Hydraulikpumpen

Frühe Freikolben-Hydraulikpumpe
Frühe Freikolben-Hydraulikpumpe
Bereits in den zwanziger Jahren wurden Hydrauliksysteme mit Freikolbenmotoren vorgeschlagen, aber nie umgesetzt.

1937 Raul Pateras Pescara
1937 Raul Pateras Pescara
1937 Raul Pateras Pescara

Basierend auf den Arbeiten an Freikolben-Kompressoren schlug Pescara eine Gegenkolben- Variante als Hydraulikpumpe vor.

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1997, University of Technology Finnland
1997, University of Technology Finnland
1997, University of Technology Finnland
1997, University of Technology Finnland
1997, University of Technology Finnland
1997, University of Technology Finnland
1997, Tampere University of Technology Finnland

Basierend auf dem doppeltwirkenden Freikolbenmotor wurde ein Hydrauliksystem entwickelt und getestet.

Wenigstens zwei Motoren wurden gebaut, einer wurde in einer mobilen Einheit getestet.

 Tampere University of Technology Finnland

Tampere University of Technology Finnland
Die Vibrationen wollte man mit dem um 180° phasenversetzten Betrieb von zwei seriell gekoppelten Maschinen kontrollieren.

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Brandl Hydraulikmotor
Brandl Hydraulikmotor
Einkolben- Hydrauliksystem nach Brandl

2006 - 2011 TU Dresden
2006 - 2011 TU Dresden
2006 - 2011 TU Dresden

Einkolben- Hydrauliksystem nach Bosch-Rexroth
Thermohydraulische Freikolbenmaschine
Gabelstapler Testlauf
Die INNAS Chiron Engine
Die INNAS Chiron Engine
Die INNAS Chiron Engine
Die INNAS Chiron Engine
Einkolben- Hydrauliksystem nach INNAS BV.
Alle diese Versionen arbeiten hubweise, d.h. sie zünden nur wenn der hydraulische Speicher aufgeladen werden muss.

Der Motor wurde Chiron Engine genannt. Es gab eine intensive Zusammenarbeit mit mehreren Lizenznehmern, u.a. Caterpillar.

CAT hydraulic drive concept
CAT hydraulic drive concept
Caterpillar seinerseits patentierte die Anwendung dieser Maschine für einen hydraulischen Hybridantrieb.

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Alle Versionen haben ein gemeinsames Problem: Vibrationen. Lediglich Pescara erkannte sehr früh, dass ein Freikolbenmotor - egal für welche Anwendung - massenneutral ausbalanciert sein muss.
Ingocar
Ingocar
Ingocar: Die Idee des hydraulischen Hybridantriebs wird von Valentin Technologies propagiert. Man beachte, dass hier ein Gegenkolbenmotor zum Einsatz kommt. Dies ist die erste breit publizierte Anwendung eines vibrationsfreien Freikolbenmotors mit hydraulischer Kraftabnahme.

Ingocar
INNAS hydraulic drive concept
INNAS hydraulic drive concept
INNAS BV arbeitet an derselben Antriebstechnik. Man verzichtet jedoch aus Gründen des Caterpillar Patents auf den selbst entwickelten Freikolbenmotor (siehe oben) und verwendet stattdessen einen konventionellen Verbrennungsmotor.

Download the HyDrid concept


Hydraulische Antriebe entwickeln physikalisch bedingt hohe Reibungsverluste. Es ist daher eine Illusion zu glauben, solche Antriebe könnten hocheffizient sein.

Hydrostatischer Antriebsstrang von Meili
Hydrostatischer Antriebsstrang von Meili
Alter Wein in neuen Schläuchen

Die hydraulischen Komponenten sind weder leichter noch günstiger als die Lösung mit einem Schalt- oder Automatikgetriebe, jedoch sind die Reibungsverluste wesentlich höher.

Diese Antriebsform wird in ähnlicher Art bereits seit Jahren in Kommunalfahrzeugen, Baumaschinen etc. verwendet, wenn es wichtig ist, stufenlose Geschwindigkeiten mit hohem Drehmoment zu kombinieren. Der Nachteil ist die grosse Wärmeentwicklung, die der hydraulische Antriebsstrang entwickelt und die über grossflächige Kühler abgeleitet werden muss.

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2010 Beijing Institute of Technology
2010 Beijing Institute of Technology
2010 Beijing Institute of Technology

Experimental Study on Hydraulic Free Piston Diesel Engine.
Zhao Zhenfeng, Ying Huang, Fujun Zhang, Changlu Zhao and Kai Han