DE102006040206B4 - Arbeitsgasdruckausgleichssystem für zweifach wirkenden Mehrzylinderheißgasmotor - Google Patents

Abstract

Arbeitsgasdruckausgleichssystem für einen zweifach wirkenden Mehrzylinderheißgasmotor (10), einschließlich für einen Stirlingmotor mit mehreren Kolben (16), die in Zylinderbohrungen (14) hin- und herlaufen, welche mehrere allgemein isolierte Zyklusvolumina (A, B, C, D) eines Arbeitsgases festlegen, welche durch die Kolben getrennt sind, wobei die Bewegung der Kolben (16) durch einen Antrieb (23) gesteuert wird, um Druckveränderungen der Zyklusvolumina (A, B, C, D) hervorzurufen, wobei das Ausgleichssystem aufweist:
eine Verbindungsstange (18), die an jedem der Kolben (16) festgelegt und mit dem Antrieb (23) verbunden ist,
eine erste Stangendichtung (24) und eine zweite Stangendichtung (16), die auf jede der Verbindungsstangen (18) wirken und dazwischen ein Ausgleichsvolumen (28) des Arbeitsgases festlegen,
ein Paar von Kolbenringen (20, 22) für jeden der Kolben (16) zum Abdichten der Kolben (16) innerhalb der Kolbenbohrung, wobei die Kolbenringe (20, 22) axial getrennt sind, um ein Ringkolbendichtungsvolumen (58) zu bilden, das durch das Paar von Ringen (20,...

Description

• GEBIET DER ERFINDUNG
• Diese Erfindung betrifft eine Wärmepumpe, und insbesondere einen verbesserten Stirlingkreislaufmotor mit Merkmalen zum Ausgleichen von Druck zwischen getrennten Arbeitsgas-Volumina in dem Motor.
• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Das grundsätzliche Konzept des Stirlingmotors geht zurück auf ein Patent, das für Robert Stirling 1917 erteilt wurde. Der Motor arbeitet, indem er Arbeitsgas veranlasst, zwischen Temperaturdifferenzbereichen zu pendeln, die mit Volumen- und Druckveränderungen einhergehen. Stirlingmotoren besitzen einen reversiblen thermodynamischen Kreislauf und können deshalb als Mittel zum Liefern mechanischer Kraftabgabe von einer Wärmequelle genutzt werden, oder sie können als Wärmepumpe durch Anwendung mechanischer Energieeinspeisung wirken. Unter Verwendung verschiedener Wärmequellen, wie etwa von verbrannten fossilen Brennstoffen oder konzentrierter Sonnenenergie, kann mechanische Energie bzw. Kraft durch den Motor geliefert werden. Diese Energie kann genutzt werden, um Elektrizität zu erzeugen, oder sie kann direkt mechanisch mit Last gekoppelt werden. Zahlreiche potentielle Anwendungen für Stirlingmotoren sind identifiziert worden und umfassen beispielsweise Primärantriebe für Kraftfahrzeuge, Sonnenenergieerzeugung, Abwärme rückgewinnung und entfernte Lokalisation einer Elektrizitätserzeugung.
• Die Rechteinhaberin der vorliegenden Anmeldung, die STM Power, Inc. (die bislang unter Stirling Thermal Motors, Inc. firmierte), hat signifikante Fortschritte bezüglich der Technik von Stirlingmaschinen über eine Anzahl von Jahren gemacht. Beispiele derartiger Neuerungen umfassen die Entwicklung einer kompakten und effizienten grundsätzlichen Stirlingmaschinenkonfiguration unter Verwendung eines parallelen Clusters aus zweifach wirkenden Zylindern, die mechanisch über eine rotierende Taumelscheibe verbunden sind. In zahlreichen Anwendungen wird ein Taumelscheibenstellorgan implementiert, um den Taumelscheibenwinkel und damit den Hub und das Verdrängungsvolumen der Kolben in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbedingungen ändern zu können.
