Direkt gekoppelte Simulation zur Brennverfahrensentwicklung an einer thermohydraulischen Freikolbenmaschine

Im Unterschied zu Hubkolbenmotoren wird bei einer thermohydraulischen Freikolbenmaschine der Kolben nicht kinematisch zwangsgeführt. Die Kolbenbewegung hängt ausschließlich von der Prozessführung auf der Gas- und Hydraulikseite, also dem zeitlichen Verlauf der Kräfte am Freikolben, ab. Die Verwendbarkeit der für Hubkolbenmotoren entwickelten Simulationsmethoden führt zu einer Verletzung der Energiebilanzierung und ist für die Berechnungen einer Freikolbenmaschine stark eingeschränkt nutzbar.
In der vorliegenden Arbeit wird eine neue Simulationsmethode zur Analyse und Vorausberechnung des Betriebsverhaltens und des Motorprozesses einer thermohydraulischen Freikolbenmaschine vorgestellt. Durch den Einsatz der hier entwickelten Methode der direkt gekoppelten Simulation gelingt die korrekte Beschreibung der Energiewandlung zwischen dem Arbeitsprozess (Hydraulikseite) und dem Wärmekraftprozess (Gasseite) sowie der unmittelbaren Wechselwirkungen innerhalb der Maschine.