor nach Bauart Stelzer Dieser Motor verfügt über eine zentrale Gleichstrom-Spülung und toroidale Brennräume
Double-acting free-piston engine Stelzer type This engine has a centralized uniflow-scavenging and toroidal combustion chambers.
Das grosse Problem all dieser Freikolben-Motorentypen kann man bei diesem FILM sehen: Sie haben keinen Masseausgleich, d.h. sie vibrieren aufgrund ihrer Bauweise. Diese Motoren eignen sich daher nicht für kommerzielle Anwendungen.
Es sei denn, man kombiniert zwei solche Motoren und lässt diese um 180° phasenversetzt laufen (Sampower, Vienna). Allerdings verliert man durch eine solche Anordnung einige der grössten Vorteile dieser Motoren: Platz-, Kosten- und Gewichtsersparnis. Dafür ist eine aufwendige elektronische Synchronisierung erforderlich.
The main issue of all these types of free-piston machines can be seen in this MOVIE: They have no mass balance, i.e. they vibrate due to their construction. These engines are therefore not really suitable for commercial applications.
Unless you combine two such engines and run them phase shifted by 180°. However, by such an arrangement you lose some of the greatest advantages of these engines: space, cost, and weight savings. But on the other hand, a complex electronic synchronization is required.
Schwingungskompensierter Motor Die Vibrationen
werden eliminiert, indem vier Einheiten paarweise um 180° phasenversetzt
betrieben werden. Vibration-compensated Free-Piston Engine The vibrations are eliminated by connecting 4 units that run in 2
pairs at 180 degrees phase shifted.
Motor mit Auswärtsverdichtung
