Como funciona o motor esférico Hüttlin

O motor esférico Hüttlin em exibição no Salão do Automóvel de Genebra em 2011. Veja mais fotos de motores de automóveis. Cortesia da Innomot AG

Parece que toda vez que um novo modelo híbrido é lançado, ou um modelo atual é atualizado, há algum pequeno ajuste ou atualização que fornece apenas o menor impulso sobre a concorrência ... apenas o suficiente para fins de marketing, na verdade, e tais melhorias são celebradas para não fim. Mas não há motivo para desprezo - quando se trata de impacto ambiental e conservação de energia, cada pequena parte realmente ajuda.

Mas como esses marcos menores foram elogiados ao longo dos anos, um engenheiro alemão e sua equipe de desenvolvedores suíços têm trabalhado duro ... desde antes de o híbrido começar sua evolução do temido ao moderno e ao mainstream. E o resultado é diferente de tudo que alguém poderia ter previsto que seria possível. Portanto, é nada menos que fabuloso que a melhor inovação em tecnologia híbrida em anos, com uma gênese que remonta muito antes do uso generalizado do atual sistema de transmissão híbrido, foi revelada bem a tempo, quando híbridos e veículos elétricos (embora vendam tão bem como nunca) deveriam receber uma nova cobrança.

O motor Hüttlin fez sua estreia pública no Salão Automóvel de Genebra em março de 2011, montado em um expositor entre as outras exibições de tecnologia ecologicamente corretas, e supostamente atraiu um fluxo constante de atenção de uma forma que apenas um motor esférico de alumínio poderia. Portanto, começaremos cedendo ao Dr. Hüttlin e Innomot AG, a equipe por trás do motor Hüttlin, suspendendo a descrença e assumindo que a forma é de fato a possibilidade mais prática para seu propósito. Mesmo que o design globular brilhante seja um pouco estúpido, a ciência parece sólida e as estatísticas são impressionantes.

O Hüttlin Spherical Engine (ou "kugelmotor") tem muitos dos benefícios de um veículo elétrico sem as desvantagens comuns, como as limitações da infraestrutura de carregamento e o que os críticos de veículos elétricos chamam de "ansiedade de alcance", o medo generalizado de que o a bateria ficará sem carga antes de uma carga ficar disponível e, sem uma reserva de gasolina, deixará o motorista perdido. Além disso, as características típicas de eficiência híbrida - como menor peso, economia de combustível e impacto ambiental reduzido - foram aprimoradas. O motor esférico Hüttlin mostra a promessa de que pode fornecer o impulso necessário para levar a engenharia híbrida para o próximo nível e, ao superar as limitações de alcance, pode ajudar os veículos elétricos a ganhar ampla aceitação.

O motor esférico Hüttlin em exibição no Salão Automóvel de Genebra em 2011. Cortesia da Innomot AG

O Hüttlin Spherical Engine pareceria meio bobo rodando sob o capô por conta própria, mas não se preocupe: ele foi projetado para ser parte de um sistema, não uma fonte de energia independente.

Um "extensor de alcance" é basicamente o que distingue um veículo híbrido de um veículo elétrico puro. É a fonte de energia adicional que permite que um híbrido ultrapasse os limites de usabilidade de um elétrico. Uma vez que o alcance é frequentemente citado como uma das principais preocupações que impedem os carros elétricos de ganharem aceitação generalizada, esta distinção desempenha um papel significativo em como os dois tipos de veículos são percebidos.

Encontrar um extensor de alcance confiável, no entanto, não é tão simples quanto ler os anúncios no final das revistas masculinas. Nos primeiros híbridos, o extensor de alcance era simplesmente um motor a gasolina eficiente que ajudava o motor elétrico a suportar a carga, e o projeto parecia muito com um motor comum: um gerador de eletricidade fornecia o suco para bombear um eixo que, por sua vez, movia o resto das peças do motor, que deu início ao ciclo de queima de combustível. Muitos híbridos na estrada ainda operam assim, mais ou menos, embora diferentes fabricantes possam enfatizar, digamos, "normalidade" em vez de eficiência, com o trem de força do carro projetado para favorecer uma fonte de energia em oposição à outra. (Embora a tecnologia híbrida tenha evoluído muito em apenas alguns anos, as opções básicas de layout não mudaram muito.)

