Pedeorelha | Fonctionnement du moteur sphérique Hüttlin

Gyles Lewis
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Le moteur sphérique Hüttlin exposé au salon de Genève en 2011. Voir plus de photos de moteurs de voitures. Gracieuseté d'Innomot AG

Il semble que chaque fois qu'un nouveau modèle hybride est lancé, ou qu'un modèle actuel est mis à jour, il y a un petit ajustement ou une mise à jour qui fournit juste le moindre coup de pouce par rapport à la concurrence ... juste assez à des fins de marketing, vraiment, et de telles améliorations sont célébrées sans fin. Mais il n'y a aucune raison de mépriser - en ce qui concerne l'impact environnemental et la conservation de l'énergie, chaque petit geste aide vraiment.

Mais comme ces jalons mineurs ont été salués au fil des ans, un ingénieur allemand et son équipe de développeurs suisses ont travaillé dur… depuis avant que l'hybride ne commence son évolution du redouté au plus tendance au grand public. Et le résultat est différent de tout ce que quiconque aurait pu prédire serait possible. Il est donc tout simplement fabuleux que la meilleure innovation en matière de technologie hybride depuis des années, avec une genèse qui remonte bien avant l'utilisation généralisée de la transmission hybride actuelle, ait été révélée juste à temps, lorsque les hybrides et les véhicules électriques (bien que vendus aussi bien que jamais) étaient dus pour une nouvelle charge.

Le moteur Hüttlin a fait ses débuts publics au Salon de l'automobile de Genève en mars 2011, monté sur un présentoir parmi les autres expositions technologiques respectueuses de l'environnement, et aurait attiré un flux constant d'attention d'une manière que seul un moteur sphérique en aluminium pourrait. Nous allons donc commencer par faire plaisir au Dr Hüttlin et à Innomot AG, l'équipe derrière le moteur Hüttlin, en suspendant l'incrédulité et en supposant que la forme est en effet la possibilité la plus pratique pour son objectif. Même si le design globulaire brillant est un peu de la folie, la science semble solide et les statistiques sont impressionnantes.

Le moteur sphérique Hüttlin (ou «kugelmotor») présente de nombreux avantages d'un véhicule électrique sans les inconvénients communs, tels que les limites de l'infrastructure de charge et ce que les critiques des véhicules électriques appellent «l'anxiété de l'autonomie», la peur omniprésente que le la batterie sera à court de jus avant qu'une charge ne devienne disponible et, sans une réserve d'essence, laissera le conducteur bloqué. De plus, les caractéristiques d'efficacité typiques des hybrides - comme un poids plus faible, des économies de carburant et un impact environnemental réduit - ont été améliorées. Le moteur sphérique Hüttlin promet de pouvoir fournir le coup de pouce nécessaire pour faire passer l'ingénierie hybride au niveau supérieur et, en surmontant les limitations d'autonomie, pourrait aider les véhicules électriques à être largement acceptés..

Le moteur sphérique Hüttlin exposé au Salon de Genève en 2011. Avec l'aimable autorisation d'Innomot AG

Le moteur sphérique Hüttlin aurait l'air un peu maladroit sous le capot seul, mais pas de souci: il a été conçu pour faire partie d'un système, pas d'une source d'alimentation autonome.

Un «prolongateur d'autonomie» est essentiellement ce qui distingue un véhicule hybride d'un véhicule purement électrique. C'est la source d'énergie supplémentaire qui permet à un hybride de surpasser les limites d'utilisabilité d'un électrique. Comme l'autonomie est souvent citée comme l'une des principales préoccupations qui empêchent les voitures électriques d'être largement acceptées, cette distinction joue un rôle important dans la perception des deux types de véhicules..

Cependant, trouver un prolongateur de portée fiable n'est pas aussi simple que de parcourir les publicités au dos des magazines pour hommes. Dans les premiers hybrides, le prolongateur d'autonomie était simplement un moteur à essence efficace qui aidait le moteur électrique à supporter la charge, et la conception ressemblait beaucoup à un moteur ordinaire: un générateur d'électricité fournissait le jus pour pomper un arbre qui, à son tour, déplaçait le reste. des pièces du moteur, qui a lancé le cycle de combustion du carburant. Beaucoup d'hybrides sur la route fonctionnent toujours comme ça, plus ou moins, bien que différents fabricants puissent mettre l'accent, par exemple, sur la «normalité» plutôt que sur l'efficacité, la transmission de la voiture étant conçue pour favoriser une source d'énergie par rapport à l'autre. (Bien que la technologie hybride ait parcouru un long chemin en quelques années seulement, les options de mise en page de base n'ont pas beaucoup changé.)

