Wie der Hüttlin-Kugelmotor funktioniert

Der Hüttlin-Kugelmotor, der 2011 auf dem Genfer Autosalon ausgestellt wurde. Weitere Bilder von Automotoren. Mit freundlicher Genehmigung der Innomot AG

Es scheint, als ob jedes Mal, wenn ein neues Hybridmodell auf den Markt gebracht oder ein aktuelles Modell aktualisiert wird, einige kleine Verbesserungen oder Aktualisierungen vorgenommen werden, die nur den geringsten Schub gegenüber der Konkurrenz bieten… gerade genug für Marketingzwecke, und solche Verbesserungen werden mit Nein gefeiert Ende. Aber es gibt keinen Grund zur Verachtung - wenn es um Umweltauswirkungen und Energieeinsparung geht, hilft jedes kleine bisschen wirklich.

Aber da diese kleinen Meilensteine ​​im Laufe der Jahre gelobt wurden, haben sich ein deutscher Ingenieur und sein Team von Schweizer Entwicklern abgemüht ... seitdem der Hybrid seine Entwicklung vom gefürchteten zum trendigen zum Mainstream begann. Und das Ergebnis ist anders als alles, was irgendjemand hätte vorhersagen können. Es ist also geradezu fabelhaft, dass die beste Innovation in der Hybridtechnologie seit Jahren mit einer Genese, die lange vor der weit verbreiteten Verwendung des aktuellen Hybridantriebs zurückreicht, gerade rechtzeitig enthüllt wurde, als Hybride und Elektrofahrzeuge (obwohl sie sowohl verkauft als auch verkauft wurden) jemals) waren für eine neue Ladung fällig.

Der Hüttlin-Motor feierte im März 2011 sein öffentliches Debüt auf dem Genfer Autosalon, montierte auf einem Ausstellungsstand unter den anderen umweltfreundlichen Technologieausstellungen und erregte Berichten zufolge einen stetigen Aufmerksamkeitsfluss, wie es nur ein kugelförmiger Aluminiummotor konnte. Wir werden also zunächst Dr. Hüttlin und Innomot AG, das Team hinter dem Hüttlin-Motor, verwöhnen, den Unglauben aufheben und davon ausgehen, dass die Form tatsächlich die praktischste Möglichkeit für ihren Zweck ist. Auch wenn das glänzende kugelförmige Design ein bisschen töricht ist, scheint die Wissenschaft solide zu sein und die Statistiken sind beeindruckend.

Der Hüttlin Spherical Engine (oder "Kugelmotor") hat viele der Vorteile eines Elektrofahrzeugs ohne die üblichen Nachteile, wie die Einschränkungen der Ladeinfrastruktur und das, was Kritiker von Elektrofahrzeugen als "Reichweitenangst" bezeichnen, die allgegenwärtige Angst, dass die Die Batterie hat keinen Saft mehr, bevor eine Ladung verfügbar ist, und ohne Benzinunterstützung bleibt der Fahrer hängen. Darüber hinaus wurden typische Hybridwirkungsgrade wie geringeres Gewicht, Kraftstoffeinsparungen und geringere Umweltbelastung verbessert. Der Hüttlin Spherical Engine verspricht, dass er den nötigen Schub geben kann, um die Hybridtechnik auf die nächste Stufe zu heben, und durch Überwindung von Reichweitenbeschränkungen dazu beitragen könnte, dass Elektrofahrzeuge breite Akzeptanz finden.

Der Hüttlin Spherical Engine wird 2011 auf dem Genfer Autosalon ausgestellt. Mit freundlicher Genehmigung der Innomot AG

Die Hüttlin Spherical Engine würde von sich aus unter der Motorhaube irgendwie doof herumrollen, aber keine Sorge: Sie wurde als Teil eines Systems entwickelt, nicht als eigenständige Stromquelle.

Ein "Range Extender" unterscheidet im Grunde ein Hybridfahrzeug von einem reinen Elektrofahrzeug. Es ist die zusätzliche Stromquelle, die es einem Hybrid ermöglicht, die Grenzen der Benutzerfreundlichkeit eines Elektrikers zu überschreiten. Da die Reichweite häufig als eines der Hauptprobleme genannt wird, die verhindern, dass Elektroautos breite Akzeptanz finden, spielt diese Unterscheidung eine wichtige Rolle bei der Wahrnehmung der beiden Fahrzeugtypen.

