Cómo funciona el motor esférico de Hüttlin

El motor esférico Hüttlin en exhibición en el Salón del Automóvil de Ginebra en 2011. Vea más fotos de motores de automóviles. Cortesía de Innomot AG

Parece que cada vez que se lanza un nuevo modelo híbrido, o se actualiza un modelo actual, hay algún pequeño ajuste o actualización que proporciona el más mínimo impulso sobre la competencia ... lo suficiente para fines de marketing, en realidad, y tales mejoras se celebran hasta ahora. final. Pero no hay motivo para el desprecio: cuando se trata de impacto ambiental y conservación de energía, todo ayuda realmente.

Pero a medida que estos hitos menores han sido elogiados a lo largo de los años, un ingeniero alemán y su equipo de desarrolladores suizos han estado trabajando duro ... desde antes de que el híbrido comenzara su evolución de lo temido a lo moderno y lo convencional. Y el resultado es diferente a todo lo que nadie hubiera podido predecir que sería posible. Así que es nada menos que fabuloso que la mejor innovación en tecnología híbrida en años, con una génesis que se remonta mucho antes del uso generalizado del tren motriz híbrido actual, se reveló justo a tiempo, cuando los vehículos híbridos y eléctricos (aunque se vendían tan bien como alguna vez) debían recibir una nueva carga.

El motor Hüttlin hizo su debut público en el Salón del Automóvil de Ginebra en marzo de 2011, montado en un soporte de exhibición entre las otras exhibiciones de tecnología ecológica, y supuestamente atrajo un flujo constante de atención de una manera que solo un motor de aluminio esférico podría hacerlo. Entonces, comenzaremos por complacer al Dr. Hüttlin e Innomot AG, el equipo detrás del motor Hüttlin, suspendiendo la incredulidad y asumiendo que la forma es de hecho la posibilidad más práctica para su propósito. Incluso si el diseño globular brillante es un poco tonto, la ciencia parece sólida y las estadísticas son impresionantes..

El motor esférico de Hüttlin (o "kugelmotor") tiene muchos de los beneficios de un vehículo eléctrico sin los inconvenientes comunes, como las limitaciones de la infraestructura de carga y lo que los críticos de vehículos eléctricos denominan "ansiedad de autonomía", el temor generalizado de que la batería se agotará antes de que haya una carga disponible y, sin una reserva de gasolina, dejará al conductor varado. Además, se han mejorado las características típicas de eficiencia híbrida, como menor peso, ahorro de combustible y menor impacto ambiental. El motor esférico de Hüttlin promete que puede proporcionar el impulso necesario para llevar la ingeniería híbrida al siguiente nivel y, al superar las limitaciones de alcance, podría ayudar a los vehículos eléctricos a obtener una amplia aceptación..

El motor esférico de Hüttlin en exhibición en el Salón del Automóvil de Ginebra en 2011. Cortesía de Innomot AG

El motor esférico de Hüttlin se vería un poco ridículo rodando debajo del capó por sí solo, pero no se preocupe: fue diseñado para ser parte de un sistema, no una fuente de energía independiente.

Un "extensor de alcance" es básicamente lo que distingue a un vehículo híbrido de un vehículo eléctrico puro. Es la fuente de energía adicional que permite que un híbrido supere los límites de usabilidad de un eléctrico. Dado que la autonomía se cita a menudo como una de las principales preocupaciones que impiden que los coches eléctricos obtengan una aceptación generalizada, esta distinción juega un papel importante en la forma en que se perciben los dos tipos de vehículos..

Sin embargo, encontrar un extensor de rango confiable no es tan simple como leer los anuncios en la parte posterior de las revistas para hombres. En los primeros híbridos, el extensor de rango era simplemente un motor de gasolina eficiente que ayudaba al motor eléctrico a soportar la carga, y el diseño se parecía mucho a un motor ordinario: un generador de electricidad proporcionaba el jugo para bombear un eje que, a su vez, movía el resto. de las piezas del motor, que puso en marcha el ciclo de quema de combustible. Muchos híbridos en la carretera todavía funcionan así, más o menos, aunque diferentes fabricantes pueden enfatizar, digamos, la "normalidad" sobre la eficiencia, con la transmisión del automóvil diseñada para favorecer una fuente de energía en oposición a la otra. (Aunque la tecnología híbrida ha avanzado mucho en unos pocos años, las opciones de diseño básicas no han cambiado mucho).