• Obwohl die Inhaberin signifikante Vorteile in Bezug auf die Konstruktion der Stirlingmaschine erzielt hat, besteht dauerhaft ein Bedarf an weiteren Verfeinerungen. In zweifach wirkenden, Mehrzylinder-Stirlingmaschinen werden isolierte Volumina aus Arbeitsfluid, typischerweise Helium- oder Wasserstoffgas durch die Maschine zum Pendeln gebracht. In Übereinstimmung mit dem thermodynamischen Kreislauf einer Stirlingmaschine werden diese isolierten Volumina zyklisch komprimiert und expandiert und zwischen Räumen zum Pendeln gebracht, die unterschiedliche Temperaturen besitzen. Aufgrund dynamischer Bedingungen während des Betriebsablaufs, Leckage und Startbedingungen, treten Schwankungen bezüglich der Gasmasse, die in jeden der isolierten Zyklusvolumina enthalten ist, auf. Diese Differenzen bezüglich der "Lade"-Masse bzw. des Belastungsausmasses oder des Volumens in isolierten Zyklusvolumina führen zu Ungleichgewichten und Rauhigkeit beim Betrieb der Maschine. Diese Ungleichgewichte bringen außerdem unerwünschte mechanische Kräfte mit sich, welche auf die beweglichen Teile der Maschine einwirken, erhöhen das Geräusch und Vibration der Maschine während des Betriebs, beeinträchtigen den thermischen Wirkungsgrad und erhöhen das Startdrehmoment.
• Selbst bei idealer Abdichtung zwischen den aktiven Teilen der Stirlingmaschine und gleichmäßigen Belastungsvolumina bzw. Ladevolumina des Arbeitsgases während des Betriebs gilt, sobald die Maschine abgeschaltet wird, werden die Zyklusvolumina in unterschiedlichen Kompressionsstufen gestoppt. Unvermeidlich leckt hierbei Arbeitsgas aus Hochdruckbereichen in Niederdruckbereiche während einer Zeitperiode aus. Dies führt zu einer Differenz des Ladevolumens bzw. Belastungsvolumens zwischen Zyklen, die jeweils ein getrenntes Volumen festlegen. Beim Starten der Maschine existiert zwischen Arbeitsgaszyklen eine signifikante Differenz des Ladevolumens. Diese Erfindung stellt ein System bereit zum Ausgleichen von Arbeitsgasladevolumina zwischen den isolierten Zyklusvolumina.
• Ein Ansatz in Richtung auf die Bereitstellung eines Druckausgleichs zwischen isolierten Zyklusvolumina in einer Mehrzylinder-Stirlingmaschine ist in dem US-Patent Nr. 5,813,229 erläutert, die auf die Inhaberin der vorliegenden Anmeldung zurückgeht. Dieses Patent beschreibt, dass jedes der Zyklusvolumina über eine Kapillarröhre kleinen Durchmessers kommuniziert. Obwohl dieses System im Verlaufe der Zeit zu einem Druckausgleich führt, hat es den Nachteil, dass ein konstanter Verlust des Wirkungsgrads aufgrund eines Gasaustausches zwischen Zyklen selbst dann erzeugt wird, wenn Druckausgleichsbedingungen nicht vorliegen. Dies ist deshalb der Fall, weil die Kapillar röhre Druckveränderungen unterliegt, die außer Phase sind, weshalb durch die Kapillarröhren ein konstanter Pendelstrom von Gasen vorliegt.
