Der Freikolbenlineargenerator

Beim Freikolbenlineargenerator wird in einem Verbrennungsteil Kraftstoff verbrannt, wodurch der Freikolben beschleunigt wird. Auf der Kolbeneinheit befinden sich Permanentmagneten. Durch die entstehende lineare Relativbewegung zwischen Permanentmagneten und Primärteilen kann die durch die Verbrennung zugeführte Energie elektrisch ausgekoppelt werden. Der Kolben wird durch die Kompression des Gasfederraums gebremst und in Richtung des Verbrennungszylinders zurückgestellt. Die Kolbeneinheit schwingt prinzipbedingt frei und wird einerseits vom Verbrennungszylinder und andererseits von der Gasfeder begrenzt.

FKLG 3D-Skizze

Gegenüber herkömmlichen Verbrennungsmotoren beitet der FKLG folgende Vorteile:

• Anpassung von Hub, Verdichtungsverhältnis und Kolbentrajektorie an den Betriebspunkt
• Verbesserte Teillastwirkungsgrad
• Kompakte Bauweise
• Ausgeglichene Massenkräfte
• Niedrige Herstellkosten
• Flexfuel-Tauglichkeit

Prinzipskizze

Das DLR entwickelt sowohl die Hardware des Freikolbenlineargenerators als auch die zum Betrieb erforderlichen Steuerungs- und Regelungssysteme. Als vorläufiger Höhepunkt eines systematischen Entwicklungsprozesses wurde 2013 ein Funktionsdemonstrator erfolgreich in Betrieb genommen. Das bezüglich Hub und Verdichtung variable System verwendet eine innere Verbrennung im Otto-Prozess, einen elektromagnetischen Ventiltrieb sowie eine Benzin-Direkteinspritzung. Weltweit erstmalig steht nun ein System dieser Bauart für Messungen zur Verfügung.

FKLG Prüfstand