Jak funguje sférický motor Hüttlin


Sférický motor Hüttlin vystavený na ženevském autosalonu v roce 2011. Podívejte se na další obrázky motorů automobilů. S laskavým svolením Innomot AG

Zdá se, že pokaždé, když je uveden na trh nový hybridní model nebo je aktualizován aktuální model, existuje nějaká malá úprava nebo aktualizace, která poskytuje jen sebemenší podporu oproti konkurenci...tolik pro marketingové účely, opravdu, a taková vylepšení jsou oslavována bez konce. Ale není důvod k opovržení – pokud jde o dopad na životní prostředí a úsporu energie, opravdu pomůže každá maličkost.

Ale jak byly tyto drobné milníky v průběhu let chváleny, německý inženýr a jeho tým švýcarských vývojářů dřeli...od té doby, než hybrid začal svůj vývoj od obávaného přes trendy až po mainstream. A výsledek se nepodobá ničemu, co by kdokoli mohl předvídat, že by bylo vůbec možné. Není tedy nic menšího než báječné, že nejlepší inovace v hybridní technologii za poslední roky s genezí, která se datuje daleko před rozšířeným používáním současného hybridního hnacího ústrojí, byla odhalena právě včas, když hybridy a elektrická vozidla (ačkoli se prodávají stejně jako někdy) byly splatné za nový poplatek.

Motor Hüttlin měl svou veřejnou premiéru na ženevském autosalonu v březnu 2011, namontovaný na výstavním stojanu mezi ostatními výstavami technologií šetrných k životnímu prostředí a údajně přitahoval stálý tok pozornosti způsobem, jakým to dokázal pouze kulový hliníkový motor. Začneme tedy tím, že Dr. Hüttlinovi a Innomotovi AG, týmu stojícímu za motorem Hüttlin, dopřejeme nedůvěru a předpokládáme, že tvar je skutečně nejpraktičtější možností pro svůj účel. I když je lesklý kulovitý design trochu pošetilý, věda vypadá solidně a statistiky jsou působivé.

Hüttlin Spherical Engine (nebo „kugelmotor“) má mnoho výhod elektrického vozidla bez společných nevýhod, jako jsou omezení nabíjecí infrastruktury a to, co kritici elektrických vozidel označují jako „úzkost z dojezdu“, všudypřítomný strach, že baterii dojde šťáva dříve, než bude k dispozici nabití, a bez benzinové zálohy nechá řidiče na holičkách. Kromě toho byly vylepšeny typické charakteristiky účinnosti hybridu – jako je nižší hmotnost, úspora paliva a nižší dopad na životní prostředí. Hüttlin Spherical Engine slibuje, že může poskytnout nezbytnou podporu pro posun hybridního inženýrství na další úroveň a překonáním omezení dojezdu by mohl pomoci elektromobilům získat široké přijetí.

>Co je to prodlužovač dosahu (v automobilovém kontextu)?


Sférický motor Hüttlin vystavený na ženevském autosalonu v roce 2011. S laskavým svolením Innomot AG

Hüttlin Spherical Engine by sám o sobě vypadal trochu praštěně válející se pod kapotou, ale žádný strach:byl navržen jako součást systému, nikoli jako samostatný zdroj energie.

„Prodlužovač dojezdu“ je v podstatě to, co odlišuje hybridní vozidlo od čistě elektrického vozidla. Je to další zdroj energie, který umožňuje hybridu překonat limity použitelnosti elektrického. Vzhledem k tomu, že dojezd je často uváděn jako jeden z hlavních problémů, které brání tomu, aby se elektromobilům dostalo širokého přijetí, hraje tento rozdíl významnou roli v tom, jak jsou tyto dva typy vozidel vnímány.

Najít spolehlivý prodlužovač dosahu však není tak jednoduché jako prohlížet si reklamy na zadní straně pánských časopisů. V raných hybridech byl prodlužovač dojezdu jednoduše účinným benzínovým motorem, který pomáhal elektromotoru nést zatížení, a design vypadal jako obyčejný motor:generátor elektřiny poskytoval šťávu k pumpování hřídele, která zase pohybovala zbytkem. částí motoru, které rozběhly cyklus spalování paliva. Mnoho hybridů na silnici stále funguje takto, víceméně, i když různí výrobci mohou zdůrazňovat, řekněme, „normálnost“ před účinností, přičemž hnací ústrojí vozu je navrženo tak, aby upřednostňovalo jeden zdroj energie před druhým. (Ačkoli hybridní technologie za pouhých pár let urazila dlouhou cestu, základní možnosti rozvržení se příliš nezměnily.)

