Come funziona il motore sferico Hüttlin

Il motore sferico Hüttlin in mostra al Salone di Ginevra nel 2011. Guarda altre foto dei motori delle automobili. Per gentile concessione di Innomot AG

Sembra che ogni volta che viene lanciato un nuovo modello ibrido, o un modello attuale viene aggiornato, ci sia qualche piccolo ritocco o aggiornamento che fornisce solo il minimo impulso rispetto alla concorrenza ... quanto basta per scopi di marketing, davvero, e tali miglioramenti sono celebrati a no fine. Ma non c'è motivo di disprezzare: quando si tratta di impatto ambientale e risparmio energetico, ogni piccolo aiuto aiuta davvero.

Ma poiché questi traguardi minori sono stati elogiati nel corso degli anni, un ingegnere tedesco e il suo team di sviluppatori svizzeri hanno lavorato duramente ... da prima che l'ibrido iniziasse la sua evoluzione dal temuto al trendy al mainstream. E il risultato è diverso da tutto ciò che chiunque avrebbe potuto prevedere sarebbe stato possibile. Quindi è a dir poco favoloso che la migliore innovazione nella tecnologia ibrida degli ultimi anni, con una genesi che risale a molto prima dell'uso diffuso dell'attuale trasmissione ibrida, sia stata rivelata appena in tempo, quando ibridi e veicoli elettrici (sebbene vendessero così come mai) erano dovuti per una nuova carica.

Il motore Hüttlin ha fatto il suo debutto pubblico al Salone di Ginevra nel marzo 2011, montato su un espositore tra le altre mostre tecnologiche ecocompatibili, e secondo quanto riferito ha attirato un flusso costante di attenzione in un modo che solo un motore sferico in alluminio potrebbe. Quindi, inizieremo assecondando il Dr. Hüttlin e Innomot AG, il team dietro il motore Hüttlin, sospendendo l'incredulità e assumendo che la forma sia davvero la possibilità più pratica per il suo scopo. Anche se il lucido design globulare è un po 'folle, la scienza sembra solida e le statistiche sono impressionanti.

L'Hüttlin Spherical Engine (o "kugelmotor") presenta molti dei vantaggi di un veicolo elettrico senza gli inconvenienti comuni, come i limiti dell'infrastruttura di ricarica e ciò che i critici dei veicoli elettrici chiamano "ansia da autonomia", la paura pervasiva che il la batteria si esaurirà prima che una carica diventi disponibile e, senza una riserva di benzina, lascerà il conducente a terra. Inoltre, sono state migliorate le caratteristiche tipiche di efficienza ibrida, come il peso inferiore, il risparmio di carburante e il ridotto impatto ambientale. L'Hüttlin Spherical Engine promette di essere in grado di fornire la spinta necessaria per portare l'ingegneria ibrida a un livello superiore e, superando i limiti di autonomia, potrebbe aiutare i veicoli elettrici a ottenere un'ampia accettazione.

Il motore sferico Hüttlin in mostra al Salone di Ginevra nel 2011. Per gentile concessione di Innomot AG

L'Hüttlin Spherical Engine sembrerebbe un po 'goffo rotolare sotto il cofano da solo, ma nessun problema: è stato progettato per essere parte di un sistema, non una fonte di alimentazione autonoma.

Un "range extender" è fondamentalmente ciò che distingue un veicolo ibrido da un veicolo elettrico puro. È la fonte di alimentazione aggiuntiva che consente a un ibrido di superare i limiti di usabilità di un elettrico. Poiché l'autonomia è spesso citata come una delle principali preoccupazioni che impediscono alle auto elettriche di ottenere un'accettazione diffusa, questa distinzione gioca un ruolo significativo nel modo in cui i due tipi di veicoli vengono percepiti.