Es ist jedoch nicht ganz so einfach, einen zuverlässigen Range Extender zu finden, wie die Anzeigen auf der Rückseite von Männermagazinen zu lesen. In frühen Hybriden war der Range Extender einfach ein effizienter Benzinmotor, der dem Elektromotor half, die Last zu tragen, und das Design ähnelte einem normalen Motor: Ein Stromgenerator lieferte den Saft zum Pumpen einer Welle, die wiederum den Rest bewegte der Motorteile, die den Kraftstoffverbrennungszyklus in Gang gesetzt haben. Viele Hybride auf der Straße arbeiten immer noch mehr oder weniger so, obwohl verschiedene Hersteller beispielsweise "Normalität" gegenüber Effizienz betonen, wobei der Antriebsstrang des Autos so konstruiert ist, dass eine Stromquelle der anderen vorgezogen wird. (Obwohl die Hybridtechnologie in nur wenigen Jahren einen langen Weg zurückgelegt hat, haben sich an den grundlegenden Layoutoptionen nicht viel geändert.)

Jetzt werden jedoch verschiedene Motortypen entwickelt, um das Spiel voranzutreiben, und sie testen die Grenzen der Fähigkeiten von Hybriden. Einige Range Extender laufen mit einem konstanten Clip. andere treten nur dann ein, wenn der Elektromotor etwas stimuliert werden muss. Einige der Designs sind immer noch recht einfach, inspiriert von der traditionellen Automobiltechnologie und basieren auf dieser. Und andere, wie wir gesehen haben ... nun, sie sind da draußen.

Dr. Hüttlin und sein Team haben ein neues Design entwickelt, das den etablierten und akzeptierten Prinzipien des Motordesigns widerspricht. Anstatt sein Design auf typische Mechaniken (das gemeinsame Wellen- und Generator-Setup) zu konzentrieren, wollte er ein schlankeres und funktionaleres Design, einen weitgehend in sich geschlossenen Motor, der seine eigene Kraft zum Rollen brachte. Sein Design spiegelt den Gedanken wider, dass ein Range Extender die Ressourcen des Hybrids nicht verschwenden sollte. Es sollte leicht, kompakt, wirtschaftlich und so kostengünstig wie möglich sein. Dies ist keine neue Idee, aber es machte ihm klar, dass es die Mühe wert sein könnte, zum Zeichenbrett zurückzukehren.

Überdenken Sie diesen Ansatz, nachdem Sie die nächste Seite gelesen haben… und die Hüttlin Spherical Engine scheint viel weniger skurril und viel anmutiger zu sein.

Der Hüttlin-Kugelmotor auf dem Prüfstand - betrieben von CNG mit freundlicher Genehmigung der Innomot AG

Der Hüttlin wurde entwickelt, um die elektrische Leistung eines Hybridautos zu ergänzen. Der Einfachheit halber tun Sie jedoch für einen Moment so, als wäre es ein eigenständiger Motor. In der Praxis wird die von ihm erzeugte Leistung gemäß dem Power-Sharing-Design des jeweiligen Hybrids geleitet. Für das Verständnis, wie der Motor selbst Leistung erzeugt, ist die Leistung danach im Wesentlichen irrelevant. Es ist schwer genug zu beschreiben, wie es ist.

Hier ist das Einfache: Der Prototyp Hüttlin, der die Runde gemacht hat, leistet ungefähr 104 PS, aber im Gegensatz zu einem herkömmlichen Benzinmotor behauptet Dr. Hüttlin, das Design sei einfach zu skalieren, um fast jedem Leistungsbedarf gerecht zu werden. Moderne Automobile sind flüssigkeitsgekühlt, aber der Kugelmotor kann auch für luftgekühlte Setups angepasst werden. Es besteht nur aus einem Bruchteil der Teile eines herkömmlichen Motors (etwa 60 Komponenten im Hüttlin im Vergleich zu etwa 250 in einem durchschnittlichen Vierkolben), wodurch die Ziele von Effizienz und Wirtschaftlichkeit erreicht werden, da weniger Teile erforderlich sind produzieren und montieren. Dies bedeutet zum Teil, dass der Hüttlin einen Wirkungsgrad von mehr als 30 Prozent erreicht (mit anderen Worten, weniger als 70 Prozent der von ihm erzeugten Leistung wird durch Hitze, Geräusche und verschwendete Reibung verschwendet), was natürlich bedeutet, dass der Motor verbraucht weniger Kraftstoff und wird auch weniger umweltschädliche Emissionen abgeben. Im Vergleich dazu erreichen herkömmliche Motoren nur einen Wirkungsgrad von etwa 20 Prozent. Denken Sie daran, wenn Sie das nächste Mal tanken.