Agora, porém, diferentes tipos de motores estão sendo desenvolvidos para ajudar a impulsionar o jogo e estão testando os limites das capacidades dos híbridos. Alguns extensores de alcance funcionam em um clipe constante; outros entram em ação apenas quando o motor elétrico precisa de um pouco de estimulação. Alguns dos designs ainda são bastante diretos, inspirados e desenhados na tecnologia automotiva tradicional. E outros, como vimos ... bem, eles estão lá fora.

O Dr. Hüttlin e sua equipe criaram um novo design que vai contra os princípios de design de motor estabelecidos e aceitos. Em vez de envolver seu projeto em torno da mecânica típica (o eixo comum e a configuração do gerador), ele queria um projeto mais elegante e funcional, um motor autônomo que criasse sua própria potência para funcionar. Seu design reflete o pensamento de que um extensor de alcance não deve desperdiçar os recursos do híbrido; deve ser leve, compacto, econômico e o mais barato possível. Esta não é uma ideia nova, mas o fez perceber que talvez valesse a pena voltar à prancheta.

Reconsidere essa abordagem depois de ler a próxima página ... e o Hüttlin Spherical Engine pode parecer muito menos extravagante e um pouco mais elegante.

O Hüttlin-kugelmotor (motor esférico) na bancada de teste - alimentado por CNG Cortesia de Innomot AG

O Hüttlin foi projetado para suplementar a energia elétrica de um carro híbrido, mas por uma questão de simplicidade, finja por um momento que é um motor independente. Na prática, a energia que ele produz será distribuída de acordo com o design de compartilhamento de energia daquele híbrido específico, mas com o propósito de entender como o próprio motor produz energia, para onde a energia vai depois é basicamente irrelevante. É difícil descrever como é.

Aqui está uma coisa simples: o protótipo Hüttlin que está circulando produz cerca de 104 cavalos de potência, mas ao contrário de um motor a gasolina tradicional, o Dr. Hüttlin afirma que o design é fácil de dimensionar para atender a quase todas as necessidades de energia. Automóveis modernos são refrigerados a líquido, mas o kugelmotor também pode ser adaptado para configurações refrigeradas a ar. É construído a partir de apenas uma fração das peças de um motor tradicional (cerca de 60 componentes no Hüttlin, em comparação com cerca de 250 em uma média de quatro pistão), o que ajuda a atingir as metas de eficiência e economia, já que há menos peças para produzir e montar. Isso significa, em parte, que o Hüttlin atinge mais de 30 por cento de eficiência (em outras palavras, menos de 70 por cento da energia que produz é desperdiçada em calor, ruído e atrito desperdiçado), o que, é claro, significa que o motor usará menos combustível e também emitirá menos emissões prejudiciais ao meio ambiente. Os motores tradicionais, em comparação, alcançam apenas cerca de 20 por cento de eficiência. Pense nisso na próxima vez que você abastecer.

É aqui que fica mais complicado: o movimento do motor, conhecido como "cinemática tridimensional", apresenta combustão a gasolina e um design de quatro pistões, mas depois disso, é como se estivesse em outro planeta. A visão do motor é de arranha-cabeças - uma bola prateada com canos saindo. Como a Spaceship Earth no Epcot ... como essa esfera envolve o que todos afirmam estar dentro? Alojados dentro do globo de alumínio leve estão mais kugels que correm em trilhos dentro dos dois pistões no mesmo rolamento, que estão dentro do rotor, que gira dentro da carcaça de alumínio externa. Conforme o rotor gira, os pistões bombeiam em oposição e os kugels deslizam ao longo de seus trilhos ... o movimento que faz o rotor girar. Percebido? (O fato de que as peças básicas compartilham nomes e funções com as peças do motor do dia a dia realmente não ajuda em nada.)