Trovare un range extender affidabile, tuttavia, non è così semplice come leggere gli annunci sul retro delle riviste maschili. Nei primi ibridi, il range extender era semplicemente un efficiente motore a benzina che aiutava il motore elettrico a sopportare il carico, e il design assomigliava molto a un normale motore: un generatore elettrico forniva il succo per pompare un albero che, a sua volta, spostava il resto delle parti del motore, che ha avviato il ciclo di combustione del carburante. Molti ibridi su strada funzionano ancora in questo modo, più o meno, anche se diversi produttori possono enfatizzare, ad esempio, la "normalità" rispetto all'efficienza, con la trasmissione dell'auto progettata per favorire una fonte di alimentazione rispetto all'altra. (Sebbene la tecnologia ibrida abbia fatto molta strada in pochi anni, le opzioni di layout di base non sono cambiate molto.)

Ora, tuttavia, vengono sviluppati diversi tipi di motori per aiutare a portare avanti il ​​gioco e stanno testando i limiti delle capacità degli ibridi. Alcuni range extender funzionano a una clip costante; altri si attivano solo quando il motore elettrico necessita di un po 'di stimolazione. Alcuni dei design sono ancora piuttosto semplici, ispirati e ispirati alla tecnologia automobilistica tradizionale. E altri, come abbiamo visto ... beh, sono là fuori.

Il dottor Hüttlin e il suo team hanno ideato un nuovo design che va contro i principi di progettazione del motore consolidati e accettati. Invece di avvolgere il suo progetto attorno alla meccanica tipica (l'albero comune e la configurazione del generatore), voleva un design più elegante e funzionale, un motore in gran parte autonomo che creava la propria potenza per muoversi. Il suo design riflette l'idea che un range extender non dovrebbe sperperare le risorse dell'ibrido; dovrebbe essere leggero, compatto, economico e il più economico possibile. Questa non è un'idea nuova, ma gli ha fatto capire che potrebbe valere la pena tornare al tavolo da disegno.

Riconsidera questo approccio dopo aver letto la pagina successiva ... e l'Hüttlin Spherical Engine potrebbe sembrare molto meno stravagante e un po 'più grazioso.

L'Hüttlin-kugelmotor (motore sferico) sul banco di prova - alimentato a metano | Per gentile concessione di Innomot AG

La Hüttlin è progettata per integrare la potenza elettrica di un'auto ibrida, ma per semplicità, fingi per un momento che sia un motore autonomo. In pratica, la potenza che produce sarà instradata secondo il progetto di condivisione della potenza di quel particolare ibrido, ma ai fini di capire come il motore stesso produce potenza, dove la potenza va dopo è sostanzialmente irrilevante. È già abbastanza difficile descrivere com'è.

Ecco le cose semplici: il prototipo Hüttlin che ha fatto il giro produce circa 104 cavalli, ma a differenza di un tradizionale motore a benzina, il dottor Hüttlin afferma che il design è facile da ridimensionare per soddisfare quasi tutte le esigenze di potenza. Le automobili moderne sono raffreddate a liquido, ma il kugelmotor può anche essere adattato per configurazioni raffreddate ad aria. È costruito da solo una frazione delle parti di un motore tradizionale (circa 60 componenti nell'Hüttlin, rispetto ai circa 250 in un quattro pistoni medio), che aiuta a raggiungere gli obiettivi di efficienza ed economia, poiché ci sono meno parti da produrre e assemblare. Ciò significa, in parte, che Hüttlin raggiunge più del 30 percento di efficienza (in altre parole, meno del 70 percento della potenza che produce viene sprecato per calore, rumore e attrito sprecato), il che, ovviamente, significa che il motore utilizzerà meno carburante e produrrà anche meno emissioni nocive per l'ambiente. I motori tradizionali, in confronto, raggiungono solo il 20% circa di efficienza. Pensaci la prossima volta che fai rifornimento.

Ecco dove diventa più complicato: il movimento del motore, denominato "cinematica tridimensionale", presenta la combustione della benzina e un design a quattro pistoni, ma dopo è come essere su un altro pianeta. La vista del motore è un graffio alla testa: una palla d'argento con tubi che escono. Come l'astronave Terra a Epcot ... come fa quella sfera a racchiudere ciò che tutti sostengono sia dentro? Alloggiati all'interno del globo in alluminio leggero ci sono più kugel che scorrono in binari all'interno dei due pistoni sullo stesso cuscinetto, che sono all'interno del rotore, che ruota all'interno del guscio esterno in alluminio. Mentre il rotore gira, i pistoni pompano in opposizione e i kugel scivolano lungo le loro tracce ... il cui movimento fa girare il rotore. Capito? (Il fatto che le parti di base condividano nomi e ruoli con le parti del motore di tutti i giorni non aiuta affatto.)