• Im US-Patent 4,257,230 wird ein Mehrzylinderheißgasmotor beschrieben, bei dem ein oberer Kammerbereich unterhalb des Kolbens eines ersten Zylinders und ein oberer Kammerbereich unterhalb des Kolbens eines zweiten Zylinders miteinander über eine Gasverbindungsleitung verbunden sind, die einen ersten Pufferraum bildet, und zwei entsprechende untere Kammerbereiche über eine zweite Gasverbindungsleitung verbunden sind, die einen weiteren Pufferraum bildet. Die beiden Pufferräume sind über einen Ölfilter miteinander verbunden, wobei dieser Mechanismus passiv ist und nur einen Teil der Spannungen der Gasdifferenzdrücke über den Kolben abbaut.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird ein System bereitgestellt, welches winzige Übertragungen von Arbeitsgas zwischen Zyklusvolumina in einer Art und Weise zulässt, die für minimale Drücke der Volumina sorgt und folglich dazu, dass ihre gesamte Belastungsvolumina ausgeglichen werden. Dies hat die Wirkung, dass eine gleichmäßig laufende Maschine erzeugt wird und dass die vorstehend genannten Nachteile von Stirlingmaschinen in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik überwunden werden.
• Stirlingmotor-Neuerungen gemäß der vorliegenden Erfindung können in zahlreichen Maschinenkonfigurationen implementiert werden, einschließlich denjenigen, die bislang durch die Inhaberin der vorliegenden Anmeldung entwickelt wurden, einschließlich denjenigen, die erläutert sind in den US-Patenten Nr. 4,481,771 ; 4,579,046 ; 4,615,261 ; 4,669,736 ; 4,836,094 ; 5,611,201 ; 5,706,659 ; 5,722,239 ; 5,865,091 und 5,938,207 , und auf welche hiermit Bezug genommen wird. Grundsätzliche Merkmale zahlreicher Stirlingmotoren, die in den vorstehend genannten Patenten erläutert sind, sind auch in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung implementiert.
• Das erfindungsgemäße System nutzt einen Kolben mit einer hohlen Verbindungsstange, welche ein Paar von getrennten Stangendichtungen durchsetzt. Der interne Durchlass der Verbindungsstange kommuniziert mit einem ringförmigen Kolbendichtungsvo lumen zwischen einem Paar axial getrennter Kolbendichtungsringen. Der hohle Verbindungsstangendurchlass kommuniziert mit Volumina für jeden Zylinder, die sämtliche gemeinsam über Durchlässe verbunden sind, um ein Ausgleichsvolumen oder -plenum zu bilden. Dieses Plenum bzw. diese Kammer wird während der Verwendung von Ventilen, wie etwa Einwegeventilen, die mit den einzelnen Zyklusvolumina kommunizieren, auf einen minimalen Zyklusdruckpegel gehalten. Im Betrieb wird das Ausgleichsvolumen auf dem niedrigsten minimalen Zyklusdruck in dem System gehalten. Arbeitsgas kann sich in jedes der Zyklusvolumina bewegen, die einen minimalen Druck aufweisen, der sich von dem Plenumdruck um die Leckage von Arbeitsgas jenseits der Kolbenringe unterscheidet.
• Weiterer Nutzen und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und den anliegenden Ansprüchen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
• KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 zeigt schematisch einen zweifach wirkenden Vierzylinder-Stirlingmotor, der die Merkmale der vorliegenden Erfindung enthält; und
• 2 zeigt eine Querschnittsansicht durch einen Kolben zur Verwendung in Verbindung mit dem in 1 gezeigten Motor.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• In 1 ist ein zweifach wirkender Mehrzylinder-Stirlingmotor schematisch gezeigt und allgemein mit der Be zugsziffer 10 bezeichnet. Der Stirlingmotor 10 besteht aus vier allgemein identischen Zylinderaufbauten 12, die jeweils eine Zylinderbohrung 14 enthalten, wobei ein Kolben 16 in der Zylinderbohrung hin- und herläuft. Eine Verbindungsstange 18 ist mit jedem der Kolben 16 und mit einem Antriebssystem verbunden, wie etwa einem kinetischen Taumelscheiben-Antriebssystem der Art, die in den vorstehend genannten US-Patenten der Inhaberin vorliegender Anmeldung erläutert ist, und auf die vorliegend Bezug genommen wird. Weitere bekannte Antriebe umfassen magnetisch gekoppelte Systeme und sogenannte Konstruktionen mit "freiem Kolben", die unter einer Resonanzbedingung arbeiten. Das Antriebssystem 23 ist schematisch gezeigt und dient zum Bereitstellen einer allgemein sinusförmigen Bewegung der Kolben 16. Die Zylinderaufbauten 12 des Stirlingmotors 10 sind bevorzugt in einem quadratischen Cluster angeordnet, in 1 jedoch zur Vereinfachung der Darstellung nebeneinander liegend gezeigt. Der Zylinderaufbau 12 in der Darstellung links in 1 ist in der Praxis benachbart zu dem Zylinderaufbau 12 angeordnet, der rechts in dieser Figur gezeigt ist.