Nyní se však vyvíjejí různé typy motorů, které pomáhají posunout hru dál, a testují limity schopností hybridů. Některé prodlužovače dosahu běží v konstantním klipu; jiní nastupují pouze tehdy, když elektrický motor potřebuje trochu stimulovat. Některé návrhy jsou stále docela přímočaré, inspirované tradiční automobilovou technologií a čerpají z ní. A další, jak jsme viděli...no, jsou tam.

Dr. Hüttlin a jeho tým přišli s novým designem, který je v souladu se zavedenými a uznávanými principy konstrukce motoru. Namísto obalování svého návrhu kolem typické mechaniky (společné nastavení hřídele a generátoru), chtěl elegantnější a funkčnější design, do značné míry samostatný motor, který vytváří vlastní sílu, aby se dostal do pohybu. Jeho design odráží myšlenku, že prodlužovač dojezdu by neměl plýtvat zdroji hybridu; měl by být lehký, skladný, ekonomický a co nejlevnější. Není to nový nápad, ale uvědomil si, že by možná stálo za námahu vrátit se k rýsovacímu prknu.

Přehodnoťte tento přístup po přečtení další stránky...a Hüttlinův sférický motor se může zdát mnohem méně náladový a o něco elegantnější.

>Roztáčet se


Hüttlin-kugelmotor (kulový motor) na testovacím stanovišti -- poháněný CNG S laskavým svolením Innomot AG

Hüttlin je navržen tak, aby doplňoval elektrický výkon hybridního vozu, ale pro jednoduchost na chvíli předstírejte, že jde o samostatný motor. V praxi bude výkon, který produkuje, směrován podle návrhu sdílení výkonu konkrétního hybridu, ale pro účely pochopení toho, jak motor sám vyrábí energii, je v zásadě irelevantní, kam výkon jde poté. Je dost těžké to popsat tak, jak to je.

Zde je jednoduchá věc:Prototyp Hüttlin, který jezdil na kole, produkuje asi 104 koňských sil, ale na rozdíl od tradičního benzínového motoru Dr. Hüttlin tvrdí, že design lze snadno škálovat, aby vyhovoval téměř jakékoli potřebě energie. Moderní automobily jsou chlazené kapalinou, ale kugelmotor může být také přizpůsoben pro vzduchem chlazená nastavení. Je vyroben z pouhého zlomku částí tradičního motoru (asi 60 součástí v Hüttlin, ve srovnání s asi 250 v průměrném čtyřpístovém motoru), což pomáhá dosáhnout cílů účinnosti a hospodárnosti, protože je potřeba méně dílů. vyrobit a smontovat. To částečně znamená, že Hüttlin dosahuje více než 30procentní účinnosti (jinými slovy, méně než 70 procent vyrobené energie je promarněno na teplo, hluk a zbytečné tření), což samozřejmě znamená, že motor bude využívat méně paliva a bude také produkovat méně emisí poškozujících životní prostředí. Tradiční motory pro srovnání dosahují pouze asi 20procentní účinnosti. Myslete na to, až budete příště tankovat.

Zde je to složitější:Pohyb motoru, označovaný jako „trojrozměrná kinematika“, se vyznačuje spalováním benzínu a čtyřpístkovým designem, ale poté je to jako na jiné planetě. Pohled na motor je škrabadlo - stříbrná koule s vycházejícími trubkami. Jako vesmírná loď Země na Epcot... jak ta koule zapouzdří to, co všichni tvrdí, že je uvnitř? Uvnitř lehké hliníkové koule je umístěno více kugelů, které běží v drahách uvnitř dvou pístů na stejném ložisku, které jsou uvnitř rotoru, který se otáčí ve vnějším hliníkovém plášti. Jak se rotor otáčí, písty pumpují v opozici a kugely kloužou po svých drahách...jejichž pohyb způsobuje, že se rotor otáčí. Mám to? (Skutečnost, že základní díly sdílejí jména a role s běžnými součástmi motoru, opravdu vůbec nepomáhá.)