Ahora, sin embargo, se están desarrollando diferentes tipos de motores para ayudar a impulsar el juego y están probando los límites de las capacidades de los híbridos. Algunos extensores de rango funcionan a un ritmo constante; otros se activan solo cuando el motor eléctrico necesita un poco de estimulación. Algunos de los diseños siguen siendo bastante sencillos, inspirados y basados ​​en la tecnología automotriz tradicional. Y otros, como hemos visto ... bueno, están ahí fuera.

El Dr. Hüttlin y su equipo idearon un nuevo diseño que se adapta a los principios de diseño de motores establecidos y aceptados. En lugar de envolver su diseño en torno a la mecánica típica (el eje común y la configuración del generador), quería un diseño más elegante y funcional, un motor en gran parte autónomo que creara su propia potencia para ponerse en marcha. Su diseño refleja la idea de que un extensor de rango no debería desperdiciar los recursos del híbrido; debe ser ligero, compacto, económico y lo más económico posible. Esta no es una idea nueva, pero le hizo darse cuenta de que podría valer la pena el esfuerzo de volver a la mesa de dibujo..

Reconsidere ese enfoque después de leer la página siguiente ... y el motor esférico de Hüttlin podría parecer mucho menos caprichoso y bastante más elegante.

El motor Hüttlin-kugelmotor (motor esférico) en el banco de pruebas, alimentado por GNC Cortesía de Innomot AG

El Hüttlin está diseñado para complementar la potencia eléctrica de un automóvil híbrido, pero en aras de la simplicidad, finja por un momento que es un motor independiente. En la práctica, la energía que produce se enrutará de acuerdo con el diseño de distribución de energía de ese híbrido en particular, pero a los efectos de comprender cómo el motor en sí genera energía, es básicamente irrelevante a dónde va la energía. Es bastante difícil de describir como es.

Aquí está lo simple: el prototipo de Hüttlin que ha estado circulando produce alrededor de 104 caballos de fuerza, pero a diferencia de un motor de gasolina tradicional, el Dr. Hüttlin afirma que el diseño es fácil de escalar para adaptarse a casi cualquier necesidad de energía. Los automóviles modernos están refrigerados por líquido, pero el kugelmotor también se puede adaptar para configuraciones refrigeradas por aire. Está construido a partir de solo una fracción de las partes de un motor tradicional (aproximadamente 60 componentes en el Hüttlin, en comparación con aproximadamente 250 en un promedio de cuatro pistones), lo que ayuda a lograr los objetivos de eficiencia y economía, ya que hay menos partes para producir y montar. Eso significa, en parte, que el Hüttlin logra más del 30 por ciento de eficiencia (en otras palabras, menos del 70 por ciento de la potencia que produce se desperdicia en calor, ruido y fricción desperdiciada), lo que, por supuesto, significa que el motor usará menos combustible, y también emitirá menos emisiones dañinas para el medio ambiente. Los motores tradicionales, en comparación, alcanzan solo un 20 por ciento de eficiencia. Piensa en eso la próxima vez que te recargues.

Aquí es donde se vuelve más complicado: el movimiento del motor, conocido como "cinemática tridimensional", presenta combustión de gasolina y un diseño de cuatro pistones, pero después de eso, es como estar en otro planeta. La vista del motor es un raspador de cabeza: una bola plateada con tubos que salen. Como Spaceship Earth en Epcot ... ¿cómo encierra esa esfera lo que todos dicen que hay dentro? Dentro del globo de aluminio liviano hay más kugels que corren en pistas dentro de los dos pistones en el mismo cojinete, que están dentro del rotor, que gira dentro de la carcasa exterior de aluminio. A medida que el rotor gira, los pistones bombean en oposición y los kugels se deslizan a lo largo de sus pistas ... cuyo movimiento hace girar el rotor. ¿Lo tengo? (El hecho de que las partes básicas compartan nombres y roles con las partes cotidianas del motor realmente no ayuda en absoluto).