Maintenant, cependant, différents types de moteurs sont en cours de développement pour aider à faire avancer le jeu et testent les limites des capacités des hybrides. Certains prolongateurs de portée fonctionnent à un clip constant; d'autres ne se déclenchent que lorsque le moteur électrique a besoin d'un peu de stimulation. Certains des modèles sont encore assez simples, inspirés et tirés de la technologie automobile traditionnelle. Et d'autres, comme nous l'avons vu ... eh bien, ils sont là-bas.

Le Dr Hüttlin et son équipe ont mis au point un nouveau design qui va à l'encontre des principes de conception de moteur établis et acceptés. Au lieu d'envelopper sa conception autour de la mécanique typique (la configuration commune de l'arbre et du générateur), il voulait un design plus élégant et fonctionnel, un moteur largement autonome qui créait sa propre puissance pour démarrer. Sa conception reflète l'idée qu'un prolongateur d'autonomie ne devrait pas gaspiller les ressources de l'hybride; il doit être léger, compact, économique et aussi bon marché que possible. Ce n'est pas une idée nouvelle, mais cela lui a fait comprendre que cela valait peut-être la peine de retourner à la planche à dessin.

Reconsidérez cette approche après avoir lu la page suivante ... et le moteur sphérique Hüttlin peut sembler beaucoup moins fantaisiste et un peu plus gracieux.

Le Hüttlin-kugelmotor (moteur sphérique) sur le banc d'essai - alimenté au GNC avec l'aimable autorisation d'Innomot AG

Le Hüttlin est conçu pour compléter la puissance électrique d'une voiture hybride, mais dans un souci de simplicité, prétendez un instant qu'il s'agit d'un moteur autonome. En pratique, la puissance qu'il produit sera acheminée en fonction de la conception de partage de puissance de cet hybride particulier, mais pour comprendre comment le moteur lui-même produit de l'énergie, la destination de la puissance par la suite est fondamentalement sans importance. C'est déjà assez difficile à décrire comme c'est.

Voici les choses simples: le prototype Hüttlin qui fait le tour produit environ 104 chevaux, mais contrairement à un moteur à essence traditionnel, le Dr Hüttlin affirme que la conception est facile à adapter pour répondre à presque tous les besoins en énergie. Les automobiles modernes sont refroidies par liquide, mais le kugelmotor peut également être adapté pour les configurations refroidies par air. Il est construit à partir d'une fraction seulement des pièces d'un moteur traditionnel (environ 60 composants dans le Hüttlin, contre environ 250 dans une moyenne à quatre pistons), ce qui permet d'atteindre les objectifs d'efficacité et d'économie, car il y a moins de pièces à produire et assembler. Cela signifie, en partie, que le Hüttlin atteint une efficacité de plus de 30% (en d'autres termes, moins de 70% de la puissance qu'il produit est gaspillée à la chaleur, au bruit et au frottement gaspillé), ce qui, bien sûr, signifie que le moteur utilisera moins de carburant et émettra également moins d'émissions nuisibles à l'environnement. Les moteurs traditionnels, en comparaison, n'atteignent qu'un rendement d'environ 20%. Pensez-y la prochaine fois que vous faites le plein.

Voici où cela se complique: le mouvement du moteur, appelé «cinématique tridimensionnelle», comprend une combustion d'essence et une conception à quatre pistons, mais après cela, c'est comme être sur une autre planète. La vue du moteur est un grattoir à la tête - une boule d'argent avec des tuyaux qui sortent. Comme Spaceship Earth à Epcot… comment cette sphère englobe-t-elle ce que tout le monde prétend être à l'intérieur? Logé dans le globe en aluminium léger, il y a plus de kugels qui courent sur des pistes à l'intérieur des deux pistons sur le même roulement, qui sont à l'intérieur du rotor, qui tourne dans la coque extérieure en aluminium. Au fur et à mesure que le rotor tourne, les pistons pompent en opposition, et les kugels glissent le long de leurs chenilles… dont le mouvement fait tourner le rotor. C'est compris? (Le fait que les pièces de base partagent des noms et des rôles avec les pièces de moteur de tous les jours n'aide vraiment pas du tout.)

