[发明专利]自由活塞装置和自由活塞装置的操作方法

权利要求书

1.一种自由活塞装置，其包括活塞腔(24)，在所述活塞腔中设置有至少一个活塞组件(38)，所述活塞组件具有能沿轴线(26)往复运动的活塞(42)，其中，所述活塞腔(24)包括或形成由内壁(32)限定的燃烧室(50)，在所述内壁上，在轴向上相间隔地设置有用于输送新鲜气体的至少一个进气口(34、80、86、88、90)和用于排出废气的至少一个排气口(36)，其特征在于，所述自由活塞装置(10)包括用于新鲜气体的流入装置(78)，所述流入装置具有所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)并且设计为，流入所述燃烧室(50)的新鲜气体被引至所述燃烧室(50)内的流入区域(84)，所述流入区域设置为相对于所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)向着所述至少一个排气口(36)的方向轴向地偏移，所述流入区域相对于所述轴线(26)偏心设置。

2.根据权利要求1所述的自由活塞装置，其特征在于，所述流入装置(76)设计为，能够实现流入的新鲜气体在所述燃烧室(50)中的滚筒形运动，其中，流入的新鲜气体围绕滚动轴线(100)滚动。

3.根据权利要求2所述的自由活塞装置，其特征在于，所述滚动轴线(100)横向于所述轴线(26)。

4.根据权利要求2所述的自由活塞装置，其特征在于，所述滚动轴线(100)基本上居中地设置在所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)和所述至少一个排气口(36)之间。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，所述流入区域(84)在轴向上大致居中地设置在所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)和所述至少一个排气口(36)之间，或者所述流入区域(84)在向着所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)的方向上前置于所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)和所述至少一个排气口(36)之间的中心。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，为了实现流入的新鲜气体的轴向运动分量，所述至少一个进气口(34、80、86、88、90)设计成相对于所述轴线(26)倾斜。

7.根据权利要求6所述的自由活塞装置，其特征在于，设置有多个相对于所述轴线(26)倾斜的进气口(34、80、86、88、90)。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，设置有沿所述轴线(26)的圆周方向相互间隔开的多个进气口(34、80、86、88、90)。

9.根据权利要求8所述的自由活塞装置，其特征在于，所述进气口(34、80、86、88、90)在轴向上形成在所述内壁(32)上的相同位置处。

10.根据权利要求8所述的自由活塞装置，其特征在于，所述进气口(34、80、86、88、90)关于所述活塞腔(24)的包含所述轴线的中央纵向平面(L)彼此镜像对称地设置和设计在所述内壁(32)上。

11.根据权利要求1至4中的任一项所述的自由活塞装置，其特征在于，设置有进气口(80)，其参考横向于所述轴线(26)的截面，径向地指向所述轴线(26)和所述内壁(32)的与所述进气口(80)相对的一侧，其中，所述流入区域(84)设置在所述燃烧室(50)的与所述进气口(80)相对的一侧。

12.根据权利要求11所述的自由活塞装置，其特征在于，在关于所述轴线(26)与所述进气口(80)相对的一侧，在所述内壁(32)上不形成进气口。