Der Freikolbenlineargenerator - Theoretische Betrachtungen des Gesamtsystems und experimentelle Untersuchungen zum Teilsystem der Gasfeder

Abstract

Die Dissertation leistet einen Beitrag zur Erforschung eines Freikolbenmotors in Einzelkolbenbauweise mit elektrischer Energieauskopplung. Dieser "Freikolbenlineargenerator" kombiniert einen Verbrennungszylinder mit innerer Verbrennung, einen Lineargenerator zur Energieauskopplung und eine Gasfeder. In dieser Arbeit werden Grundlagen auf dem Gebiet des Gesamtsystems und der Teilkomponente der Gasfeder erarbeitet. Für die theoretische Untersuchung des Gesamtsystems wird eine objektorientierte Modellbibliothek in Modelica zur dynamischen Simulation von Freikolbengeneratoren erstellt. Es wird eine Betriebsstrategie zur Kontrolle des Freikolbensystems entwickelt und das Verhalten des Freikolbenlineargenerators anhand von Parameterstudien charakterisiert. Ein zweiter Teil der Arbeit behandelt Gasfedern mit im Betrieb einstellbarer Federkennlinie für den Einsatz im Freikolbenlineargenerator. Neben theoretischen Betrachtungen werden zwei unterschiedliche Gasfederkonzepte experimentell untersucht und die Ergebnisse im Vergleich mit Modellrechnungen diskutiert.