A po cestě některé cívky a magnety pomáhají generovat energii a přenášejí energii mimo kouli do sady baterií, které fungují jako dočasné přídržné balíčky, které podle potřeby přenášejí energii podél hnacího ústrojí. Síla je posílána do jiného motoru, který přímo pohání kola (namísto posílání výkonu přímo dolů tradičním hnacím ústrojím), což je podle Innomot AG efektivnější.

Dr. Hüttlin řekl, že nalezení a vývoj kugelmotoru trvalo několik desetiletí, ale očekává, že se objeví ve sériových vozidlech za 2 až 5 let. Patenty byly podány v prosinci 2010 (doplnily portfolio Dr. Hüttlina čítající více než 150) a Innomot AG plánuje licencovat technologii, takže Hüttlin by mohl být brzy zasazen do motorového prostoru řady hybridů.

>Poznámka autora

Toto zadání mě zpočátku zasáhlo strachem:strach napsat do Googlu „rozšiřovač dosahu“ v kombinaci s jakýmkoli slovem obsahujícím přehlásku. Při dalším bádání jsem zjistil, že vynálezce Hüttlin údajně označuje svůj výtvor jako „kugelmotor“. „Kugel“, který může znít povědomě milovníkům židovské kuchyně, je ve skutečnosti německy „míč“. Vůbec ne uklidňující. Ale stále jsem měl jiskřičku naděje pro sférický motor. Mám tendenci milovat německou techniku ​​nade vše (jako je moje bizarní náklonnost ke konkrétnímu typu kompresoru typu kompresoru, nejlépe známého svou přítomností na konci 80. a v polovině 90. let VW, u kterých bylo prakticky zaručeno, že velkolepě selžou přesně přesně 60 000 mil).

To znamená, že to ještě chvíli trvalo pochopit, jak se tato koule kutálí. Každý popis, který jsem četl, se mi zdál drasticky odlišný, hraničně rozporuplný. A nebyl tam žádný manuál, který by mě přesvědčil. Takže vzhledem k mým zkušenostem s německým vývojem motorů se zdá, že pár desetiletí udělalo velký rozdíl. (A v této souvislosti se mi zrychlil tep, když jsem zjistil, že Hüttlin má vzduchem chlazený potenciál. Moje fantazijní budoucnost Karmann Ghia projekt právě dostal zcela nový rozměr.)

Související články

  • 5 budoucích technologií automobilů, které skutečně mají šanci
  • Top 5 nejdůležitějších připravovaných technologií automobilů
  • Jak fungují rotační motory
  • Jak funguje motor s Atkinsonovým cyklem
  • Jak funguje Motor Grálu
  • Jak fungují sady pro přestavbu elektromobilů
  • Jak Venturiho astrolab funguje
  • Jak lehká budou auta v budoucnosti?

Zdroje

  • Cars21.com. "Exkluzivní rozhovor s Innomotem o Hüttlin-Range-Extender." 7. dubna 2011. (24. února 2012) http://www.cars21.com/content/articles/55220110407.php
  • Innomot AG. "Hüttlin Drive Technology." (24. února 2012) http://www.innomot.org/compressor.11.html%23Compressor#Home
  • PRNewswire. "Prodlužovače dojezdu pro elektrická vozidla 2011-2021." 3. listopadu 2011. (24. února 2012) http://www.prnewswire.com/news-releases/range-extenders-for-electric-vehicles-2011-2021-133155548.html
  • Rice, Vincente. "Sférický génius Hüttlin Kugelmotor." Gizmag. 25. září 2011. (24. února 2012) http://www.gizmag.com/huttlin-kugelmotor/19923/
  • Vorano, Neile. "Zelená budoucnost na autosalonu v Ženevě." Národní. 5. března 2011. (24. února 2012) http://www.thenational.ae/lifestyle/motoring/the-green-future-at-geneva-motor-show
  • Wojdyla, Ben. „Šest prototypových motorů, které vám nastartují mozek.“ Populární mechanika. 13. února 2011. (24. února 2012) http://www.popularmechanics.com/cars/news/fuel-economy/6-prototype-engines-to-get-your-brain-firing?click=main_sr #slide-5