• Ein Paar von Kolbenringen 20 und 22 stellen eine Abdichtung für den Radialraum zwischen dem Kolben 16 und dem Innendurchmesser der Zylinderbohrung 14 bereit, und diese Bestandteile definieren ein ringförmiges Kolbendichtungsvolumen 58. Die Gleitstangendichtung 24 ermöglicht einen Hin- und Herlauf der Verbindungsstange 18, während eine Fluiddichtung bereitgestellt wird. In ähnlicher Weise stellt die Stangendichtung 26 außerdem ebenfalls eine Fluiddichtung für die Verbindungsstange 18 bereit. Die Stangendichtungen 24 und 26 sind getrennt, um für jeden der Zylinderaufbauten 12 ein partielles Vergleichmäßigungsvolumen 28 zu definieren. Jeder der Kolben 16 wirkt als bewegliche Grenze eines Paars von getrennten Arbeitsgaszyklusvolumina, die in 1 mit Zyklusvolumina "A", "B", "C" und "D" bezeichnet sind. Wie vorstehend angesprochen, umfassen typischerweise für Stirlingmotoren genutzte Arbeitsgase Helium und Wasserstoff (in einigen Fällen Luft). Jedes der Zyklusvolumina A, B, C, und D ist durch die Unterseite von einem der Kolben 16 und Ringe 22 an einer Grenze angebunden, und durch die Oberseite und den oberen Kolbenring 20 des benachbarten Kolbens 16 eines verbundenen bzw. angeschlossenen Zylinderaufbaus 12. Der untere Abschnitt von jedem Zylinderaufbau 12 steht über einen Kanal 36 durch einen Wärmetauscherstapel in Verbindung, der einen Kühle 30, einen Regenerator 23 und einen Heizer 34 enthält. In dem Bereich des Kühlers 30 strömendes Gas ist wärmebefreit, während Wärme auf das Arbeitsgas übertragen wird, wenn es im Heizer 34 anwesend ist. Der Regenerator 32 wirkt dahingehend, Wärmeenergiespeicherung bereitzustellen, die Wärmezufuhr erfährt, wenn heiße Gase durch ihn strömen, und Wärme abgibt, wenn relativ kühlere Gase durch ihn bewegt werden. Der Kühler 30, der Regenerator 32 und der Heizer 34 stellen an sich bekannte Grundbestandteile von Stirlingmotoren dar. Kanäle 36 und 38 kommunizieren mit den Zyklusvolumina A, B, C, und D zwischen den benachbarten Zylinderaufbauten 12 und dem vorstehend genannten Wärmetauscherstapel. Durch eine koordinierte außerphasige hin- und herlaufende Bewegung von jeder der Verbindungsstangen 18, welche durch das Antriebssystem 23 im Betrieb bereitgestellt wird, treten zyklische Druckveränderungen von jedem der Zyklusvolumina auf, die durch die beweglichen Grenzen verbunden sind.