E, ao longo do caminho, algumas bobinas e ímãs ajudam a gerar energia e transferem a energia fora da esfera para um conjunto de baterias que atuam como pacotes de retenção temporários para mover a energia ao longo do trem de força conforme necessário. A potência é enviada para outro motor que aciona diretamente as rodas (em vez de enviar a potência diretamente para um trem de força tradicional), que a Innomot AG diz ser mais eficiente.

O Dr. Hüttlin disse que o kugelmotor levou algumas décadas para ser descoberto e desenvolvido, mas espera vê-lo em veículos de produção em cerca de 2 a 5 anos. As patentes foram depositadas em dezembro de 2010 (completando o portfólio do Dr. Hüttlin de mais de 150), e a Innomot AG planeja licenciar a tecnologia, então o Hüttlin poderá em breve ser aninhado no compartimento do motor de uma variedade de híbridos.

Essa tarefa inicialmente me atingiu com medo: o medo de digitar "extensor de alcance", combinado com qualquer palavra que contenha um trema, no Google. Após pesquisas adicionais, descobri que o inventor do Hüttlin se refere à sua criação como um "kugelmotor". "Kugel", que pode soar familiar aos aficionados da culinária judaica, significa "baile" em alemão. Nem um pouco reconfortante. Mas eu ainda tinha um vislumbre de esperança para o motor esférico. Eu tendo a gostar da engenharia alemã além de qualquer razão (como minha afeição bizarra por um tipo particular de compressor tipo compressor, mais conhecido por sua presença no final dos anos 80 e meados dos anos 90, VWs que praticamente garantia falhará espetacularmente precisamente no 60.000 milhas).

Dito isso, ainda demorou um pouco para entender como essa bola rola. Cada descrição que li parecia drasticamente diferente, quase contraditória. E não havia nenhum manual de loja à mão para me persuadir. Portanto, considerando minha experiência com o desenvolvimento motor alemão, parece que algumas décadas fizeram uma grande diferença. (E nessa nota, meu pulso acelerou quando descobri que o Hüttlin tem potencial refrigerado a ar. Meu projeto futuro de fantasia Karmann Ghia acaba de assumir uma dimensão totalmente nova.)

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Fontes

• Cars21.com. "Entrevista exclusiva com Innomot sobre o Hüttlin-Range-Extender." 7 de abril de 2011. (24 de fevereiro de 2012) http://www.cars21.com/content/articles/55220110407.php
• Innomot AG. "Hüttlin Drive Technology." (24 de fevereiro de 2012) http://www.innomot.org/compressor.11.html%23Compressor#Home
• PRNewswire. "Extensores de alcance para veículos elétricos 2011-2021." 3 de novembro de 2011. (24 de fevereiro de 2012) http://www.prnewswire.com/news-releases/range-extenders-for-electric-vehicles-2011-2021-133155548.html
• Arroz, Vincent. "O gênio esférico do Hüttlin Kugelmotor." Gizmag. 25 de setembro de 2011. (24 de fevereiro de 2012) http://www.gizmag.com/huttlin-kugelmotor/19923/
• Vorano, Neil. "O futuro verde no Salão Automóvel de Genebra." O Nacional. 5 de março de 2011. (24 de fevereiro de 2012) http://www.thenational.ae/lifestyle/motoring/the-green-future-at-geneva-motor-show
• Wojdyla, Ben. "Seis motores de protótipo para fazer seu cérebro disparar." Mecânica popular. 13 de fevereiro de 2011. (24 de fevereiro de 2012) http://www.popularmechanics.com/cars/news/fuel-economy/6-prototype-engines-to-get-your-brain-firing?click=main_sr # slide-5