Es gibt ihn schon lange. Im Prinzip ist er älter als der Viertaktmotor. Wir wollen ihn zunächst einmal als Freikolbenmotor bezeichnen. Seine Hauptaufgabe scheint zu sein, auf den Kurbeltrieb zu verzichten. Wie gesagt, schon der atmosphärische Gasmotor war im Prinzip so konstruiert. Bei ihm war die Kolbenstange rechts als Zahnstange ausgebildet, die auf dem Weg zum U nteren Totpunkt ein Zahnrad mit Freilaufantrieb.

Immer wieder taucht dieser Motor auf. Bekannt wird er als Stelzermotor. Hier arbeitet er mit zwei Kolben wahlweise als Luft-, Hydraulikpumpe oder als Stromerzeuger. Letztere Anwendung scheint die interessanteste daran zu sein. Vielleicht hat diese Möglichkeit und die abgelaufenen Patente das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt bewogen, sich mit dem Freikolbenmotor erneut zu befassen.

Er wird jetzt als Freikolbengenerator bezeichnet und könnte der Range-Extender der Zukunft werden. Stellen Sie sich den oben abgebildeten Motorteil als Zweitaktmotor mit Direkteinspritzung vor. Nein, nicht nur mit Diesel betrieben. Das ist ein sogenannter Vielstoffmotor, der mit variabler Füllung und Verdichtung kontrollierte Selbstzündung ermöglicht.

Wie das realisiert wird, hängt von dem hier nicht gezeigten rechten Teil ab. Dort kann es z.B. ein veränderbares Luftvolumen geben, das den Kolben wieder von UT nach OT befördert. So kann nicht nur der Druck hin zum Verdichtungstakt sondern auch der verfügbare Weg bestimmt werden. Das ergibt eine fast unterbrechnungsfreie Umstellung z.B. von Dieselkraftstoff auf Wasserstoff, um einmal den extremsten Gegensatz zu nennen.

Auch vor den Zweitakt-Prinzip muss einem nicht bange sein. Es gibt nur ein von der Schmierung her kritisches Teil, das ist der Kolben. Den DLR-Ingenieuren schwebt eine Fertigung aus Kohlenstoff vor, was Öl im Abgas des Motors völlig ausschließen würde. Auch ist über die Schlitzsteuerung nicht unbedingt das letzte Wort gesprochen. Es gibt ja schon lange Zweitakter mit Ventilen. Wichtig ist nur der lineare Generator auf der rechten Seite, der aus der Hin- und Herbewegung ohne große Reibungsverluste Strom erzeugt.

Angeblich soll der Motor für die Stromerzeugung im Vergleich mit anderen Verbrennungsmotoren nur ein Drittel von deren Energie verbrauchen. Nachvollziehbar ist allerdings das Versprechen, dass er aus jedem Kraftstoff das Optimum herausholt, was bei unseren herkömmlichen Motoren nicht der Fall ist. Vor den Abgasen muss man ebenfalls keine Angst haben, denn es gibt Abgasrückführung auch beim Viertakter und inzwischen sogar angedachte Verfahren, das Abgas des einen im anderen Zylinder noch einmal zu verbrennen.

Noch Fragen? Ja, denn wir haben noch nicht geklärt, wie so ein Motor z.B. angelassen würde. Dazu müsste man das Luftvolumen auf der anderen Seite nehmen, dass durch Aufpumpen eines Vorrats während des Motorlaufs Energie für das Anwerfen des Motors notfalls gekonnt von beiden Seiten bereithalten würde. Oder der Lineargenerator wird für kurze Zeit zum gezielten Antriebsmotor. Über die Leistung des Freikolbenmotors ist noch nichts bekannt. Immerhin beträgt eine der Kolbenbewegung vergleichbare Nenndrehzahl erst bei 1500/min, Raum für weitere Entwicklungsarbeit. 03/13