• Einwegsperrventile 40 sind vorgesehen, welche die Zyklusvolumina A, B, C und D mit dem Vergleichmäßigungsvolumen bzw. Ausgleichsvolumen 28 verbinden. Die Sperrventile 40 sind derart ausgerichtet, dass eine Gasströmung ausschließlich ausgehend vom Ausgleichsvolumen 28 zu dem angeschlossenen Zyklusvolumen stattfindet, wenn eine Druckdifferenz zwischen ihnen in der in 1 gezeigten Richtung auftritt, das heißt, wenn der niedrigere Druck in dem Zyklusvolumen vorliegt. Ausgleichsvolumina 28 für jeden Zylinderaufbau kommunizieren über Kanäle 29, um ein kollektives Ausgleichsvolumen oder -plenum zu definieren (mit der Bezugsziffer 28 bezeichnet).
• Die Verbindungsstange 18 enthält einen zentralen Durchlass 42, der mit dem ringförmigen Kolbendichtungsvolumen 58 zwischen den Kolbenringen 22 und 24 in Verbindung steht. Eine genauere Ansicht dieser Konfiguration geht aus 2 hervor. 2 zeigt, dass der Kolben 16 einen hohlen Innendom 44 aufweist. Der Kolben 16 ist so aufgebaut, wie in US-Patent Nr. 5,865,091 erläutert, auf das vorliegend Bezug genommen wird. Die Verbindungsstange 18 ist an dem Kolben 16 über eine verjüngte Reibungspassbohrung 46 angebracht und wird durch eine Rückhaltemutter 48 gehalten. Die Kolbenringe 22 und 24 sind durch einen Abstandhalterungsring 50 axial getrennt. Der Abstandhalterring 50 weist einen internen Durchlass 52 auf, der mit dem hohlen Innendom 44 in Verbindung steht. In ähnlicher Weise steht auch der Verbindungsstangendurchlass 42 mit dem hohlen Innendomvolumen 44 in Verbindung. Der hohle Innendom 44 führt zu einer Vergrößerung des kombinierten Volumens des Ausgleichplenums und verringert außerdem den Gasdruck in Kolben 16, wobei außerdem die konvektive Wärmeübertragung über den Kolben verringert ist.
• Zum Entlasten des Stirlingmotors 10 wird eine Reihe von Ventilen 54 verwendet, die Kanäle 36 mit dem Ausgleichsvolumen 28 öffnen und durch entfernt angeordnete elektrische Steuerung geschlossen werden können. Wenn die Ventile 54 geöffnet werden, beispielsweise durch Erregen eines Solenoids, arbeitet der Stirlingmotor 10 während eines geschlossenen thermodynamischen Zyklus bzw. Kreislaufs nicht. Die Ventile 54 sind vorgesehen, um den Motor 10 unter Startbedingungen zu entlasten oder wenn eine vollständige Entlastung des Motors im Betrieb erwünscht ist. Es wird bemerkt, dass die Ventile 54 zwischen denselben Räumen wie die Einwegsperrventile 40 in Verbindung stehen (die druckbetätigt sind). Der Unterschied zwischen den Ventilen betrifft einen größeren Durchsatz der Ventile 54 und ihre externe Betätigung im Vergleich zu den Einwegsperrventilen 40. Zwei getrennte Sätze von Ventilen 40 und 54 sind zur Verwirklichung der Vorteile der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich. In einer alternativen Implementierung der Erfindung können die Ventile 40 entfallen und die Ventile 54 können zur Öffnung während der Startbedingungen durch ein entferntes Steuersignal dienen oder, wenn sie geschlossen sind, als druckbetätigtes Einwegventil dienen, wodurch sie als Sperrventil 40 arbeiten.