Et en cours de route, certaines bobines et aimants aident à générer de l'énergie et à transférer l'énergie à l'extérieur de la sphère vers un ensemble de batteries qui agissent comme des blocs de maintien temporaires pour déplacer la puissance le long de la transmission selon les besoins. La puissance est envoyée à un autre moteur qui entraîne directement les roues (au lieu d'envoyer la puissance directement dans une transmission traditionnelle), ce qui, selon Innomot AG, est plus efficace..

Le Dr Hüttlin a déclaré que le kugelmotor a mis quelques décennies à être compris et développé, mais s'attend à le voir dans les véhicules de production dans environ 2 à 5 ans. Les brevets ont été déposés en décembre 2010 (complétant le portefeuille du Dr Hüttlin de plus de 150), et Innomot AG prévoit de licencier la technologie, de sorte que le Hüttlin pourrait bientôt être niché dans le compartiment moteur d'une gamme d'hybrides..

Cette mission m'a d'abord frappé de peur: la peur de taper «range extender», combiné avec n'importe quel mot contenant un tréma, dans Google. Après des recherches plus poussées, j'ai découvert que l'inventeur du Hüttlin se référait à sa création comme à un «kugelmotor». «Kugel», qui peut sembler familier aux aficionados de la cuisine juive, est en fait allemand pour «bal». Pas du tout rassurant. Mais j'avais encore une lueur d'espoir pour le moteur sphérique. J'ai tendance à aimer l'ingénierie allemande au-delà de toute raison (comme mon affection bizarre pour un type particulier de compresseur de compresseur, surtout connu pour sa présence à la fin des années 80 et au milieu des années 90, les VW qui étaient pratiquement garanties d'échouer de manière spectaculaire avec précision. 60 000 milles).

Cela dit, il a encore fallu un peu de temps pour comprendre comment cette balle se déroule. Chaque description que j'ai lue me semblait radicalement différente, à la limite de la contradiction. Et il n'y avait pas de manuel d'atelier à portée de main pour me convaincre. Donc, compte tenu de mon expérience avec le développement moteur allemand, il semble que quelques décennies ont fait toute la différence. (Et sur cette note, mon pouls s'est accéléré lorsque j'ai découvert que le Hüttlin avait un potentiel de refroidissement par air. Mon projet de futur fantastique Karmann Ghia vient de prendre une toute nouvelle dimension.)

Sources

Cars21.com. "Entretien exclusif avec Innomot à propos du Hüttlin-Range-Extender." 7 avril 2011. (24 février 2012) http://www.cars21.com/content/articles/55220110407.php
Innomot AG. «Hüttlin Drive Technology». (24 février 2012) http://www.innomot.org/compressor.11.html%23Compressor#Home
PRNewswire. «Prolongateurs d'autonomie pour véhicules électriques 2011-2021». 3 novembre 2011. (24 février 2012) http://www.prnewswire.com/news-releases/range-extenders-for-electric-vehicles-2011-2021-133155548.html
Rice, Vincent. "Le génie sphérique du Hüttlin Kugelmotor." Gizmag. 25 septembre 2011. (24 février 2012) http://www.gizmag.com/huttlin-kugelmotor/19923/
Vorano, Neil. "L'avenir vert au Salon de Genève." Le National. 5 mars 2011. (24 février 2012) http://www.thenational.ae/lifestyle/motoring/the-green-future-at-geneva-motor-show
Wojdyla, Ben. "Six prototypes de moteurs pour stimuler votre cerveau." Mécanique populaire. 13 février 2011. (24 février 2012) http://www.popularmechanics.com/cars/news/fuel-economy/6-prototype-engines-to-get-your-brain-firing?click=main_sr # slide-5

Fonctionnement du moteur sphérique Hüttlin

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