E lungo il percorso, alcune bobine e magneti aiutano a generare energia e trasferiscono la potenza fuori dalla sfera a un set di batterie che fungono da pacchi di contenimento temporanei per spostare la potenza lungo la trasmissione secondo necessità. La potenza viene inviata a un altro motore che aziona direttamente le ruote (invece di inviare la potenza direttamente a una trasmissione tradizionale), che secondo Innomot AG è più efficiente.

Il dottor Hüttlin ha affermato che il kugelmotor ha impiegato un paio di decenni per capire e svilupparsi, ma si aspetta di vederlo nei veicoli di produzione in circa 2-5 anni. I brevetti sono stati depositati nel dicembre 2010 (completando il portafoglio del Dr. Hüttlin di oltre 150) e Innomot AG prevede di concedere in licenza la tecnologia, quindi l'Hüttlin potrebbe presto essere annidato nel vano motore di una gamma di ibridi.

Questo incarico inizialmente mi ha colpito con la paura: la paura di digitare "range extender", combinato con qualsiasi parola contenente una dieresi, in Google. Dopo ulteriori ricerche, ho scoperto che l'inventore dell'Hüttlin si riferisce alla sua creazione come un "kugelmotor". "Kugel", che può suonare familiare agli appassionati di cucina ebraica, in realtà significa "palla" in tedesco. Per niente rassicurante. Ma avevo ancora un barlume di speranza per il motore sferico. Tendo ad amare l'ingegneria tedesca oltre ogni ragione (come il mio bizzarro affetto per un particolare tipo di compressore in stile compressore, meglio conosciuto per la sua presenza tra la fine degli anni '80 e la metà degli anni '90 VW che era praticamente garantito per fallire in modo spettacolare proprio in 60.000 miglia).

Detto questo, ci è voluto ancora un po 'di tempo per capire come rotola questa palla. Ogni descrizione che leggevo sembrava drasticamente diversa, al limite della contraddizione. E non c'era un manuale del negozio a portata di mano che mi convincesse. Quindi, considerando la mia esperienza con lo sviluppo motorio tedesco, sembra che alcuni decenni abbiano fatto la differenza. (E su quella nota, il mio battito è accelerato quando ho scoperto che l'Hüttlin ha un potenziale di raffreddamento ad aria. Il mio fantastico progetto futuro Karmann Ghia ha appena assunto una dimensione completamente nuova.)

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fonti

• Cars21.com. "Intervista esclusiva con Innomot sull'Hüttlin-Range-Extender." 7 aprile 2011 (24 febbraio 2012) http://www.cars21.com/content/articles/55220110407.php
• Innomot AG. "Hüttlin Drive Technology." (24 febbraio 2012) http://www.innomot.org/compressor.11.html%23Compressor#Home
• PRNewswire. "Estensori di portata per veicoli elettrici 2011-2021". 3 novembre 2011 (24 febbraio 2012) http://www.prnewswire.com/news-releases/range-extenders-for-electric-vehicles-2011-2021-133155548.html
• Riso, Vincent. "Il genio sferico della Hüttlin Kugelmotor." Gizmag. 25 settembre 2011 (24 febbraio 2012) http://www.gizmag.com/huttlin-kugelmotor/19923/
• Vorano, Neil. "Il futuro verde al Salone di Ginevra". La nazionale. 5 marzo 2011 (24 febbraio 2012) http://www.thenational.ae/lifestyle/motoring/the-green-future-at-geneva-motor-show
• Wojdyla, Ben. "Sei motori prototipo per far funzionare il tuo cervello". Meccanica popolare. 13 febbraio 2011 (24 febbraio 2012) http://www.popularmechanics.com/cars/news/fuel-economy/6-prototype-engines-to-get-your-brain-firing?click=main_sr # diapositiva-5