• Die Ausgleichsvolumina 28 legen jeweils in ihrem Aggregat ein Plenum fest, das auf dem minimalen Zyklusdruck gehalten wird, der durch die Zyklusvolumina mittels Betätigung der Sperrventile 40 (oder wie vorstehend angeführt durch Betätigung des Ventils 54) ausgeübt wird. Das Arbeitsgas kann nicht von einem Zyklusvolumen zu einem anderen übertragen werden, ohne sich durch das gemeinsame Plenum 56 auszubreiten. In dieser Weise wird der Gasdruck in dem Plenum 56 in jeden Zyklus auf minimalem Zyklusdruck gehalten durch die Betätigung der Sperrventile 40. Wenn der Stirlingmotor stoppt, wie vorstehend angesprochen, stoppen die Kolben 16 von jedem Zylinderaufbau 12 in einer unterschiedlichen Stellung und jedes der isolierten Zyk lusvolumina A, B, C, und D besitzt unterschiedliches Volumen und unterschiedlichen Druck. Nachdem der Stirlingmotor 10 für eine Zeitperiode stationär bleibt, neigt der Druck dieser isolierten Zyklusvolumina A, B, C und D dazu, aufgrund von Leckage zum Vergleichmäßigen, beispielsweise über die Kolbenringe 20 und 22. Dieses Ungleichgewicht bezüglich des Belastungsvolumens zwischen den Zyklusvolumina für den stationären Motor ist Anlass für ein hohes Drehmoment, das erforderlich ist, den Motor zu starten, und für Ungleichgewichte während des Betriebs. Um das Startdrehmoment zu verringern, werden die Ventile 54 aktiviert, um zu öffnen, wodurch jedes der Zyklusvolumina mit dem gemeinsamen Plenum 56 kommuniziert. Diese Bedingung führt zu einer Entlastung des Motors und erlaubt es, dass die Belastungen sich ausgleichen zwischen den Zyklusvolumina für die ersten wenigen Umdrehungen des Motors. Eine kurze Zeit nach dem Starten werden die Ventile 54 deaktiviert und das System erreicht einen stationären Betrieb.
• Die Verbindung des Raums zwischen den Kolbenringen 22 und 24 mit dem Plenum 56, welches auf minimalem Druck gehalten ist, erbringt die Ausgleichsfunktion für das System gemäß dieser Erfindung. Diese Verbindung verhindert eine reine Gasbelastung zwischen benachbarten Zyklen ohne Einbeziehung des Plenums 56. Im Betrieb wird das Plenum 56 auf eine "mittleren" minimalen Druck für jedes der Zyklusvolumina A, B, C und D gehalten. Wenn Veränderungen des minimalen Drucks für das einzelne Zyklusvolumen während seiner zyklischen Druckveränderung auftritt, findet eine Leckage von Arbeitsgas zu oder von diesem Volumen hinter den Ringen 20 und/oder 22 statt.
• Zahlreiche Abwandlungen können im Umfang der vorliegenden Erfindung liegen. Beispielsweise kann es sich in einer körperli chen Implementierung dieses Systems bei den verschiedenen Kanälen 29, 36 und 38 um Durchlässe oder um Verbindungspfade handeln, ohne dass ein getrennter Schlauch oder ein getrenntes Rohr oder eine Kupplung erforderlich wäre.
• Während die vorstehend angeführte Beschreibung die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wird bemerkt, dass die Erfindung Modifikationen, Abwandlungen und Änderungen zugänglich ist, ohne vom Umfang der anliegenden Ansprüche abzuweichen.