Y en el camino, algunas bobinas e imanes ayudan a generar energía y transfieren la energía fuera de la esfera a un conjunto de baterías que actúan como paquetes de retención temporal para mover la energía a lo largo de la transmisión según sea necesario. La potencia se envía a otro motor que acciona directamente las ruedas (en lugar de enviar la potencia directamente a un tren motriz tradicional), que Innomot AG dice que es más eficiente.

El Dr. Hüttlin ha dicho que el kugelmotor tardó un par de décadas en resolverse y desarrollarse, pero espera verlo en vehículos de producción en aproximadamente 2 a 5 años. Las patentes se presentaron en diciembre de 2010 (completando la cartera del Dr. Hüttlin de más de 150), y Innomot AG planea licenciar la tecnología, por lo que Hüttlin pronto podría ubicarse en el compartimiento del motor de una gama de híbridos..

Esta tarea inicialmente me asustó: el miedo a escribir "extensor de rango", combinado con cualquier palabra que contenga diéresis, en Google. Después de investigar más, descubrí que el inventor del Hüttlin se refiere a su creación como un "kugelmotor". "Kugel", que puede sonar familiar para los aficionados a la cocina judía, en realidad significa "pelota" en alemán. Nada tranquilizador. Pero todavía tenía un rayo de esperanza para el motor esférico. Tiendo a ser aficionado a la ingeniería alemana más allá de toda razón (como mi extraño afecto por un tipo particular de sobrealimentador de tipo compresor, mejor conocido por su presencia a finales de los 80 y mediados de los 90, que prácticamente estaba garantizado que fallaría espectacularmente en precisamente 60,000 millas).

Dicho esto, todavía tomó un poco de tiempo comprender cómo se pone en marcha esta bola. Cada descripción que leí parecía drásticamente diferente, casi contradictoria. Y no había ningún manual de taller a mano para convencerme. Entonces, considerando mi experiencia con el desarrollo de motores alemanes, parece que unas pocas décadas han hecho una gran diferencia. (Y en esa nota, mi pulso se aceleró cuando descubrí que el Hüttlin tiene potencial de enfriamiento por aire. Mi proyecto de futuro de fantasía de Karmann Ghia acaba de adquirir una dimensión completamente nueva).

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Fuentes

• Cars21.com. "Entrevista exclusiva con Innomot sobre el Hüttlin-Range-Extender". 7 de abril de 2011. (24 de febrero de 2012) http://www.cars21.com/content/articles/55220110407.php
• Innomot AG. "Tecnología Hüttlin Drive". (24 de febrero de 2012) http://www.innomot.org/compressor.11.html%23Compressor#Home
• PRNewswire. "Extensores de rango para vehículos eléctricos 2011-2021". 3 de noviembre de 2011. (24 de febrero de 2012) http://www.prnewswire.com/news-releases/range-extenders-for-electric-vehicles-2011-2021-133155548.html
• Rice, Vincent. "El genio esférico del Hüttlin Kugelmotor". Gizmag. 25 de septiembre de 2011. (24 de febrero de 2012) http://www.gizmag.com/huttlin-kugelmotor/19923/
• Vorano, Neil. "El futuro verde en el Salón del Automóvil de Ginebra". El Nacional. 5 de marzo de 2011. (24 de febrero de 2012) http://www.thenational.ae/lifestyle/motoring/the-green-future-at-geneva-motor-show
• Wojdyla, Ben. "Seis prototipos de motores para encender tu cerebro". Mecánica popular. 13 de febrero de 2011. (24 de febrero de 2012) http://www.popularmechanics.com/cars/news/fuel-economy/6-prototype-engines-to-get-your-brain-firing?click=main_sr # slide-5