Hier wird es komplizierter: Die Bewegung des Motors, die als "dreidimensionale Kinematik" bezeichnet wird, zeichnet sich durch Benzinverbrennung und ein Vierkolben-Design aus, aber danach ist es wie auf einem anderen Planeten. Der Anblick des Motors ist ein Kopfkratzer - eine silberne Kugel mit herauskommenden Rohren. Wie das Raumschiff Erde bei Epcot ... wie umhüllt diese Kugel das, was jeder behauptet, in sich zu sein? In der leichten Aluminiumkugel sind weitere Kugeln untergebracht, die in Schienen innerhalb der beiden Kolben desselben Lagers laufen, die sich innerhalb des Rotors befinden, der sich innerhalb der äußeren Aluminiumschale dreht. Während sich der Rotor dreht, pumpen die Kolben entgegengesetzt und die Kugeln gleiten über ihre Spuren. Durch ihre Bewegung dreht sich der Rotor. Verstanden? (Die Tatsache, dass die Basisteile Namen und Rollen mit alltäglichen Motorteilen teilen, hilft überhaupt nicht.)

Unterwegs helfen einige Spulen und Magnete bei der Stromerzeugung und übertragen die Energie außerhalb der Kugel auf einen Satz Batterien, die als temporäre Haltepakete dienen, um die Energie bei Bedarf entlang des Antriebsstrangs zu bewegen. Die Leistung wird an einen anderen Motor übertragen, der die Räder direkt antreibt (anstatt die Leistung direkt über einen herkömmlichen Antriebsstrang zu übertragen), was laut Innomot AG effizienter ist.

Dr. Hüttlin hat gesagt, dass der Kugelmotor einige Jahrzehnte gebraucht hat, um herauszufinden und sich zu entwickeln, erwartet jedoch, dass er in etwa 2 bis 5 Jahren in Serienfahrzeugen eingesetzt wird. Die Patente wurden im Dezember 2010 angemeldet (rundet das Portfolio von Dr. Hüttlin von mehr als 150 ab), und die Innomot AG plant, die Technologie zu lizenzieren, damit der Hüttlin bald im Motorraum einer Reihe von Hybriden eingebettet werden kann.

Diese Aufgabe machte mir zunächst Angst: Die Angst, "Range Extender" in Kombination mit einem Wort, das einen Umlaut enthält, in Google einzugeben. Bei weiteren Nachforschungen entdeckte ich, dass der Erfinder des Hüttlin seine Kreation angeblich als "Kugelmotor" bezeichnet. "Kugel", die Kennern der jüdischen Küche bekannt vorkommen mag, ist eigentlich deutsch für "Ball". Überhaupt nicht beruhigend. Aber ich hatte immer noch einen Hoffnungsschimmer für den Kugelmotor. Ich mag die deutsche Technik über alle Maßen (wie meine bizarre Vorliebe für einen bestimmten Kompressor-Kompressortyp, der vor allem für seine Präsenz in VWs der späten 80er und mittleren 90er Jahre bekannt ist, bei denen praktisch garantiert wurde, dass sie genau spektakulär versagen 60.000 Meilen).

Trotzdem dauerte es noch einige Zeit, um zu verstehen, wie dieser Ball ins Rollen kommt. Jede Beschreibung, die ich las, schien drastisch anders zu sein, grenzwertig widersprüchlich. Und es gab kein Handbuch, mit dem ich mich überreden konnte. In Anbetracht meiner Erfahrung mit der deutschen Motorentwicklung scheinen einige Jahrzehnte einen großen Unterschied gemacht zu haben. (Und in diesem Sinne beschleunigte sich mein Puls, als ich entdeckte, dass der Hüttlin luftgekühltes Potenzial hat. Mein Fantasy-Zukunftsprojekt Karmann Ghia hat gerade eine ganz neue Dimension angenommen.)

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Quellen

• Cars21.com. "Exklusives Interview mit Innomot über den Hüttlin-Range-Extender." 7. April 2011. (24. Februar 2012) http://www.cars21.com/content/articles/55220110407.php
• Innomot AG. "Hüttlin Drive Technology." (24. Februar 2012) http://www.innomot.org/compressor.11.html%23Compressor#Home
• PRNewswire. "Range Extender für Elektrofahrzeuge 2011-2021." 3. November 2011. (24. Februar 2012) http://www.prnewswire.com/news-releases/range-extenders-for-electric-vehicles-2011-2021-133155548.html
• Reis, Vincent. "Das kugelförmige Genie des Hüttlin Kugelmotors." Gizmag. 25. September 2011. (24. Februar 2012) http://www.gizmag.com/huttlin-kugelmotor/19923/
• Vorano, Neil. "Die grüne Zukunft auf dem Genfer Autosalon." Der National. 5. März 2011. (24. Februar 2012) http://www.thenational.ae/lifestyle/motoring/the-green-future-at-geneva-motor-show
• Wojdyla, Ben. "Sechs Prototyp-Motoren, die Ihr Gehirn zum Brennen bringen." Beliebte Mechanik. 13. Februar 2011. (24. Februar 2012) http://www.popularmechanics.com/cars/news/fuel-economy/6-prototype-engines-to-get-your-brain-firing?click=main_sr # slide-5