Claims (8)

1. Arbeitsgasdruckausgleichssystem für einen zweifach wirkenden Mehrzylinderheißgasmotor (10), einschließlich für einen Stirlingmotor mit mehreren Kolben (16), die in Zylinderbohrungen (14) hin- und herlaufen, welche mehrere allgemein isolierte Zyklusvolumina (A, B, C, D) eines Arbeitsgases festlegen, welche durch die Kolben getrennt sind, wobei die Bewegung der Kolben (16) durch einen Antrieb (23) gesteuert wird, um Druckveränderungen der Zyklusvolumina (A, B, C, D) hervorzurufen, wobei das Ausgleichssystem aufweist: eine Verbindungsstange (18), die an jedem der Kolben (16) festgelegt und mit dem Antrieb (23) verbunden ist, eine erste Stangendichtung (24) und eine zweite Stangendichtung (16), die auf jede der Verbindungsstangen (18) wirken und dazwischen ein Ausgleichsvolumen (28) des Arbeitsgases festlegen, ein Paar von Kolbenringen (20, 22) für jeden der Kolben (16) zum Abdichten der Kolben (16) innerhalb der Kolbenbohrung, wobei die Kolbenringe (20, 22) axial getrennt sind, um ein Ringkolbendichtungsvolumen (58) zu bilden, das durch das Paar von Ringen (20, 22), die Kolben (16) und die Zylinderbohrungen (14) begrenzt ist, einen Durchlass (42), der durch jede der Verbindungsstangen gebildet ist und die ringförmigen Kolbendichtungsvolumina (58) mit dem Ausgleichsvolumen (28) verbindet, und ein Ventil (54), welches die Zyklusvolumina (A, B, C, D) mit dem Ausgleichsvolumen (28) verbindet und die Strömung von Arbeitsgas von dem Ausgleichsvolumen (28) zu den Zyklusvolumina ermöglicht.
2. Arbeitsgasdruckausgleichssystem nach Anspruch 1, wobei das Ausgleichsvolumen (28) diskrete partielle Ausgleichsvolumina für jeden der Zylinder umfasst, die miteinander über einen Kanal (29) verbunden sind, um das Ausgleichsvolumen (28) zu bilden.
3. Arbeitsgasdruckausgleichssystem nach Anspruch 1, außerdem aufweisend ein oder mehrere Entlastungsventile, die zwischen den Zyklusvolumina (A, B, C, D) und dem Ausgleichsvolumen (28) in Verbindung stehen und über ein Steuersignal zur Bereitstellung einer Fluidkommunikation zwischen den Zyklusvolumina (A, B, C, D) und dem Ausgleichsvolumen (28) betätigbar sind, um dadurch den Motor (10) zu entlasten, und die außerdem geschlossen werden können, um einen normalen Betrieb des Motors (10) zu ermöglichen.
4. Arbeitsgasdruckausgleichssystem nach Anspruch 1, wobei das Ventil (54) ein Einwegsperrventil ist, das eine Strömung des Arbeitsgases ausschließlich in der Richtung vom Ausgleichsvolumen (28) zum Zyklusvolumen (A, B, C, D) zulässt.
5. Arbeitsgasdruckausgleichssystem nach Anspruch 1, wobei die Kolbenringe (20, 22) axial durch einen Abstandhalterring (50) getrennt sind.
6. Arbeitsgasdruckausgleichssystem nach Anspruch 5, wobei der Abstandhalterring (50) einen Teil des Durchlasses bildet.
7. Arbeitsgasdruckausgleichssystem nach Anspruch 1, wobei die Kolben unter Festlegung eines Innenraums (44) hohl sind und wobei der Innenraum (44) einen Teil des Ausgleichsvolumens (28) umfasst.
8. Arbeitsgasdruckausgleichssystem nach Anspruch 1, wobei das Ventil (54) als Entlastungsventil dient, welches durch ein Steuersignal geöffnet werden kann, um eine Fluidkommunikation zwischen den Zyklusvolumina (A, B, C, D) und dem Ausgleichsvolumen (28) bereitzustellen, um dadurch den Motor (10) zu entlasten, und das geschlossen werden kann, wobei dann, wenn das Entlastungsventil geschlossen ist, es als Einwegsperrventil arbeitet, das eine Strömung des Arbeitsgases ausschließlich in der Richtung von dem Ausgleichsvolumen (28) zu dem Zyklusvolumen (A, B, C, D) zulässt.